江艷華,許東勤,2,姚 琳,李風(fēng)鈴,朱文嘉,郭瑩瑩,張 媛,王聯(lián)珠※
(1. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青島 266071;2. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306;3. 獐子島集團(tuán)股份有限公司,大連 116001)
水產(chǎn)品因其味道鮮美和高營養(yǎng)價(jià)值深受廣大消費(fèi)者的青睞,然而,由于特殊的生長環(huán)境以及加工過程中與其他物品的接觸,水產(chǎn)品不可避免地存在微生物的污染。水產(chǎn)品具有高水分、高蛋白等營養(yǎng)特點(diǎn),如果儲(chǔ)存不當(dāng),其中的微生物往往會(huì)滋生,從而導(dǎo)致產(chǎn)品腐敗,縮短貨架期,如果污染了食源性致病菌,會(huì)對(duì)人類健康造成嚴(yán)重危害,對(duì)國家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。尤其像三文魚等主要以生食為主的海產(chǎn)品,更是高風(fēng)險(xiǎn)的食品[1]。因此,水產(chǎn)品的安全控制與防腐保鮮尤為重要。
目前,水產(chǎn)品中常用的抑菌劑包括茶多酚、殼聚糖、ε-聚賴氨酸、乳酸鏈球菌素(nisin)、雙乙酸鈉、山梨酸鉀等[2],這些抑菌劑抑菌機(jī)理各不相同,單獨(dú)使用并不能達(dá)到最佳效果,尤其在控制某種致病菌方面靶向性差。噬菌體(bacteriophage或phage)的發(fā)現(xiàn)及其在食品中的應(yīng)用,豐富了抑菌劑的種類,更為食品安全提供了一種安全、高效和靶向性強(qiáng)的生物抑菌劑[3]。噬菌體是細(xì)菌的病毒,在自然界中含量豐富,其中裂解性噬菌體在繁殖過程中能裂解并殺死宿主菌。2006年美國食品藥品管理局批準(zhǔn)了一種噬菌體混合物作為食品添加劑用于李斯特氏菌的控制[4],此后,噬菌體在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用報(bào)道越來越多[5-12]。然而,噬菌體的宿主特異性限制了其應(yīng)用范圍,有研究報(bào)道表明,噬菌體與其他抑菌劑復(fù)配比二者單一使用能更有效地控制病原菌,同時(shí)還可抑制其他腐敗菌的生長,達(dá)到對(duì)食品防腐保鮮的作用[13-15]。
沙門氏菌(Salmonella)是重要的食源性致病菌之一,能引起人類急性腸胃炎,出現(xiàn)腹瀉、腹痛、發(fā)燒和嘔吐等癥狀,其中引起食物中毒的主要為鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌[16]。沙門氏菌在環(huán)境中廣泛存在,畜禽肉、蛋、水產(chǎn)品等都可能攜帶該菌,因此,沙門氏菌是多數(shù)食品必檢項(xiàng)目,并被規(guī)定不得檢出。在中國,由沙門氏菌引起的微生物中毒事件位居第二,但導(dǎo)致的發(fā)病人數(shù)最多[17]。本研究以沙門氏菌作為靶致病菌,通過篩選能與噬菌體SLMP1復(fù)配的抑菌劑,并將復(fù)配抑菌劑應(yīng)用于生三文魚中,評(píng)價(jià)其對(duì)沙門氏菌和腐敗的控制效果,以期為水產(chǎn)品的質(zhì)量安全控制提供新的技術(shù)手段。
1.1.1 菌株
沙門氏菌為鼠傷寒沙門氏菌(SalmonellaTyphimurium),購自美國典型微生物保藏中心,編號(hào)為 ATCC14028。
噬菌體SLMP1由本實(shí)驗(yàn)室從貝類樣品中分離得到,能裂解鼠傷寒沙門氏菌和部分腸炎沙門氏菌,前期對(duì)其生物學(xué)特性進(jìn)行了分析[18]。
1.1.2 樣品
生三文魚購自青島當(dāng)?shù)爻?,試?yàn)前測(cè)定樣品中沙門氏菌的污染情況,無沙門氏菌檢出方可用于試驗(yàn)。在低溫條件下無菌操作將樣品切成約3 cm×5 cm的片狀(約10 g),備用。
1.1.3 培養(yǎng)基及試劑
營養(yǎng)肉湯、營養(yǎng)瓊脂、木糖賴氨酸脫氧膽酸鈉(xylose lysine deoxycholate,XLD)瓊脂、磷酸鹽緩沖液,北京陸橋生物技術(shù)有限公司;營養(yǎng)瓊脂半固體培養(yǎng)基,為營養(yǎng)肉湯中添加 0.75%瓊脂配制而成;殼聚糖(脫乙酰度80.0%~95.0%)國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;ε-聚賴氨酸(純度≥95%),浙江銀象生物技術(shù)有限公司;乳酸鏈球菌素(nisin,活力>1 000 IU/g),浙江銀象生物技術(shù)有限公司;茶多酚(多酚含量≥98%),天津希恩思生化科技有限公司;雙乙酸鈉、山梨酸鉀(純度99%),阿拉丁生化科技股份有限公司;EDTA(乙二胺四乙酸二鈉),純度>99%,索萊寶科技有限公司;三氯乙酸、硼酸 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司;SM緩沖液(5.8 g NaCl,2 g MgSO4·7H2O,50 mL 1 mol/L pH 值 7.5 Tris-HCl,5 mL 2%明膠溶液)。
SpectraMax i3x酶標(biāo)儀,美國Molecular Devices公司;麥?zhǔn)蠞岫葍x,法國生物梅里埃公司;分光光度計(jì),尤尼柯(上海)儀器有限公司;高壓蒸汽滅菌器,日本SANYO公司;恒溫培養(yǎng)振蕩箱,上海智城分析儀器制造有限公司;生化培養(yǎng)箱,日本SANYO公司;生物安全柜,美國NUAIRE公司。
1.3.1 不同抑菌劑對(duì)沙門氏菌的最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)測(cè)定
將沙門氏菌培養(yǎng)至麥?zhǔn)蠞舛燃s 1.0,即約 2×108cfu/mL,然后稀釋至2×104cfu/mL。抑菌劑的選擇與配制參考GB 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[2],最高測(cè)定濃度比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限量適當(dāng)升高,即殼聚糖 6.0 mg/mL、茶多酚 1.2 mg/mL、ε-聚賴氨酸1.0 mg/mL、nisin 2.0 mg/mL、EDTA 4.0 mg/mL、nisin+EDTA 0.5 mg/mL+4.0 mg/mL、山梨酸鉀4.0 mg/mL、雙乙酸鈉4.0 mg/mL,其中EDTA作為細(xì)胞膜通透劑與nisin復(fù)配使用。將抑菌劑進(jìn)行倍比稀釋,共稀釋 10次,取100μL濃度為2×104cfu/mL沙門氏菌與對(duì)應(yīng)的各稀釋度的抑菌劑100μL混勻,36 ℃培養(yǎng)24 h,采用酶標(biāo)儀測(cè)定菌液在600 nm處的吸光值,以沙門氏菌不生長的最低濃度為抑菌劑的MIC值。
1.3.2 不同抑菌劑對(duì)噬菌體SLMP1穩(wěn)定性的影響
配制最高試驗(yàn)濃度的抑菌劑溶液,分別與噬菌體SLMP1(終濃度為1×108pfu/mL)混合,置于36 ℃培養(yǎng)48 h,測(cè)定噬菌體效價(jià)。對(duì)照采用無菌水替代抑菌劑溶液。噬菌體效價(jià)的測(cè)定采用雙層平板法,即對(duì)噬菌體懸液進(jìn)行10倍梯度稀釋,取100μL適當(dāng)濃度懸液與200μL培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期的沙門氏菌懸液混合,然后加入5 mL溶解后在50 ℃下保溫的營養(yǎng)瓊脂半固體培養(yǎng)基,充分混勻后倒入營養(yǎng)瓊脂平板,待培養(yǎng)基凝固、表面水分晾干后在36 ℃下培養(yǎng)18~24 h,計(jì)數(shù)平板上噬菌斑數(shù),從而計(jì)算噬菌體效價(jià)[19]。
1.3.3 噬菌體與其它抑菌劑復(fù)配在生三文魚中的應(yīng)用
1)樣品處理:參照薩姆布魯克《分子克隆實(shí)驗(yàn)指南(第三版)》[20]的方法制備高濃度噬菌體懸液(約 1011pfu/mL),然后稀釋成適宜的使用濃度。每片生三文魚表面接種100μL 1×106cfu/mL的沙門氏菌懸液,放置10 min讓其充分吸收。取250μL抑菌劑(單用和復(fù)配,見表1)添加至人工污染了沙門氏菌的三文魚片表面。將處理好的樣品置于無菌封口袋中,于(4±1)℃下貯藏,分別在貯藏3、7、10和14 d時(shí)取樣進(jìn)行菌落總數(shù)、沙門氏菌、噬菌體效價(jià)以及揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測(cè)定。每個(gè)試驗(yàn)組設(shè)3個(gè)平行,并重復(fù)2次。
表1 噬菌體與抑菌劑復(fù)配應(yīng)用表Table 1 Application of bacteriophage and other bacteriostatic agents
2)沙門氏菌的計(jì)數(shù):將10 g樣品加入90 mL磷酸鹽緩沖液中,均質(zhì),制成1∶10樣品勻液。為了避免噬菌體對(duì)沙門氏菌的干擾,取10 mL樣品勻液,8 000 r/min離心10 min,沉淀重懸于10 mL磷酸鹽緩沖液中,取100μL涂布XLD瓊脂平板;對(duì)于菌濃度極低的樣品,將10 mL勻液沉淀重懸于1 mL磷酸鹽緩沖液中,涂布3塊平板(檢出限為1 cfu/g)。在36 ℃培養(yǎng)18~24 h,計(jì)數(shù)平板上典型沙門氏菌菌落數(shù),從而計(jì)算樣品中沙門氏菌含量[21]。
3)菌落總數(shù)的測(cè)定:按2)方法制成1∶10樣品勻液,取10 mL勻液,8 000 r/min離心10 min,沉淀重懸于10 mL磷酸鹽緩沖液中,進(jìn)行10倍梯度稀釋,取100μL適當(dāng)濃度稀釋液涂布營養(yǎng)瓊脂平板;對(duì)于菌落總數(shù)較低的樣品,則將沉淀重懸于1 mL磷酸鹽緩沖液中,取100μL涂布營養(yǎng)瓊脂平板。將平板置于30 ℃培養(yǎng)72 h,計(jì)數(shù)平板上菌落數(shù),從而計(jì)算樣品中的菌落總數(shù)。
4)TVB-N值的測(cè)定:TVB-N值的測(cè)定參照 GB 5009.208-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》[22]。即?。?0± 0.001)g均質(zhì)樣品,加入50.0 mL三氯乙酸溶液振搖1 min,靜置15 min待蛋白沉淀后過濾,采用凱氏定氮儀進(jìn)行蒸餾,10 mL硼酸加5滴指示劑用于接收蒸餾液,最后以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.010 mol/L)滴定至終點(diǎn)。
5)噬菌體效價(jià)的測(cè)定:將2)中1∶10樣品勻液離心后的上清液用于噬菌體效價(jià)的測(cè)定,方法參照1.3.2。
1.3.4 數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。采用 T檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)的差異性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,P<0.05表示差異性顯著。
本研究以沙門氏菌作為靶細(xì)菌,分析各種抑菌劑對(duì)其抑制效果,表 2為不同抑菌劑對(duì)沙門氏菌的最小抑菌濃度。
表2 不同抑菌劑對(duì)沙門氏菌的最小抑菌濃度Table 2 Minimal inhibitory concentration of different bacteriostatic agents against Salmonella
在所測(cè)試的濃度范圍為,殼聚糖、ε-聚賴氨酸、EDTA、nisin+EDTA對(duì)沙門氏菌有抑制作用,而茶多酚和 nisin對(duì)沙門氏菌沒有抑制作用。殼聚糖 MIC值為1.5 mg/mL,ε-聚賴氨酸為 0.5 mg/mL,EDTA 為4.0 mg/mL,nisin+EDTA為0.5 mg/mL+4.0 mg/mL,山梨酸鉀為4.0 mg/mL,雙乙酸鈉為2.0 mg/mL。其中ε-聚賴氨酸和山梨酸鉀的MIC超過了GB 2760《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中的允許使用限值(0.25和1.0 mg/g)[2]。雖然有研究證明當(dāng)茶多酚濃度為8 mg/mL時(shí)三文魚片有明顯保鮮作用[23],但這已經(jīng)超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許使用限值0.3 mg/g[2]。ε-聚賴氨酸抑菌譜廣,對(duì)大部分革蘭氏陰性菌和陽性菌、酵母菌和霉菌均具有較高的抑菌活性,是一種安全性高的生物抑菌劑,對(duì)海產(chǎn)品有較好的保鮮作用[24]。nisin通常能抑制大部分革蘭氏陽性菌及其芽孢的生長,而對(duì)革蘭氏陰性菌抑菌范圍較窄[25]。本研究發(fā)現(xiàn)即使在細(xì)胞膜通透劑EDTA的作用下,也沒有增加nisin對(duì)沙門氏菌的抑菌效果,據(jù)報(bào)道鼠傷寒沙門氏菌可以改變其脂糖層的組成和結(jié)構(gòu)來減輕對(duì)它們的敏感性[26]。山梨酸鉀和雙乙酸鈉能有效抑制霉菌和好養(yǎng)性細(xì)菌,在食品防腐保鮮中有廣泛應(yīng)用[27-28],然而山梨酸鉀的抑菌效果不明顯,而雙乙酸鈉的抑菌效果則較強(qiáng)。
表 3為不同抑菌劑對(duì)噬菌體穩(wěn)定性的影響作用。nisin、茶多酚、山梨酸鉀和雙乙酸鈉對(duì)噬菌體沒有顯著影響。殼聚糖、ε-聚賴氨酸、EDTA能顯著(P<0.05)降低噬菌體的效價(jià),與對(duì)照組相比,噬菌體效價(jià)分別減少了3.9、1.5、4.0 lg pfu/mL,表明這些抑菌劑對(duì)噬菌體有較強(qiáng)的抑制作用。曾有報(bào)道 ε-聚賴氨酸對(duì)噬菌體有抑制作用,能使大腸埃希氏菌噬菌體失活, ε-聚賴氨酸對(duì)病毒的抑制作用最主要是由于聚賴氨酸中的賴氨酸單體數(shù),賴氨酸單體數(shù)越高,抑菌活性越強(qiáng)[29]。此外,殼聚糖及其衍生物對(duì)噬菌體也有抑制作用,抑制作用與殼聚糖的氨基酸組成有關(guān)[30]。而其他抑菌劑對(duì)噬菌體的影響作用沒有相關(guān)報(bào)道。
表3 不同抑菌劑對(duì)噬菌體穩(wěn)定性的影響Table 3 Effect of bacteriostatic agents on stability of phage
2.3.1 抑菌劑的復(fù)配
在測(cè)定的抑菌劑中,殼聚糖、ε-聚賴氨酸能夠抑制沙門氏菌的生長,同時(shí)在短期內(nèi)對(duì)噬菌體有明顯抑制作用,因此不能與噬菌體進(jìn)行復(fù)配。山梨酸鉀的MIC值超過了國家標(biāo)準(zhǔn)限量的規(guī)定[2],因而不做考慮。雙乙酸鈉MIC值在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值內(nèi)、同時(shí)對(duì)噬菌體沒有明顯抑制作用,因此選擇雙乙酸鈉作為與噬菌體復(fù)配的抑菌劑。此外,考慮到nisin能抑制革蘭氏陽性菌,是一種安全高效、應(yīng)用廣泛的生物保鮮劑,以往的研究也發(fā)現(xiàn)其對(duì)水產(chǎn)品有一定保鮮作用[31],且對(duì)噬菌體沒有抑制作用,因此選擇nisin作為其中一種抑菌劑進(jìn)行復(fù)配。噬菌體濃度參考前期的試驗(yàn)選擇1×108pfu/g,雙乙酸鈉濃度選擇對(duì)沙門氏菌的MIC值,由于抑菌劑以樣品終濃度計(jì)(以往的報(bào)道多以浸泡液的濃度計(jì)),高濃度的nisin溶液很難配制,同時(shí)考慮到nisin的成本,本試驗(yàn)選擇濃度為0.1 mg/g。
2.3.2 不同抑菌劑對(duì)沙門氏菌的抑制作用
圖1為不同抑菌劑對(duì)沙門氏菌的抑制作用。用噬菌體處理的三文魚片試驗(yàn)組(P,PN,PSD,PNSD)中沙門氏菌數(shù)量顯著降低,其中P和PN組在3 d時(shí)降至1.0 lg cfu/g以下,隨后漸趨于0.5 lg cfu/g,但不能完全消除沙門氏菌;而PSD和PNSD組在10 d后才降至1.0 lg cfu/g以下,PNSD組在14 d后低于檢測(cè)限(1 cfu/g)。沒有用噬菌體處理的N、SD和NSD組與對(duì)照KBS組數(shù)量接近,表明在樣品中,nisin和雙乙酸鈉對(duì)沙門氏菌沒有明顯抑制作用,這與 Wan等[32]的報(bào)道結(jié)果一致,即 nisin(500 IU/mL)、EDTA(0.02 mol/L)、山梨酸鉀(3%)復(fù)配劑在4 ℃下處理蝦7 d后不能顯著降低沙門氏菌數(shù)量。以往的研究表明噬菌體對(duì)海產(chǎn)品中沙門氏菌具有較強(qiáng)的控制作用,Galarce等[33]將沙門氏菌噬菌體分別用于生的和熏制的三文魚片中,4和18 ℃時(shí),生三文魚片中腸炎沙門氏菌分別減少了2.82和3.19 lg cfu/g,熏制三文魚中腸炎沙門氏菌分別減少了1.16和1.96 lg cfu/g。本研究的噬菌體對(duì)沙門氏菌的抑制作用比上述報(bào)道的更強(qiáng)。本試驗(yàn)使用的雙乙酸鈉在肉湯體系中能抑制沙門氏菌,而在樣品中卻沒有明顯抑制作用,推測(cè)可能是樣品基質(zhì)影響了雙乙酸鈉的抑菌活性。因此,雖然噬菌體裂解譜較窄,但其抑制靶細(xì)菌的效果是其他抑菌劑不能比擬的。
2.3.3 不同抑菌劑對(duì)菌落總數(shù)的影響
圖 2為不同抑菌劑對(duì)菌落總數(shù)的影響作用。未用其他抑菌劑處理的樣品(KB、KBS、P),菌落總數(shù)先增長后穩(wěn)定在約6 lg cfu/g。只用噬菌體處理的樣品菌落總數(shù)與對(duì)照組(KBS)相比,沒有顯著性降低,表明噬菌體不能抑制沙門氏菌外的其他細(xì)菌。而用其他抑菌劑處理的樣品(N、SD、NSD、PN、PSD、PNSD)與KB、KBS、P組相比,都出現(xiàn)了不同程度的降低,其中SD和PSD組3 d后基本穩(wěn)定在5.0~5.5 lg cfu/g;N和PN組3 d后穩(wěn)定在4.5~5.0 lg cfu/g,與初始菌數(shù)基本一致。表明nisin和雙乙酸鈉能抑制樣品中的其它細(xì)菌,與nisin復(fù)配的抑菌效果比與雙乙酸鈉復(fù)配的抑菌效果明顯。海產(chǎn)品由于生存在水生環(huán)境,其中的菌群為海洋細(xì)菌,常見的特定腐敗菌為假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、弧菌、嗜冷桿菌等[34],可能 nisin對(duì)其中的優(yōu)勢(shì)菌抑菌效果優(yōu)于雙乙酸鈉。而NSD和PNSD組的數(shù)值則逐漸降低,14 d時(shí)PNSD組比只污染沙門氏菌的對(duì)照組(KBS)降低了2.5 lg cfu/g,抑菌效果最好。
圖1 不同抑菌劑對(duì)沙門氏菌的抑制作用Fig.1 Inhibitory effect of different bacteriostatic agents on Salmonella
圖2 不同抑菌劑對(duì)菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effect of different bacteriostatic agents on total viable counts
2.3.4 不同抑菌劑對(duì)TVB-N值的影響
圖3為不同抑菌劑對(duì)TVB-N值的影響作用。在低溫儲(chǔ)藏過程中,所有試驗(yàn)組的TVB-N值均逐漸升高,表明樣品鮮度在緩慢下降,10 d內(nèi)所有試驗(yàn)組TVB-N值均低于30 mg/100 g,14 d后KB、KBS、P和PN組的TVB-N值高于30 mg/100g。含有雙乙酸鈉的試驗(yàn)組SD、PSD、NSD、PNSD的TVB-N含量增長速度較慢,與對(duì)照組KBS相比,14 d時(shí)TVB-N質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少了9.00、8.11、9.98、13.73 mg/100 g,其中PNSD組抑制TVB-N含量增長的效果最好。用雙乙酸鈉處理的 NSD、PNSD組的TVB-N含量變化趨勢(shì)與菌落總數(shù)變化趨勢(shì)一致,SD和PSD組的TVB-N含量比N組和PN組稍好,這與對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果相反。雖然nisin對(duì)三文魚中的總細(xì)菌有較強(qiáng)抑制作用,但可能雙乙酸鈉對(duì)特定腐敗菌的抑制作用比nisin更好,從而使樣品的 TVB-N含量更低?!禛B 2733-2015 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品》中規(guī)定了海水魚的 TVB-N含量應(yīng)小于或等于 30 mg/100g[35]。14 d后含有雙乙酸鈉的試驗(yàn)組的TVB-N含量仍低于腐敗限值30 mg/100 g,其中噬菌體、nisin和雙乙酸鈉復(fù)配處理的樣品TVB-N值最低。
圖3 不同抑菌劑對(duì)TVB-N質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.3 Effect of different bacteriostatic agents on TVB-N mass fraction of samples
2.3.5 噬菌體在樣品中的穩(wěn)定性
圖4為不同抑菌劑對(duì)噬菌體的影響作用。P和PN組噬菌體效價(jià)穩(wěn)定,而PSD和PNSD組隨著時(shí)間延長逐漸降低,14 d時(shí)與初始效價(jià)相比分別降低了 1.38、1.40 lg pfu/g。從中可以看出,雙乙酸鈉對(duì)噬菌體有抑制作用,時(shí)間小于3 d時(shí)抑制作用不顯著(P> 0.05),隨著處理時(shí)間的延長,抑制作用明顯。雖然雙乙酸鈉在長時(shí)間作用時(shí)對(duì)噬菌體有一定抑制作用,但隨著時(shí)間的增加,噬菌體、nisin和雙乙酸鈉復(fù)配組對(duì)沙門氏菌的抑制作用比其他組效果更好,同時(shí)保鮮作用最明顯,因此雙乙酸鈉對(duì)噬菌體的抑制作用可以忽略。
圖4 不同抑菌劑對(duì)噬菌體的影響Fig.4 Effect of different bacteriostatic agents on phage
以往的研究表明,噬菌體對(duì)致病菌的抑菌作用效果是明顯的。然而,由于噬菌體是一種微生物,其安全性會(huì)引起人們的擔(dān)憂。噬菌體分布極廣,凡是有細(xì)菌的場(chǎng)所,就可能有相應(yīng)噬菌體的存在。據(jù)估計(jì),噬菌體的豐度是原核生物的 5~10倍左右,是自然界最豐富的生物體[36]。噬菌體是環(huán)境中的正常菌群,日常人們食用的生食或熟食品都能分離到噬菌體,不會(huì)對(duì)人體造成危害。東歐國家就一直研究和生產(chǎn)用于治療疾病的噬菌體制劑,并沒有關(guān)于噬菌體不良副作用的報(bào)道。此外,動(dòng)物和人體試驗(yàn)均證明,噬菌體對(duì)動(dòng)物和人體是安全的[37?39]。因此,噬菌體的安全性較高,可以作用食品添加劑使用。
目前,關(guān)于噬菌體與其他抑菌劑的復(fù)配研究報(bào)道很少,由于噬菌體是一種微生物,與其他抑菌劑復(fù)配后能否穩(wěn)定存在、抑菌效果如何并不清楚,需要開展相關(guān)研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)沙門氏菌抑制效果較強(qiáng)的抑菌劑對(duì)噬菌體SLMP1有不同程度的抑制作用。由于噬菌體的特異性極強(qiáng),因此只對(duì)沙門氏菌有抑制作用,發(fā)揮著靶向抑制食源性致病菌的目的,而nisin和雙乙酸鈉則對(duì)樣品中其他細(xì)菌有抑制作用,發(fā)揮著防腐保鮮作用。噬菌體與 nisin、雙乙酸鈉復(fù)配后,對(duì)生三文魚片中的沙門氏菌、菌落總數(shù)和TVB-N值均具有較強(qiáng)的抑制作用,保鮮效果優(yōu)于各抑菌劑單獨(dú)使用或兩兩復(fù)配。下一步可以通過分析樣品中菌群結(jié)構(gòu)的變化探討復(fù)配抑菌劑的作用機(jī)理。
本實(shí)驗(yàn)室前期預(yù)試驗(yàn)驗(yàn)證了噬菌體SLMP1對(duì)生三文魚中不同濃度沙門氏菌的作用,發(fā)現(xiàn)當(dāng)噬菌體效價(jià)在 1×108pfu/mL,樣品中102cfu/g的沙門氏菌能迅速降至檢測(cè)限1 cfu/g以下。雖然本研究中樣品中沙門氏菌在短期內(nèi)無法將至檢測(cè)限以下,但自然污染的樣本中沙門氏菌的濃度一般要低于本試驗(yàn)設(shè)置的濃度,因此在實(shí)際應(yīng)用中,噬菌體、nisin和雙乙酸鈉復(fù)配抑菌劑的作用效果將會(huì)更明顯。本研究將為水產(chǎn)品的質(zhì)量安全控制提供新的技術(shù)手段,下一步將通過開展不同致病菌的噬菌體與其他生物抑菌劑的復(fù)配作用研究,篩選更優(yōu)的復(fù)配劑應(yīng)用于水產(chǎn)品質(zhì)量安全控制中。
本研究篩選獲得能與沙門氏菌噬菌體SLMP1進(jìn)行復(fù)配的抑菌劑nisin和雙乙酸鈉,將三者復(fù)配的抑菌劑應(yīng)用于污染了沙門氏菌的生三文魚片中,在低溫貯藏條件下,復(fù)配抑菌劑與三者單獨(dú)使用相比具有明顯的抑菌優(yōu)勢(shì):1)復(fù)配抑菌劑能顯著降低樣品中沙門氏菌的數(shù)量,14 d后沙門氏菌低于檢測(cè)限1 CFU/g,其中噬菌體發(fā)揮著靶向抑制沙門氏菌的作用;2)復(fù)配抑菌劑能顯著抑制樣品中菌落總數(shù)的增長,14 d后與空白對(duì)照相比菌落總數(shù)減少了2.5 lg CFU/g,其中nisin對(duì)其他細(xì)菌的抑菌作用最強(qiáng),噬菌體對(duì)沙門氏菌以外的細(xì)菌沒有明顯抑制作用;3)復(fù)配抑菌劑能顯著抑制樣品中TVB-N的增加,14 d后與空白對(duì)照相比TVB-N值降低了13.73 mg/100 g,其中雙乙酸鈉的抑制作用最強(qiáng)。結(jié)果表明,噬菌體、nisin及雙乙酸鈉復(fù)配劑在生三文魚沙門氏菌控制及防腐保鮮中具有良好應(yīng)用前景。
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