劉 杰，李苗云*，趙改名，柳艷霞，高曉平，田 瑋，黃現(xiàn)青，張秋會(huì)

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

沙門氏菌廣泛分布于自然界，是腸桿菌科中一種常見、重要的人畜共患病原菌之一，對人類和動(dòng)物具有極大危害，沙門氏菌污染能使人類發(fā)生傷寒、副傷寒、敗血癥、腸胃炎和食物中毒等病癥[1-3]。其中肉、蛋、乳等營養(yǎng)豐富的食品是沙門氏菌的主要傳播介質(zhì)，直接影響著人們的飲食健康安全[4-5]。近年來，核酸分析被廣泛應(yīng)用于病原菌的檢測，具有檢測范圍廣、敏感度高、特異性好等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了檢測的效率，縮短了檢測流程，但其存在假陽性偏高等問題[5-9]。魯玉俠等[10]研究了121℃、15min 處理后沙門氏菌的PCR擴(kuò)增效果，結(jié)果顯示PCR產(chǎn)物電泳條帶很明顯。Malorny[11]、Nocker[12]、Oliveira[13]等研究指出死菌DNA會(huì)長期存在。另外，很多研究者[14-18]指出死菌DNA的存在使基因水平的檢測方法高估了樣品中活菌的水平。而我國肉類食品有低溫、高溫、涮、煎、烤等多種加工和消費(fèi)方式，常用的熱處理方式對沙門氏菌致死情況和DNA的破壞程度不是很清楚。本實(shí)驗(yàn)?zāi)M肉品在加工和消費(fèi)過程中常用的幾種加熱處理過程，以研究不同熱處理對沙門氏菌致死效果以及對沙門氏菌DNA消亡的影響，為肉品消費(fèi)時(shí)的安全性和沙門氏菌檢測技術(shù)的研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 菌株與試劑

沙門氏菌標(biāo)準(zhǔn)菌株(ASI.1859F3) 雙匯集團(tuán)技術(shù)中心提供。

U N I Q-1 0 柱式細(xì)菌基因組抽提試劑盒 生工生物工程(上海)有限公司；2×PCR Solution Premix PrimeSTAR?HS 寶生物工程大連有限公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基 北京路橋技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HIRAYAMA高壓滅菌鍋 日本Hirayama公司；UVP凝膠成像系統(tǒng) 美國UVP公司；梯度PCR儀 德國Biometra公司；HH-501恒溫水浴鍋 金壇市杰瑞爾電器有限公司；DYY-12型電泳儀 北京六一儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 菌株培養(yǎng)

取沙門氏菌標(biāo)準(zhǔn)菌株ASI.1859F3接種到5mL液體LB培養(yǎng)基中。37℃、180r/min振蕩培養(yǎng)14～16h，使菌液達(dá)到對數(shù)生長期。平板計(jì)數(shù)得到初始菌濃。

1.3.2 不同熱處理對沙門氏菌存活狀況的影響

模擬肉品在加工和消費(fèi)過程中常用的熱處理過程，取1mL過夜培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)菌液加入到1.5mL PE管中，分別按照65℃保溫20min、85℃保溫30min、沸水浴2min、沸水浴3min、121℃保溫15min進(jìn)行加熱處理。處理后的菌液進(jìn)行平板計(jì)數(shù)，每種處理3個(gè)平行。

1.3.3 基因組DNA的提取

取菌液1mL，10000r/min離心1min，棄上清收集菌體，UNIQ-10柱式細(xì)菌基因組抽提試劑盒抽提基因組DNA，制備的DNA樣品溶解于50μL TE緩沖液中，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.4 熱處理后沙門氏菌不同放置時(shí)間對基因組DNA消亡的影響

對不同熱處理后完全失活的組別進(jìn)行室溫放置，每隔1d取菌液1mL提取基因組DNA，1.5%的瓊脂糖凝膠電泳120V，25min，EB染色后紫外分析儀進(jìn)行分析。

1.3.5 熱致死后沙門氏菌殘存DNA的PCR擴(kuò)增

致死后的菌液經(jīng)過一段時(shí)間放置后按1.3.3節(jié)方法提取基因組DNA，進(jìn)行PCR擴(kuò)增。引物根據(jù)已發(fā)表的鼠傷寒沙門氏菌特異性inva基因核苷酸序列(GenBank AE008832)設(shè)計(jì)，上游引物(5’-GTG AAA TAA TCG CCA CGT CGG GCA A-3’)；下游引物(5’-TCA TCG CAC CGT CAA AGG AAC C-3’)，擴(kuò)增片段長度為285bp[19]。引物由寶生物工程大連有限公司合成。采用20μL反應(yīng)體系：2×PCR Solution Premix PrimeSTAR?HS 10μL、1μmol/L Forward Primer 2μL、1μmol/L Reverse Primer 2μL、DNA模板 2μL、dH2O(滅菌蒸餾水)4μL。反應(yīng)參數(shù)：95℃、30s；95℃、5s；64℃、34s進(jìn)行40個(gè)循環(huán)，最后72℃延伸2min。取3μL PCR產(chǎn)物進(jìn)行電泳，并進(jìn)行紫外光譜分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同加熱處理后對沙門氏菌存活狀況的影響

表 1 不同加熱處理對沙門氏菌的致死情況Table 1 The death status of Salmonella under different heat treatments

從表1可知，所采取的5種熱處理方式均能有效殺死菌液中的沙門氏菌，其中65℃ 20min、85℃ 30min、沸水浴3min、121℃ 15min處理能完全殺死菌液中沙門氏菌，沸水浴2min處理后雖不能完全殺死菌液中的沙門氏菌，但其菌落形態(tài)已發(fā)生明顯變化，處理前菌落邊緣光滑，呈乳白色圓形菌落，處理后則菌落較小，顏色暗淡，邊緣呈不規(guī)則齒狀或放射狀的怪異形態(tài)，繼續(xù)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)菌落生長緩慢。肉品在食用過程中經(jīng)常會(huì)在沸水中短時(shí)間處理，如火鍋中常見的“涮”，通常時(shí)間較短，對于沙門氏菌沸水中處理2min尚不能將其殺死，需要至少3min以上。因此，在肉品消費(fèi)過程中，需要提高殺菌時(shí)間以提高其安全性。

2.2 致死后沙門氏菌不同放置時(shí)間對基因組DNA消亡的影響

經(jīng)過平板計(jì)數(shù)后發(fā)現(xiàn)，65℃ 20min、85℃ 30min、沸水浴3min、121℃ 15min處理后的沙門氏菌完全失活。對以上4種方式處理的菌液進(jìn)行室溫放置，每隔1d提取細(xì)菌基因組DNA，電泳后進(jìn)行分析。

2.2.1 65℃、20min處理后電泳結(jié)果

圖 1 65℃、20min處理后沙門氏菌DNA電泳圖譜Fig.1 Electrophoresis results of the DNA from Salmonella subjected to heat treatment at 65 ℃ for 20 min

由圖1可知，與原菌液相比，65℃、20min處理后的菌液DNA的條帶亮度明顯變?nèi)?，但仍能看出清晰的條帶。說明65℃、20min處理會(huì)破壞部分基因組DNA，影響DNA的提取效果，但不能完全使其降解。隨著放置時(shí)間的延長，DNA條帶慢慢變?nèi)?，說明致死后的細(xì)菌DNA會(huì)逐漸降解，但到18d為止，變化并不是很明顯。

2.2.2 85℃、30min處理后電泳結(jié)果

圖 2 85℃、30min處理后沙門氏菌DNA電泳圖譜Fig.2 Electrophoresis results of the DNA from Salmonella subjected to heat treatment at 85 ℃ for 30 min

由圖2可知，與原菌液相比，85℃、30min處理后的菌液DNA的條帶亮度明顯變?nèi)?。說明85℃、30min處理會(huì)破壞部分基因組DNA，隨著放置時(shí)間的延長，DNA條帶逐漸模糊，與65℃、20min處理相比變化更為明顯，說明85℃、30min致死后的細(xì)菌DNA降解速度更快，到18d為止，條帶已經(jīng)很模糊，但仍有完整的基因組DNA存在。

2.2.3 沸水浴3min處理后電泳結(jié)果

圖 3 沸水浴3min處理后沙門氏菌DNA電泳圖譜Fig.3 Electrophoresis results of the DNA from Salmonella subjected to boiling for 3 min

由圖3可知，沸水浴3min處理后的菌液在放置1、2、4d后可以看到很微弱DNA的條帶，放置6d后條帶消失。這說明沸水浴3min處理對基因組DNA的破壞程度很大，且對DNA提取效果的影響很大。隨著放置時(shí)間的延長，DNA降解速度很快，到第6天時(shí)基因組DNA已經(jīng)大部分降解，無可見條帶。

2.2.4 121℃、15min處理后電泳結(jié)果

由圖4可知，菌液經(jīng)過121℃、15min處理后，基因組DNA條帶完全消失。說明121℃、15min處理會(huì)嚴(yán)重破壞基因組DNA，處理后已經(jīng)沒有完整的基因組DNA存在。

圖 4 121℃、15min處理后沙門氏菌DNA電泳圖譜Fig.4 Electrophoresis results of the DNA from Salmonella subjected to sterilization at 121 ℃ for 15 min

2.2.5 長時(shí)間放置后死菌殘存DNA的PCR擴(kuò)增結(jié)果

圖 5 長時(shí)間放置后死菌殘存DNA的PCR擴(kuò)增結(jié)果Fig.5 PCR amplifi cation of DNA in dead bacilli after long storage period

由圖5可知，沙門氏菌在經(jīng)過65℃ 20min、85℃ 30min、沸水浴3min、121℃ 15min處理致死并放置相當(dāng)長一段時(shí)間后，其DNA擴(kuò)增條帶依然很明顯。沸水浴3min和121℃、15min處理后DNA的擴(kuò)增條帶比65℃、20min和85℃、30min處理后的有些暗淡。這說明雖然DNA電泳條帶已經(jīng)很模糊或消失，但死亡的細(xì)胞中仍存在有大量的目的基因片段存在，且這些基因片段消亡速度很慢，會(huì)在很長一段時(shí)間內(nèi)對PCR擴(kuò)增產(chǎn)生極大的作用。高溫處理對DNA的破壞則更為明顯。

由圖1～5可知，經(jīng)過不同溫度處理后，完整的基因組DNA會(huì)發(fā)生不同程度的降解，在經(jīng)過沸水浴3min和121℃、15min處理后的細(xì)胞中已經(jīng)很少有完整的大分子質(zhì)量的DNA存在，而是降解為了各種不同大小的基因碎片。沙門氏菌受到較低溫度處理時(shí)，其基因組DNA的完整性受到的破壞程度相對較小，但DNA會(huì)隨著時(shí)間的延長也逐漸降解為分子質(zhì)量較小的片段。這些片段就包括引起PCR特異性擴(kuò)增的目的基因片段。這些分子質(zhì)量相對較小的片段會(huì)長期存在于死細(xì)胞中并且很不容易消亡，從而對基于DNA技術(shù)進(jìn)行的病原菌檢測等產(chǎn)生干擾作用。沙門氏菌DNA消亡速度與溫度高低和處理的時(shí)間長短有關(guān)，加熱溫度越高、時(shí)間越長，沙門氏菌DNA消亡速度越快。

沙門氏菌是鮮肉及其制品中常見的，也是我國對肉品主要檢測和控制的食源性病原菌之一。肉類食品有多種加工和消費(fèi)方式，如“涮”、“煎”等，通常時(shí)間較短，本實(shí)驗(yàn)研究表明，對于沙門氏菌沸水中處理2min尚不能將其殺死，所以，需要提高殺菌時(shí)間以提高其安全性。而目前，PCR等分子技術(shù)在病原菌檢測方面的應(yīng)用越來越多，但從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，各種加工肉制品在經(jīng)過不同溫度殺菌以后，雖然肉品中的細(xì)菌被滅活，但加熱處理并不能使細(xì)菌基因組DNA完全降解消亡，大量的基因片段仍然殘存在死亡的細(xì)胞當(dāng)中，而且消亡速度很慢，尤其在較低溫度處理的肉品中更為明顯，這與死菌DNA會(huì)長期存在的研究結(jié)果一致[11-13]。121℃、15min處理后沙門氏菌的PCR研究結(jié)果與魯玉俠等[10]一致。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加熱溫度越高、時(shí)間越長，沙門氏菌DNA消亡速度越快，這對于經(jīng)過不同加工方式處理后的產(chǎn)品，如果應(yīng)用PCR等技術(shù)分析檢測沙門氏菌，會(huì)對檢測結(jié)果產(chǎn)生很大的干擾作用，直接影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 結(jié) 論

肉品在沸水中加熱時(shí)至少在3min以上才能使沙門氏菌完全滅活；加熱溫度越高、時(shí)間越長，沙門氏菌DNA消亡速度越快；不同溫度加熱后，菌液中仍存在大量的目的基因片段，對應(yīng)用DNA分析檢測沙門氏菌會(huì)產(chǎn)生很大的干擾作用，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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