利用噬菌體防控食源性沙門氏菌

郭炳博，郝賀 譯，武亞南，石玉祥 校

（1.河北工程大學，河北邯鄲056000；2.邯鄲市動物醫學重點實驗室，河北邯鄲056000）

噬菌體是傳統抗菌劑的天然替代品，食品工業已證明噬菌體控制細菌性病原體是有效的，導致不同種類噬菌體產品的開發。食品工業使用特定的噬菌體可防止產品腐爛和細菌性疾病的傳播，最終保證食品尤其是動物源性食品生產、加工和處理的安全性。

1 沙門氏菌

沙門氏菌的一般特征是革蘭氏陰性桿菌、兼性厭氧菌。自1855 年西奧博爾德·史密斯首次從豬體上發現沙門氏菌以來，已經鑒定和報告的血清型約2600 多種。大多數沙門氏菌感染是由食用受沙門氏菌污染的食品引起的。沙門氏菌感染主要涉及雞肉、火雞肉、豬肉、肉類和雞蛋，此類現象頻繁出現，最近與新鮮農產品相關的沙門氏菌感染的發病率和死亡率有了顯著的升高，與2008 年相比，2017 年與新鮮農產品相關的疫情數量增加約4.3 倍。盡管采取了各種干預策略，與家禽、肉類和蛋類產品相關的沙門氏菌疫情仍然存在問題。

2 噬菌體

噬菌體是專門感染細菌的病毒顆粒，是自然界中最豐富的病毒。噬菌體包括DNA 或RNA和多面體衣殼蛋白。它們的衣殼蛋白附著在尾部，尾部可吸附目標細菌。由于噬菌體對目標細菌的裂解能力，噬菌體可廣泛控制食源性病原菌。因此，尋找強裂解能力的噬菌體是防控食品病原菌的發展趨勢。

噬菌體的生物防治效果往往取決于感染的多樣性。MOI 被定義為可感染單個細菌的噬菌體平均數量，在食品工業中較低的MOI 更為有益和經濟。據報道，應用噬菌體可減少各種食品中沙門氏菌的數量。如利用噬菌體抑制生牛奶、法蘭克福干酪、豬皮、雞胸肉中特定血清型的沙門氏菌，噬菌體復合物的應用效果較好。

噬菌體在動物肉制品中的應用效果可能優于活體動物，這也導致了廣泛嘗試利用噬菌體控制生肉和家禽產品的沙門氏菌污染。研究表明利用噬菌體控制腸炎沙門氏菌，雞皮膚的腸炎沙門氏菌大約減少了2 個對數單位，雞胸肉的腸炎沙門氏菌數量顯著減少1.5～4 個對數單位。在環境溫度為4℃時，噬菌體的抑菌效果比25℃時好。

噬菌體與食品中其他阻礙微生物生長的因素聯合作用，也可以提高噬菌體的功效。3 種不同噬菌體復合物對豬皮、雞胸肉的鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌的有效性研究表明，在豬皮上噴灑噬菌體復合物，沙門氏菌濃度顯著降低。同樣，將雞胸肉浸泡于含有噬菌體復合物的溶液中5 分鐘，然后4℃冷藏7 天，鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌含量分別減少了1.1 和0.9 CFU/克。

3 商用噬菌體及其調控現狀

一些美國聯邦機構已經發布了不同類型的批文，規定了裂解噬菌體用途類型，但幾乎沒有一個是專門用于生產的商品。即使在美國，利用噬菌體的生物防治也被認為是一項相對較新的技術，而且直到最近食品監管部門才認可和同意應用于食品。美國農業部發布了2 份無異議信，在牛屠宰前，萬能公司開發的大腸桿菌O157:H7 和沙門氏菌的噬菌體可用于牛皮噴霧。

4 噬菌體作為生物防控替代品的局限性及展望

噬菌體及其宿主處于持續性作用過程中，細菌對噬菌體產生抗性，噬菌體需要克服這種抗性。通過各種細胞調節手段，病原性細菌對其噬菌體產生抗性，特別是抗性細菌持續存在于環境中，復制并將抗性傳遞給其子代細胞。對噬菌體抗性也可以在體內或通過基因修飾獲得。然而，具有多個表面受體的多個噬菌體混合物可以阻止或至少延遲細菌對噬菌體的抗性。這可能為將來利用噬菌體控制自然界和食品中的沙門氏菌抗性提供了強大的優勢。

噬菌體若在食品中廣泛使用，還需要從不同角度開展大量研究證明不同來源噬菌體的有效性和安全性，并將其應用到食品工業。目前噬菌體的應用研究僅涉及鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌等某些沙門氏菌菌株，新血清型沙門氏菌已給食品工業帶來嚴重問題，控制這種新血清型沙門氏菌的相應噬菌體可以被培養和鑒定。我們需要新的方法來培育具有較寬宿主范圍的噬菌體，應用于新出現的沙門氏菌血清型，并將噬菌體復合物與其他阻礙病原菌生長的技術相結合，以最大限度地提高噬菌體的應用效果。研究應集中于噬菌體作為抗菌替代品對食品和食品質量的正面和負面影響，特別是噬菌體對食品的感官、營養或理化性質的影響。未來噬菌體的潛在應用領域可能包括食品包裝和食品衛生，最近有關研究是將噬菌體作為固定化包裝材料應用于食品包裝系統，延長食品保質期。如纖維素膜上的大腸桿菌和單核細胞增生李斯特菌的噬菌體復合物可用作生物活性抗菌包裝材料，提高新鮮農產品和肉類的安全性。另一種可能應用是將噬菌體作為生產線、設備和環境的消毒劑。總之，噬菌體在保證食品工業與沙門氏菌血清型相關食品安全方面發揮重要作用，但應仔細考慮噬菌體的潛在功效、安全性和公眾接受度及長期效應。