陳雪峰,郭玉曦,,曾海燕,龔頻,李程思,張菊梅,吳清平*
(1.陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,陜西西安 710021)(2.廣東省微生物安全與健康重點實驗室,華南應(yīng)用微生物學(xué)國家重點實驗室,廣東省科學(xué)院微生物研究所,廣東廣州 510070)
克羅諾桿菌屬(Cronobacterspp.)是無芽孢、能運動、具周身鞭毛的革蘭氏陰性桿菌,該屬包括7個種:阪崎克羅諾桿菌(C. sakazakii)、蘇黎世克羅諾桿菌(C. turicensis)、丙二酸鹽克羅諾桿菌(C.malonaticus)、尤尼沃斯克羅諾桿菌(C. unisails)、莫金斯克羅諾桿菌(C. muytjinii)、康帝蒙提克羅諾桿菌(C. condiment)和都柏林克羅諾桿菌(C. dublinensis),其中,都柏林克羅諾桿菌包括3個亞種:都柏林亞種(dublinensis)、洛桑亞種(lausannensis)和奶粉亞種(lactatidi)[1]??肆_諾桿菌是一種重要的條件致病菌,阪崎克羅諾桿菌是該屬最重要的致病種,感染嬰幼兒能夠引起壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)、敗血癥和腦膜炎,致死率高達40%~80%,部分存在于嬰幼兒配方奶粉中的克羅諾桿菌菌株,具有一定的生物膜形成能力及致病能力,同時對高滲透壓、低pH、高溫、氧化、干燥等有較強的抵抗力[2]。
近5年關(guān)于阪崎克羅諾桿菌防控方法的研究相對較多,Hu等[1]綜述了2009~2017年乳品中克羅桿菌屬的防控方法,Chauhan等[3]系統(tǒng)的綜述了阪崎克羅諾桿菌的生物控制策略(如益生菌、噬菌體防控等),與傳統(tǒng)的物理和化學(xué)方法相比,大多數(shù)針對阪崎克羅諾桿菌的生物控制研究沒有考慮居民的接受程度,以及使用這些生物控制方法可能帶來的大部分潛在風(fēng)險,例如它們的毒性、在食品加工條件下的穩(wěn)定性、與其他食品成分的相互作用等。但物理和化學(xué)防控方法需要考慮產(chǎn)業(yè)化后設(shè)備及相應(yīng)提取工藝、原料的應(yīng)用成本。為此,本文綜述了國內(nèi)外近5年關(guān)于阪崎克羅諾桿菌物理和化學(xué)控制方法的相關(guān)研究,進行對比,并提出相應(yīng)的建議及展望,旨在為阪崎克羅諾桿菌防控的深入研究提供理論依據(jù)。
開發(fā)替代微生物熱滅活方法逐漸成為食品工業(yè)微生物防控的趨勢,脈沖電場(Pulsed electric fields,PEF)[4-7]、微波[8]、高壓[7]、射頻[9]和紫外光(UV-C)[7,10-12]等研究作為傳統(tǒng)熱處理阪崎克羅諾桿菌的替代方法,這些方法能夠避免加熱或酸化等傳統(tǒng)技術(shù)對食品基質(zhì)造成的不良影響[13]。
1.1 強脈沖光處理
脈沖電場(Pulsed electric fields,PEF)是一種新興的食品加工技術(shù),由于其非熱特性、低能耗和短處理時間的優(yōu)點,目前已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè),可能逐漸替代食品加工中傳統(tǒng)的熱巴氏殺菌法,也是近五年內(nèi)低水分食品(尤其是嬰幼兒配方乳粉)中阪崎克羅諾桿菌物理防控的熱點研究(表1)。PEF殺滅阪崎克羅諾桿菌的主要機制是光化學(xué)效應(yīng),光化學(xué)效應(yīng)有助于阪崎克羅諾桿菌DNA中嘧啶二聚體的形成,從而阻止細胞復(fù)制[14]。
Ruan 課題組[4-6]對強脈沖光(Intense Pulsed Light,IPL)設(shè)備在粉狀食品中阪崎克羅諾桿菌的滅活進行一系列的優(yōu)化研究。Chen等[5]考察了相對濕度、環(huán)境溫度、初始水分活度、初始溫度和停留時間等工藝參數(shù)對脫脂乳粉中阪崎克羅諾桿菌的殺菌效果,結(jié)果表明,在水分活度為0.25時,強脈沖光與溫和溫度(57 ℃)協(xié)同作用下,IPL處理的滯留時間為28 s,具有一定的滅活效果。Chen等[4]使用振動輔助IPL系統(tǒng)調(diào)查不同粉狀食品(脫脂乳粉、面粉、蛋清粉)中的阪崎克羅諾桿菌滅活情況,同時對光源光譜、粉末層厚度、光源與粉末的距離和通過次數(shù)等各種變量進行進一步的優(yōu)化。最后,Chen等[6]研究了強脈沖光和TiO2光催化對脫脂奶粉和面粉中阪崎克羅諾桿菌滅活的協(xié)同作用。結(jié)果表明,高脈沖能量強度、高峰值強度、短脈沖持續(xù)時間是微生物失活的主要原因,且樣品的顏色沒有變化或者變化很小。在強脈沖光和TiO2光催化作用下,脫脂奶粉中阪崎克羅諾桿菌減少到 4.71 log CFU/g,面粉中減少到5.42 log CFU/g。但是IPL處理及其協(xié)同處理在工業(yè)化應(yīng)用之前,從保持食品質(zhì)量的可行性來看,仍需要對這些粉狀食品更多的質(zhì)量屬性進行表征研究,如感官、理化等指標變化。從經(jīng)濟和操作的可行性來看,還需要進一步研究開發(fā)一種處理方法連續(xù)、能耗較低的IPL系統(tǒng)。
1.2 射頻處理
射頻(Radio frequency,RF)是一種新型的熱殺菌技術(shù),頻率范圍為1~300 MHz,射頻處理具有加熱速度快、穿透深度深、無化學(xué)殘留等優(yōu)點。已有研究報告了RF用于滅活低水分粉狀材料中的食源性病原體,如黑色胡椒調(diào)味粉、小麥粉以及粉狀脫脂乳粉。此外,由于穿透深度深,射頻還可以改善精加工后的樣品的質(zhì)量,如蛋清粉和玉米粉[15]。因此,射頻有可能對包裝的PIF進行殺菌。Lin等[9]驗證了射頻輔助傳統(tǒng)熱處理(RF Assisted-TTP)用于嬰幼兒配方乳粉PIF殺菌的有效性(表1)。根據(jù)保溫過程中微生物的失活情況,確定了65 ℃時的D值。恒溫21 h后,阪崎克羅諾桿菌的降解率可達5 log CFU/g。射頻技術(shù)在控制阪崎克羅諾桿菌的應(yīng)用研究還相對較少,仍需要對殺菌效果及動力學(xué)模型擬合進行進一步的研究。
1.3 紫外輻射處理
與其他熱和非熱過程相比,紫外輻射(UV)處理在滅菌的同時,對食品的營養(yǎng)和感官質(zhì)量損失較小,且無毒害和殘留,能耗較低。Santo等[11,12]探究了采用UV-C光照、酸性電解水(Acidic Electrolyzed Water,AEW)和中性電解水(Neutral Electrolyzed Water,NEW)處理對鮮切蘋果、梨、甜瓜[11]和芒果[12]中阪崎克羅諾桿菌生長情況的影響(表1)。鮮切蘋果、梨、甜瓜接種后在不同溫度下培養(yǎng)10 d,同時監(jiān)測阪崎克羅諾桿菌,研究了不同劑量UV-C(0~10 kJ·m2)、電解水和次氯酸鈉(SH)對接種阪崎克羅諾桿菌果實的抑制活性。與AEW、NEW和SH(1.2~1.8 log CFU/g)相比,UV-C對阪崎克羅諾桿菌的殺滅效果更好(2.4~2.6 log CFU/g)[16]。紫外輻射殺菌已產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)中,由于阪崎克羅諾桿菌對高滲透壓、低pH、高溫、氧化、干燥等具有較強的抵抗力,可能被紫外線照射失活后可通過光協(xié)助修復(fù)自身被破壞的組織,已達到復(fù)活的目的,其機制仍需要進一步研究。
1.4 微波處理
牛乳鐵蛋白(Bovine Lactoferrin,BLF)是一種鐵結(jié)合型糖蛋白,具有一定的抗菌活性。Harouna等[8]研究了微波加熱(450、550、650 W,作用時間分別為5、10、15 s)對重組PIF中BLF(2.5 mg/mL)抗菌活性和穩(wěn)定性的影響。450 W和550 W處理5 s后,BLF的抗菌活性保持不變,分別保持了 BLF 94%和89%的營養(yǎng)特性(免疫活性)。重組PIF加或不加BLF,650 W作用5 s,450、550和650 W作用10 s和15 s,可完全滅活阪崎克羅諾桿菌。但是,微波加熱過程中的溫度分布不均勻是目前阪崎克羅諾桿菌微波處理防控面臨的主要挑戰(zhàn),加熱不均勻會形成加熱緩慢的冷點和可能過熱的熱點,這產(chǎn)生了一定的安全隱患。加熱能力的這種變化無法完全保證食品,尤其是嬰幼兒食品的質(zhì)量和安全,如果阪崎克羅諾桿菌分布于冷點位置,它們可能無法被滅活。
選擇化學(xué)防控的主要標準包括對病原體的高度拮抗活性、人類食用的安全性以及不應(yīng)改變食品的感官和營養(yǎng)質(zhì)量。目前針對阪崎克羅諾桿菌化學(xué)防控的研究主要集中在使用植物提取物及衍生成分[17-29]、生物活性肽/乳及乳制品衍生成分[30-36]、碳水化合物[37]等(表2),這些方法能夠降低物理防控對食品基質(zhì)造成的色澤、風(fēng)味等不良影響,同時降低大型殺菌儀器的使用成本。
表2 化學(xué)方法在阪崎克羅諾桿菌防控中的應(yīng)用Table 2 Application of chemical methods in the prevention and control of C. sakazakii
續(xù)表2
2.1 植物提取物及衍生成分的防控作用
2.1.1 檸檬醛
檸檬醛(GRAS 182.60)是山蒼子油(Litsea cubebaoil)的主要生物活性成分,具有抗病毒、抗炎、抗腫瘤、抗氧化和抑菌等體外活性。研究表明,檸檬醛在體外對阪崎克羅諾桿菌具有抗毒力的作用[41]。Shi等[42]采用新生小鼠腸道炎癥模型,研究了檸檬醛對阪崎腸炎的保護作用,檸檬醛減少了回腸組織中阪崎克羅諾桿菌細胞的數(shù)量。同時,檸檬醛處理也改善了嚴重的回腸組織損傷(如上皮脫落、絨毛破裂和腸細胞凋亡)。再者,阪崎克羅諾桿菌感染上調(diào)了多種炎癥相關(guān)基因的mRNA轉(zhuǎn)錄水平,增加了IL-6和TNF-α,激活了NF-κB和MAPK信號通路,而檸檬醛治療減輕了這些炎癥反應(yīng),抑制腸細胞凋亡和 Caspase 3、Caspase 8和Caspase 9的激活。Cao等[17]采用轉(zhuǎn)錄組測序的方法,研究了檸檬醛和香芹酚聯(lián)合處理對阪崎克羅諾桿菌對脅迫的響應(yīng)機制。研究發(fā)現(xiàn)25個差異表達基因與抗逆能力密切相關(guān),主要涉及甘油代謝、檸檬酸代謝、甲酸代謝、核糖體功能和跨膜運輸系統(tǒng)。香芹酚和檸檬醛的結(jié)合可引起質(zhì)子推動力的耗散,而psp調(diào)節(jié)子作為阪崎克羅諾桿菌對此反應(yīng)的一個重要開關(guān),為了維持質(zhì)子推動力,psp調(diào)節(jié)細胞反應(yīng)過程,以減少細胞膜修復(fù)和質(zhì)子消耗過程中的細胞能量消耗。Cao等[18]研究了香芹酚、檸檬醛、百里香酚和辛酸四種物質(zhì)聯(lián)合作用對C. sakazakiiCICC 21544生長的影響。在6種組合中,只有檸檬醛和香芹酚的組合表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。溫和的熱處理結(jié)合2~3 MIC的檸檬醛和香芹酚,可完全根除重組嬰兒配方奶粉中的阪崎克羅諾桿菌。此外,2 MIC的組合對重組嬰兒配方奶粉的顏色和香氣評分沒有顯著影響(表2)。
2.1.2 百里香及其衍生成分
百里香(Thymus vulgarisL.),是一種多年生亞灌木,屬于唇形科(Labiatae)。百里香及其衍生物(百里香酚、百里香醌)是近些年對阪崎克羅諾桿菌化學(xué)防控研究的熱點。Martins等[29]對百里香采用煎煮、浸泡、水提物并對其抗氧化、抑菌(阪崎克羅諾桿菌)性能進行了評價和比較(表2)。百里香酚同樣具有抗菌的特性,為了提高百里香酚的溶解性和熱穩(wěn)定性,百里香酚/環(huán)糊精包合物(CD-IC)主要作為食品包裝和抗菌劑用于食品工業(yè)。Xu等[43]提示百里香酚通過誘導(dǎo)細胞膜的通透性和去極化而顯示出抗菌機制。Tian等[19]用肉湯微量稀釋法測定百里香酚的MIC(表2),研究證實百里香酚通過誘導(dǎo)廣泛的膜破壞,抑制細菌生長,降低細胞內(nèi)ATP,細胞膜去極化,降低pH,從而對C. sakazakii具有較強的抑制活性。
百里香醌(Thymoquinone,TQ)是從黑種草(Nigella Sativa)種子中提取的揮發(fā)油的主要生物活性成分,數(shù)千年來一直被用作香料和食品防腐劑,近些年被用于功能性食品和醫(yī)藥產(chǎn)品。Shi等[20]研究證明,TQ對重組嬰兒配方奶粉中的阪崎克羅諾桿菌具有良好的抗菌活性,可顯著降低阪崎克羅諾桿菌ATCC 29544對HT-29細胞的黏附和侵襲能力,并減少原始 RAW 264.7巨噬細胞內(nèi)細菌細胞的數(shù)量。CHEN等[20]探究百里香醌(TQ)對阪崎克羅諾桿菌對環(huán)境和抗生素脅迫耐受性的影響。在測定了TQ對阪崎克羅諾桿菌的亞抑制濃度(SICs)后,研究了胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)和RIF中TQ對熱、酸、干燥和高滲脅迫下細菌存活率的影響(表2)。百里香及其衍生成分可以通過改變細胞膜通透性,降低細胞內(nèi)ATP,細胞膜去極化,從而破壞阪崎克羅諾桿菌細胞膜的完整性,干擾菌體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝等途徑來抑制其生長繁殖,并且在SICs能夠抑制阪崎克羅諾桿菌生物被膜的形成,但其他的作用機制仍有待于進一步研究。
2.1.3 其他植物提取物
莧菜及其提取物含有生物堿(甜菜堿)、多酚(黃酮、甾體、兒茶酸和單寧)、萜類和皂苷,具有不同程度的抗菌活性。Peng等[21]研究旨在闡明莧菜三色粗提物(ATCE)對PIF中阪崎克羅諾桿菌的抑菌活性及其可能的作用機制。ATCE對阪崎克羅諾桿菌的最低抑菌濃度(DIZ)為14.35 mm,最低MIC為20 mg/mL,MBC為40 mg/mL。ATCE處理結(jié)束了阪崎克羅諾桿菌的對數(shù)生長期,導(dǎo)致細胞膜去極化,降低了細胞內(nèi)pH、細菌蛋白質(zhì)和基因組DNA含量,導(dǎo)致細胞質(zhì)滲漏和變形。此外,ATCE能有效滅活生物膜中的阪崎克羅諾桿菌,在25 ℃下用1 MIC(1 MIC=20 mg/mL)的 ATCE處理 20 min,可使活菌數(shù)減少約 6.5 log CFU/mL。
聚甘油單脂肪酸酯(polyglycerol mono-fatty acid esters,TGML)是一類被歐洲食品安全局(EFSA)認定為無安全風(fēng)險的食品添加劑的抗菌化合物。由于分子中含有更多的羥基,它們比傳統(tǒng)的單甘酯具有更好的水溶性。根據(jù)此前的報道[44],阪崎克羅諾桿菌生長的最低pH值在嬰幼兒胃pH為4~5的范圍內(nèi),說明該病原菌可能在嬰幼兒胃腸道內(nèi)存活甚至生長。此外,嬰兒胃排空時間可能長達21 h[45],在此期間,阪崎克羅諾桿菌的數(shù)量很可能達到或超過感染量(總共 104CFU)。Zhang等[46]研究了阪崎克羅諾桿菌在 TGML處理的RIF中的生長曲線以及不同溫度、pH值和離子強度對其活性的影響。結(jié)果表明,TGML對阪崎克羅諾桿菌的抑制作用呈劑量依賴性,1、2和5 μg/mL TGML分別使病原菌的可見生長延遲4、12和24 h。隨后,進一步探討了TGML在生理性胃酸和體外模擬胃液中的抗菌作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在整個胃排空期(3.5 h~21 h),只有5 μg/mL TGML在模擬胃液中對病原菌生長的抑制作用低于感染量(104CFU),弱于生理胃酸和室溫培養(yǎng)條件下的抑菌效果。這一研究為化學(xué)防控對阪崎克羅諾桿菌的模擬嬰幼兒胃液中的生長行為的相關(guān)研究提供理論依據(jù)。
幾個世紀以來,從植物中提取的天然抗菌劑(如精油,Essential oils,EOs)逐漸應(yīng)用于食品保鮮和食品風(fēng)味的改善。在選擇添加到食品中的EOs劑量時,不僅要注意EOs的預(yù)期技術(shù)效果,而且要注意其成分在特定食品中可能引起的感官變化。Berthold-pluta等[47]用紙片擴散法篩選百里香、肉桂、丁香、薄荷、馬郁蘭、孜然、迷迭香、茴香、羅勒、酸橙、佛手柑、橙子、檸檬、柚子、柑橘、豆蔻、茴香和生姜中的EOs,對21株Cronobacter種的EOs進行了篩選,其中包括:C. Skazakii、C. muytjinii、C. turicensis、C. condimenti和C. malonatici。此外,還測定了百里香酚、反式肉桂醛、丁香酚和薄荷腦對5株Cronbacterspp的最小抑菌濃度(MIC)和最大耐受濃度(MTC)。最有效的EOs為:百里香>肉桂>馬郁蘭。反過來,丁香、孜然和茴香中的EOs只對部分被分析菌株有適度的抑制作用。大多數(shù)受試EOs:薄荷、迷迭香、羅勒、豆蔻、茴香、生姜以及柑橘果實中的所有Eos對所有供試菌株均無效[47]。但是由于植物精油中的化學(xué)成分較為復(fù)雜,真正具有抑菌作用的化合物仍需要進一步鑒定,各種化合物之間可能存在復(fù)雜的拮抗或者增效作用,因而關(guān)于精油對阪崎克羅諾桿菌的作用機制仍需要深入的研究。
反式肉桂醛(TC;C9H8O)是從肉桂樹皮中分離得到的一種主要生物活性成分,具有抗菌、抗癌和抗氧化作用[48]。Gao等[24]采用阪崎克羅諾桿菌誘導(dǎo)的新生小鼠腸道炎癥模型來確定反式肉桂醛(TC)對感染的影響。TC處理降低了回腸組織中阪崎克羅諾桿菌集落形成單位的數(shù)量,減輕了腸道組織的形態(tài)學(xué)損傷。此外,它還能降低感染阪崎克羅諾桿菌的小鼠炎癥基因的轉(zhuǎn)錄,以及IL-6和TNF-α的產(chǎn)生。同時,TC處理可抑制 Caspase-3活性,調(diào)節(jié)腸細胞凋亡,抑制阪崎克羅諾桿菌誘導(dǎo)的NF-κB信號通路的激活[24]。但是明確其作為食品添加劑加入到嬰幼兒配方乳粉中的限量及其對于嬰幼兒腸道微環(huán)境的影響和作用機制仍需要進一步研究。
與茶[26]或其他來源的多酚相比,橄欖油多酚提取物(olive oil polyphenols extract,OOPE)中含有羥基酪醇和酪醇,這是OOPE顯示出抗氧化活性優(yōu)勢的重要原因。Fei等[25]研究了橄欖油多酚提取物(OOPE)對阪崎克羅諾桿菌的抑菌活性。OOPE可以通過降低細胞內(nèi)ATP濃度、細胞膜去極化、細胞質(zhì)滲漏、減少細菌蛋白含量等途徑對阪崎克羅諾桿菌起到有效的抗菌活性,這與細胞膜通透性的增加有關(guān)。
2.2 生物活性多肽/乳及乳制品衍生成分的防控作用
2.2.1 濃縮甜乳清蛋白及其部分水解物
研究表明,牛奶及其衍生物(如乳清)中的某些保護性物質(zhì)只有在通過胃腸道消化釋放后才有活性。這些物質(zhì)包括來自脂肪消化的脂肪酸和來自蛋白質(zhì)消化的肽。從牛奶蛋白中提取的生物活性肽在母體蛋白的序列中是不活躍的,但可以通過酶蛋白水解釋放出來。Mcevoy等[32]研究了濃縮甜乳清蛋白及其部分水解物(sweet whey protein concentrate,SWPC)對阪崎克羅諾桿菌宿主-病原菌相互作用的影響。研究表明SWPC幾乎完全抑制了阪崎克羅諾桿菌在 Caco-2細胞單層上的轉(zhuǎn)位。脂肪酶和胃蛋白酶處理的SWPC也分別減少了75%和90%的易位。然而,胰蛋白酶處理使SWPC對易位的影響無效。在阪崎克羅諾桿菌侵入Caco-2細胞后,活細菌細胞和SWPC的存在都增加了IL-8的表達[32]。該研究提出乳粉本身成分對于阪崎克羅諾桿菌就存在抑制作用,但是缺乏進一步的動物實驗驗證結(jié)果,及其對于嬰幼兒腸道微環(huán)境的影響和作用機制仍需要進一步研究。
2.2.2 D-色氨酸
Li等[30]研究了D-色氨酸(D-Try)對阪崎克羅諾桿菌生物膜發(fā)育的影響。與相應(yīng)對照相比,10 mmol/L D-Try在24、48和72 h對生物被膜的形成分別減少了87%、84%和 76%。此外,營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基有助于維持現(xiàn)有的生物膜,但當暴露在D-Try中時,有利于脫離。D-Try對生物膜發(fā)育的抑制作用可能與細胞間初始黏附和細胞外基質(zhì)性質(zhì)的改變有關(guān)。
2.3 碳水化合物
殼寡糖(Chitooligosaccharide,COS)是一種由β-1,4-連接的 D-氨基葡萄糖單元通過酶或化學(xué)技術(shù)從殼聚糖中合成的線性聚合物。COS具有鏈長短、溶解性好、安全性高等特點,已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、食品等眾多領(lǐng)域。尤其是在食品行業(yè),COS經(jīng)常被用來改善食品質(zhì)量、安全性和保質(zhì)期。Lu等[37]研究發(fā)現(xiàn)分子量為2000 Da的殼寡糖(COS)能有效地抑制阪崎克羅諾桿菌生物被膜,尤其是在脫脂牛乳發(fā)酵液中。COS的最低生物被膜抑制濃度(MBIC77)為20 μg/mL,低于以往文獻報道的最低生物被膜抑制濃度。此外,當濃度為10 mg/mL時,COS對阪崎克羅諾桿菌成熟生物膜的清除率為50%。COS能顯著抑制阪崎克羅諾桿菌可溶性多糖分泌和生物膜細胞生長,并改變細胞膜通透性。然而,在抑制過程中,除bcsA基因外,與生物膜形成相關(guān)的5個重要基因flhD、flgJ、LuxR、OmpA和wcaJ在COS處理后均上調(diào)[37]。Al-holy等[27]研究了殼聚糖和乳酸對重組RIF和麥基嬰幼兒谷類食品(WBIC)中阪崎克羅諾桿菌的抑菌活性。在RIF和WBIC中加入3株阪崎克羅諾桿菌的雞尾酒(約5.5×105CFU/mL)。殼聚糖濃度為1.5%和2.0%時,在室溫下處理6 h后,阪崎克羅諾桿菌的數(shù)量減少了2~3個對數(shù)[27]。但值得注意的是,大部分殼聚糖需要在酸性環(huán)境中溶解才能發(fā)揮其抑菌效果,因此仍需要探究其作為食品添加劑加入到嬰幼兒配方乳粉中的限量和安全性。
2.4 其他化學(xué)防控
2.4.1 輔酶Q0
輔酶 Q0(CoQ0)是一種主要積累在線粒體中的氧化還原活性天然化合物,已被證明能抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合物I的活性,并防止線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔的打開。CoQ0在食品工業(yè)中被認為是一種食品添加劑,其安全性尚未得到系統(tǒng)評估,盡管一些體內(nèi)研究顯示CoQ0與其他營養(yǎng)素聯(lián)合使用沒有有害影響。Guo等人[39]研究了 CoQ0對阪崎克羅諾桿菌的抗菌活性及其可能的抑菌機制,并評價了輔酶Q0對生物膜中阪崎克羅諾桿菌的滅活效果。CoQ0對阪崎克羅諾桿菌的 MIC為0.1~0.2 mg/mL。治療引起細胞膜功能障礙,表現(xiàn)為細胞膜超極化,細胞內(nèi) ATP濃度和細胞膜完整性降低,細胞形態(tài)發(fā)生改變。輔酶Q0與溫和的熱處理(45、50或55 ℃)相結(jié)合,以時間和劑量依賴的方式減少重組嬰兒奶中未干燥和干燥的阪崎克羅諾桿菌活細胞數(shù)。此外,CoQ0在不銹鋼生物膜中顯示出對阪崎克羅諾桿菌的有效滅活作用,降低了活細胞數(shù),破壞了生物膜的結(jié)構(gòu)[39]。然而,在推薦在食品中應(yīng)用 CoQ0之前,需要對CoQ0的安全性進行研究。
2.4.2 硫辛酸
硫辛酸(Lipoic acid,LA,C8H14O2S2)含有兩個巰基,一般以氧化或還原狀態(tài)存在。還原形式被稱為二氫硫辛酸(DHLA),而氧化形式通常被稱為硫辛酸。LA是一種親脂性抗氧化劑,也是線粒體呼吸酶的重要輔因子,它在人血清中的含量約為16 mg/L。LA是一種有效的抗氧化劑,能夠螯合金屬,消除活性物種,修復(fù)細胞氧化損傷。同時是一種重要的 NF-κB抑制劑,轉(zhuǎn)錄因子,可以誘導(dǎo)許多與宿主疾病的炎癥相關(guān)的基因的表達。LA的特點是對自由基的高反應(yīng)性,增加組織谷胱甘肽水平,通過顯著減少脂質(zhì)過氧化物(LPO)的形成來減少氧化應(yīng)激,并恢復(fù)正常的抗氧化酶譜。Shi等[40]的研究中,LA對阪崎克羅諾桿菌的MIC為2.5~5.0 mg/mL。LA的加入對阪崎克羅諾桿菌的增殖有直接和持續(xù)的抑制作用。LA影響阪崎克羅諾桿菌細胞膜的完整性,表現(xiàn)為胞內(nèi) ATP濃度的降低。此外,暴露于LA后,阪崎克羅諾桿菌的pH值降低,細胞膜去極化。結(jié)果表明,LA對阪崎克羅諾桿菌具有中等抗菌活性,它的抗菌作用部分是通過引起細胞膜功能障礙和細胞形態(tài)改變來實現(xiàn)的[40]。盡管在相對高的濃度下,LA對阪崎克羅諾桿菌具有抗菌特性,但考慮到對嬰兒食品中添加物質(zhì)的嚴格限制,LA作為嬰兒配方或其他食品中的補充劑仍需要進一步探究。
3.1 目前,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展及對阪崎克羅諾桿菌防控的深入研究,將高壓、超聲波、微波、UV-C處理、脈沖電場、冷凍干燥等新型食品殺菌處理方法與化學(xué)方法相結(jié)合,有望成為控制食品中阪崎克羅諾桿菌等食源性致病菌的有效途徑;因為阪崎克羅諾桿菌中出現(xiàn)的抗藥性,化學(xué)抑菌的方法被認為是較為安全的致病菌防控方法。但從工業(yè)的角度來看,上述方法的使用成本是在任何食品行業(yè)采用和實施這些方法的另一個關(guān)鍵點。與傳統(tǒng)的熱殺菌或抗生素等方法相比,目前進行的大多數(shù)防治研究都沒有對生產(chǎn)成本進行探討,使用方法的成本及其在食品加工中的工作效率是接受使用該技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品的重要考慮因素。同時,對于食品本身而言,除了化學(xué)成分變化外,保持風(fēng)味、顏色、味道和質(zhì)地等感官特性也是控制阪崎克羅諾桿菌的重要方面。
3.2 因此,未來應(yīng)加強以下研究以推進阪崎克羅諾桿菌防控的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用:(1)探索和開發(fā)更多天然提取物、生物活性肽等更多化學(xué)防控措施;(2)協(xié)同聯(lián)合使用物理、化學(xué)方法對阪崎克羅諾桿菌進行控制,優(yōu)化使用條件,研究其相互作用(拮抗或協(xié)同)機制,實現(xiàn)物理、化學(xué)方法優(yōu)勢的協(xié)同互補;(3)仍需進一步考慮在不同的食品基質(zhì)中對阪崎克羅諾桿菌進行物理和化學(xué)防治方法相關(guān)的潛在風(fēng)險,例如毒性、在不同食品基質(zhì)及食品加工條件下的穩(wěn)定性、與其他食品成分之間的相互作用。此外,還需要根據(jù)嬰幼兒食品配方的要求和標準來優(yōu)化指定化學(xué)防控方法的劑量。