食源性克羅諾桿菌污染防治策略的研究進展

梁安莉，溫桂珍，謝 斯

（廣西民族大學 相思湖學院，廣西 南寧 530008）

世界衛生組織（WHO）建議母乳是嬰兒的最佳食品。然而，無法得到母乳喂養的嬰兒和新生兒則需要使用重組嬰兒配方奶粉（配方奶粉）替代母乳。配方奶粉需要滿足“嬰幼兒配方奶粉衛生規范”（CAC/RCP 66-2008）的國際微生物標準。據報道，盡管配方奶粉是一種脫水產品，其水活度（aw）為0.25～0.35，不利于大多數微生物生長，但仍有一些案例表明，受污染的重組配方奶粉與嬰兒和新生兒的克羅諾桿菌感染有關[1]。

克羅諾桿菌被認為是導致新生兒和嬰兒腦膜炎、敗血癥和壞死性小腸結腸炎（NEC）的致病病原。流行病學資料顯示，克羅諾桿菌引起的感染致死率為27%。存活下來的嬰兒經常出現神經系統后遺癥，如四肢癱瘓、腦積水和神經發育遲緩。自1961 年兩例由克羅諾桿菌引起的新生兒感染病例被報告以來，到目前為止，全球新生兒和幼兒中約有120～150 例克羅諾桿菌感染病例[2]。配方奶粉的克羅諾桿菌污染可能來源于原料和生產過程，有報道指出克羅諾桿菌來源于植物，如蔬菜、藥草和香料等[2]。除此以外在許多非生物來源中也分離到克羅諾桿菌的存在，包括食品加工生產環境、生產設備，沖調奶粉的器皿等。研究報道指出，克羅諾桿菌可以耐受高溫和干燥，這是由于克羅諾桿菌具有形成生物膜的能力[3]，這為細菌在不同環境存活提供了物理上的阻隔和保護，同時也使其很難用傳統的防控防治方法進行完全滅活，例如食品加工中常用的熱處理、滲透壓、饑餓、清潔劑、抗生素、消毒劑和消毒劑等[3]。

國際食品微生物學規范委員會（ICMSF）也將克羅諾桿菌描述為“能夠對受限制人群造成嚴重危害、威脅其生命或導致長期嚴重的慢性后遺癥的致病菌”。由于克羅諾桿菌感染的嚴重性，有必要根據食品安全主管部門制定的指導方針和建議，制定嚴格的防控措施，以降低食品生產過程中的污染風險[4]。

研究控制食源性病原體的生物防治措施已成為熱點。迄今為止，針對克羅諾桿菌生物防治的研究方法較多，諸如使用植物源性化合物、益生菌、噬菌體和具有拮抗作用的代謝產物等生物保護劑。因此，本文主要綜述各種克羅諾桿菌防治方法，為控制食品中克羅諾桿菌，確保食品安全提供參考[5]。

1 食源性克羅諾桿菌污染防治策略

1.1 益生菌和益生元

一些分析說明乳酸菌（LAB）組的益生菌可以作為控制克羅諾桿菌的生物控制劑，在體外和體內模型中，發現了益生菌或其廢培養基可有效抑制克羅諾桿菌生長。有研究報告了在克羅諾桿菌定殖之前，益生菌菌株會先在人體腸道黏液層定殖從而降低了克羅諾桿菌的黏附能力。在與發酵乳桿菌、干酪乳桿菌和酸乳桿菌共培5 min 后，克羅諾桿菌活細胞計數減少了50%。盡管益生菌細菌素（GRAS）被普遍認為是安全的，但這些蛋白質的不耐熱性質不適用于脫水配方奶粉的生產。而據最新研究，從嗜酸乳桿菌Er2 317/402 株（一種從新生嬰兒糞便中分離出來的菌株）培養濾液中提取的有機酸能夠抑制克羅諾桿菌的滋生。這是由于未解離的酸分子迅速進入克羅諾桿菌細胞，導致細菌細胞質膜解體[4、6]。

除了益生菌或其上清液的純培養物能抑制克羅諾桿菌的滋生，混合培養物也可以抑制病原體。研究表明Kefir（發酵乳制品含有未定義的微生物群）上清液具有抑制克羅諾桿菌的活性。據報道，在復原乳配方奶粉中，當濃度為30%～50%時，Kefir上清液可完全抑制克羅諾桿菌的生長。另外一項研究報道了含有多個LAB 和雙歧桿菌菌株的Kefir 奶制品和酸奶可抑制克羅諾桿菌的活性。在所測試的產品中，Kefir 型奶制品（pH 值為4.5 的溫和型和pH 值為3.6 的強型） 比酸奶型（含有LAB 或LAB 雙歧桿菌的組合）對抑制克羅諾桿菌更有效，在4℃下儲存1～5 d 內持續抑制病原體。這些研究中的抑制作用可歸因于幾種生物活性化合物，如產品中存在的微生物（活的或死的）、來自食品基質的分解產物（肽）和微生物在發酵過程中產生的代謝物，如有機酸、多糖、細菌素等等[7]。

近年來，益生元被描述為一種可食用食品添加劑，通過影響細菌對胃腸道（GIT）的黏附性，來抑制致病菌的生長。此外，有研究認為益生元可能對克羅諾桿菌的腸道黏附有抑制作用，因此益生元可防止和降低克羅諾桿菌的感染。益生元，特別是聚葡萄糖（PDX）和低聚半乳糖（GOS）已被報道單獨或聯合使用對克羅諾桿菌產生抗黏附作用，并在最初感染階段直接降低該病原體對Hep-2 細胞系的黏附。16 mg/mL 的GOS 顯著降低了克羅諾桿菌對上皮細胞壁的黏附。GOS-PDX（8 mg/mL）的混合物可使病原體黏附性降低48%。乳聚糖是另一種潛在的益生元來源，它能夠通過乳低聚糖（OS）與宿主細胞表面的碳水化合物配體（作為細菌粘附的受體位點）的結構相似性來干擾致病細菌對腸道上皮細胞的附著[8]。

1.2 生物活性肽及乳制品衍生成分

不同來源的哺乳動物乳以及乳的衍生物成分包括糖脂、糖蛋白（如乳鐵蛋白、黏蛋白、免疫球蛋白等）、乳過氧化物酶系統和低聚糖，除了具有營養作用外，還具有其他幾種促進健康的特性。一些研究表明，這些化合物對克羅諾桿菌具有良好的抗菌活性。據報道，牛初乳含有許多生物活性成分，如胰島素樣生長因子I 和II（IGF-I 和IGF-II）、溶菌酶、乳過氧化物酶、乳鐵蛋白和免疫球蛋白。在HEp-2 細胞中評估了牛初乳組分及其超濾（UF；＜10 000 Da）、納米過濾（NF；＜1 000 Da）液和納米過濾滯留物（1 000-10 000 Da）對克羅諾桿菌的黏附抑制作用[9]。該研究報告了牛初乳組分在最低濃度為10～20 mg/mL 的UF和40 mg/mL 的NF 保留液時，對克羅諾桿菌的黏附抑制率為99%，NF 保留物對克羅諾桿菌沒有明顯的抑制作用。除牛乳外，生駱駝奶和巴氏殺菌駱駝奶在25℃條件下，可使克羅諾桿菌的生長降低0.6%和4.6%，在37℃下則分別降低5.1%和10.5%[10]。高水平的熱穩定抗菌成分可能是抗克羅諾桿菌活性的重要因素，加工過程中的熱處理可導致蛋白質的特定去折疊，其可能與細菌表面相互作用，形成抗菌脂肪球隨后與美拉德反應代謝物反應，從而導致細菌細胞膜損傷[11]。

1.3 噬菌體

食源性病原體中抗菌藥物耐藥性個體的出現推動了噬菌體（感染細菌的病毒） 的應用。從第一個基于噬菌體的產品（LiestShiedTM）獲得批準后，2006 年為了解決肉禽中單核細胞增生李斯特菌的污染問題，美國食品和藥物管理局批準了一批噬菌體產品[12]。一些報告描述了噬菌體作為生物控制劑在食品加工單位和后加工過程中控制克羅諾桿菌污染的潛力[13]。一項研究表明在高濃度（109 pfu/mL）的克羅諾桿菌污染的配方奶粉中使用特異性噬菌體實現了對克羅諾桿菌屬菌種的完全抑制。另外，在食品中用作生物防治添加劑的噬菌體必須是完全可溶解的（非溫帶噬菌體），且不含編碼細菌毒性因子的基因。因此，在將噬菌體應用于食品之前，需要考慮大規模量產噬菌體作為食品添加劑的方法和噬菌體應用過程中的潛在風險。

2 結語

盡管現在食品加工技術取得了很大的進步，但從食品中徹底消除食源性病原體仍是當前最具挑戰性的任務之一。目前，消費者對安全、優質、理化加工少的食品的需求不斷增加，促使食品科技人員尋找替代生物方法來控制病原體。本文綜述益生菌和益生元、生物活性肽及乳制品衍生成分以及噬菌體在抗食品克羅諾桿菌污染中的應用和研究進展。然而至今為止沒有一種單一的方法能夠實現在食品中對克羅諾桿菌的完全抑制。