食源性致病菌,指在食品的加工和流通过程中引入的病原菌,这些病原菌在食品中存活、生长代谢引起食物的变质和破坏,同时有些病原菌分泌有毒物质,直接或间接导致人患病。控制食源性致病菌的方法主要为物理方法,热杀菌是最常用的方式,但食品经过热杀菌后品质会受到影响,比如色泽、风味、营养等。为了改善杀菌带来的品质降低问题,通过噬菌体杀灭致病菌方式受到国内外研究学者的广泛关注。
噬菌体是一类感染其他病毒或细菌细胞的病毒,噬菌体在发现早期就被作为一种治疗细菌感染的药物进行研究,但是由于当时对噬菌体基本生物学知识缺乏认识,加之实验技术条件有限,以及噬菌体制剂的工艺、质量较差等原因,噬菌体疗法一度被抑菌活性强且具有广谱性的抗生素所取代。随着抗生素疗法的不断发展,噬菌体疗法逐渐在西方退出了历史舞台,只有东欧一些国家坚持和发展噬菌体疗法。噬菌体虽然在医疗方面失去价值,但其自身特点使其在食品抗菌上具有应用价值。
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噬菌体作为抗菌剂使用具有以下特点:
1、安全性高,噬菌体在自然界广泛存在,是动物胃肠道的自然共生体,可随致病菌的消亡而消失,无残留。
2、特异性强,一种噬菌体往往只能感染或裂解某种细菌,不影响动物肠道正常菌群,不破坏环境中固有的微生物菌落。
3、抗菌活性高,噬菌体以指数方式增值,可有效杀灭病原性微生物。
噬菌体在食品中的应用主要有两种方式,一种是通过噬菌体直接对目标菌进行消灭,该方法能够直接对食品进行杀菌处理,能够有效防止动物屠宰、牛奶采收、蔬果储存等环节的致病菌污染,食品加工过程中的抑菌效果也较为显着,可以替代普通的化学抑菌制剂。
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噬菌体的直接作用有可能会产生以下两点潜在风险:
1、噬菌体的溶源现象,不是所有噬菌体都适合杀死细菌,有一类温和噬菌体并不杀死宿主细菌,而是将自身基因整合到宿主染色体上,使宿主能抵御其他噬菌体的杀菌作用。
2、出现抗菌菌株,虽然细菌突变率很低,但如果长期食用同一噬菌体时,则会加速细菌的自身变异筛选,增加致病菌的防控难度。为了降低直接食用噬菌体的副作用,就产生了另外一种方式,噬菌体裂解酶。这种方式是通过分离得到目标菌的噬菌体后,通过分子生物学手段获得噬菌体的裂解酶,用裂解酶来控制目标菌,该种方式的灭菌效果较为显着。
虽然噬菌体在食品中具有潜在的应用价值,但距离实际应用还较为遥远,其缺陷也非常明显。首先是噬菌体筛选难度大,局限性明显。噬菌体的特异性要求先对目标菌进行鉴定,而后才能针对性选择噬菌体,不符合生产企业的实际工艺要求。其次,噬菌体应用的理论支持不足,噬菌体抗性机制、裂解酶合成与筛选、与其他抗菌剂的相互作用等研究都不完善。虽然国外已有相应的食品用噬菌体产品面世,但也只是针对特定环境和工艺使用的产品,不具有广泛适用性。因此,噬菌体抑菌技术想要真正应用于食品中,还有很长的路要走。