空肠弯曲菌是革兰氏阴性微需氧菌,主要存在于家禽和野禽体内,是一种人畜共患的细菌病原体,会引发腹泻、流产、不育、乳房炎以及传染性肝炎等疾病。世界卫生组织已将空肠弯曲菌定义为常见的食源性致病菌之一。微酸性电解水(SAEW)是在无隔膜电解槽中电解稀盐或稀盐酸溶液而生成的具有特殊理化性质的水溶液,因具有杀菌高效广谱、腐蚀性低、安全环保、pH值更加温和等优点,已在食品行业中广泛应用。
西北农林科技大学食品科学与工程学院的宋欣坤、庞柳欣、张春玲*等以空肠弯曲菌作为研究对象,考察SAEW对纯培养空肠弯曲菌的杀灭效果,以及有机质对杀菌效果的影响,同时对SAEW杀灭多代空肠弯曲菌的效果进行评估,以确保SAEW杀菌方式的安全性;最后,对SAEW杀灭空肠弯曲菌的特性和机制进行研究,以期为SAEW对食品中空肠弯曲菌的杀灭提供理论依据。
1 不同ACC的SAEW对空肠弯曲菌的杀灭效果
1 不同ACC的SAEW对空肠弯曲菌的杀灭效果
2 SAEW处理不同时间对空肠弯曲菌的杀灭效果
2 SAEW处理不同时间对空肠弯曲菌的杀灭效果
3 蛋白质对SAEW杀灭空肠弯曲菌的影响
3 蛋白质对SAEW杀灭空肠弯曲菌的影响
3.1
在不同质量浓度BSA干扰下,采用ACC为30 mg/L的SAEW处理空肠弯曲菌2 min,结果如图3所示。随着蛋白质量浓度增加,SAEW对空肠弯曲菌的杀灭效果逐渐减弱,BSA为0 g/L时,SAEW处理组空肠弯曲菌减少量为5.72(lg(CFU/mL)),BSA为30 g/L时,SAEW处理组为3.41(lg(CFU/mL)),与BSA质量浓度为0 g/L时相比下降了40.38%,不同蛋白质量浓度对SAEW杀菌效果的影响有显著差异(P<0.05)。相同蛋白质量浓度下,NaClO处理组杀灭效果弱于SAEW处理组。有研究发现SAEW杀菌效果会随着蛋白质浓度的增加而减弱。Ni等研究也发现,SAEW处理大肠杆菌、肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的杀菌效率随着ACC的增加而增加,随着BSA质量浓度的增加而降低,并且增加蛋白质浓度可以加速SAEW的ACC的降低。以上研究表明,蛋白质会显著影响SAEW和NaClO的杀灭效果,蛋白质量浓度越高,SAEW的杀菌效果越差,因此在SAEW的实际应用中应降低接触蛋白质的浓度,保证SAEW的杀灭效果。
3.2
3.3
在10 g/L蛋白质干扰下,采用ACC为30 mg/L的SAEW处理空肠弯曲菌1、2、5 min和10 min,结果如图5所示。随着处理时间的延长,SAEW对空肠弯曲菌的杀灭效果增强,当SAEW处理10 min时,空肠弯曲菌减少数量达到最大值(4.12(lg(CFU/mL))),低于相同ACC的SAEW处理空肠弯曲菌纯培养液时的最大值(6.23(lg(CFU/mL)))。SAEW和NaClO处理1 min内空肠弯曲菌减少速率最快,1 min后趋于稳定。有研究发现,在模拟洗涤的过程中,与蔬菜产品相比,肉类消耗有效氯更快。Park等的研究也发现,随着蛋白质的增加,游离的有效氯含量降低。SAEW杀菌效率的不断降低是有机质不断消耗有效氯导致的。虽然蛋白质会减弱杀菌作用,但是SAEW杀菌效果仍然强于NaClO,因此在食品工业中应用SAEW时应考虑不同食品中蛋白质的数量和类型,合理选择处理时间,从而优化杀菌条件和效果。
4 SAEW多代杀菌效果
4 SAEW多代杀菌效果
采用ACC为10 mg/L的SAEW对多代培养的空肠弯曲菌处理2 min,考察SAEW的杀灭效果,结果如图6所示。SAEW对第一代菌的杀菌率为26.3%,之后每代的杀菌率均在24.95%~29.80%,且差异较小。梁铎通过连续多代处理,分析SAEW对单增李斯特菌的多代杀菌效果,第一代杀菌率为56.33%,之后每代的杀菌效果均在47.71%~82.75%之间,且差异不显著(P>0.05),这表明单增李斯特菌在10 代之内对SAEW不产生耐药性。由实验结果可知,10 代以内空肠弯曲菌不会对低浓度SAEW产生耐受性而降低杀菌效果,因此,可以采用SAEW杀灭空肠弯曲菌。
5 SAEW处理对空肠弯曲菌细胞活力的影响
5 SAEW处理对空肠弯曲菌细胞活力的影响
6 SAEW处理对空肠弯曲菌形态的影响
6 SAEW处理对空肠弯曲菌形态的影响
7 SAEW处理对空肠弯曲菌细胞膜损伤的影响
7 SAEW处理对空肠弯曲菌细胞膜损伤的影响
7.1
采用不同ACC和处理时间,观察SAEW对细胞内核酸泄漏的影响,结果如图10所示。处理组的OD260nm远高于对照组,且OD260nm与ACC呈正相关。然而,随着处理时间的延长,OD260nm先迅速上升后趋于平稳。相似的研究表明,Rhizopus stolonifer OD260nm随着超声功率和SAEW ACC的增加而增加,当联合使用500 W的超声和55 ℃ 50 mg/L的SAEW处理10 min时,OD260nm最高,表明此时胞内物质泄漏最严重,细胞膜被破坏,导致胞内成分释放。有研究表明SAEW处理腐生链球菌时,腐生链球菌的细胞外DNA含量显著增加(P<0.05),且与SAEW的ACC呈正比。以上结果表明,SAEW处理会导致空肠弯曲菌中核酸泄漏,与ACC呈浓度依赖性,因此可以推测SAEW通过增加细胞膜的通透性,导致细胞内核酸泄漏,从而杀灭空肠弯曲菌。
7.2
7.3
结 论
结 论
本研究表明,SAEW对空肠弯曲菌的杀灭效果与处理时间和ACC呈正相关,并且SAEW的杀灭效果显著高于相同ACC的NaClO,蛋白质存在时,SAEW的杀菌效果会随着蛋白质量浓度的增加而减弱,将空肠弯曲菌进行连续多代处理,在10 代内并未对低浓度SAEW产生明显的抗药性反应。SAEW处理破坏了空肠弯曲菌的形态和细胞膜的完整性,且破坏程度呈浓度依赖性。SAEW处理会导致空肠弯曲菌细胞内核酸、蛋白质、ATP泄漏,细胞活性下降等变化,推测SAEW通过破坏膜完整性杀灭空肠曲菌。
实习编辑:林安琪;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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