一項發表在《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》的綜述指出,食源性病原體李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)在冷藏、低pH和高鹽等苛刻環境中依然頑強,并與其他細菌共同構建“混合生物膜”,給食品加工帶來長期、隱匿且難清除的污染風險。該病原體可致高致死率的李斯特菌病,孕婦等人群尤為脆弱;而在自然界中,微生物以生物膜形態生存的比例高達95%—99%。綜述強調,多菌種生物膜普遍較單菌種更耐消毒劑與抗生素,但當前研究仍以單菌膜為主,認知存在缺口。
生物膜形成經歷“附著—增殖—早期架構—成熟—擴散”五個階段,循環往復,成為持續污染的重要機制。在真實生產環境中,LM常與銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌等共生或競爭,甚至出現三、四菌種的復雜聯合體,長期滯留于設備與食品表面。
哪些因素在推波助瀾?材料與環境條件是關鍵。綜述指出,不銹鋼因表面微裂紋成為生物膜避風港;低溫應激會增強李斯特菌在不銹鋼和聚苯乙烯上的黏附,解釋了冷庫與冷鏈中常見的持久污染。溫度對群落主導權與膜結構影響顯著:與屎腸球菌共培養時,7℃幾乎不成膜,25℃則迅速增重,而升至39℃李斯特菌顯著受抑;在鮭魚表面,15℃較4℃形成更致密結構。食品基質同樣左右成膜路徑:在乳清蛋白中僅見黏附,在脫脂奶中卻能形成穩定混合膜,這對乳制品工廠是直接警示。
多菌相互作用的”黑箱“正被逐步拆解:銅綠假單胞菌等在早期釋放的代謝物與多糖可為李斯特菌鋪路搭橋,顯著提升其黏附與耐受;金黃色葡萄球菌的上清液中蛋白性成分可能促進LM成膜;而與陰溝菌(Ralstonia insidiosa)的直接細胞接觸,則能讓膜量與活菌數同步抬升,提示“貼身接觸”是另一條合作通道。這些協同與競爭作用共同塑造了更厚實、更耐受的混合膜生態。
如何拆解這層堡壘?綜述梳理了多條新老結合的治理路線。其一是冷等離子體(CAP):對LM—假單胞菌雙菌膜120秒處理即可將活菌降至不可檢水平,對LM—傷寒沙門氏菌的混合膜也能實現1.5—2.5 log的下降,但其廣泛工業化仍受成本與不同菌型耐受差異限制。其二是光動力滅活(PDI):以姜黃素等光敏劑為核心,產生活性氧殺菌,已在胡椒、牛奶、鮭魚、柑橘等基質上顯示清除效果,具設備簡單、低成本和低耐藥風險等優勢,但針對“LM+他菌”的工業級應用仍待推進。
天然產物同樣值得關注:肉桂、馬郁蘭與百里香等精油及其主成分能破壞成熟膜三維結構;柑橘提取物制成的商用品在LM—銅綠假單胞菌混合膜上展現出色殺滅力;黃酮類木犀草素則通過破壞膜完整性,協助抗生素滲透與清除。化學消毒方面,強酸性次氯酸水的殺菌力隨有效氯和作用時間提升,而過氧乙酸總體上較季銨鹽(如苯扎氯銨)更具抗膜優勢,但應結合現場pH、溫度與主導菌種精細化選用。
“工程控膜”也是方向:在聚合物薄膜與表面涂層中引入抑膜成分,或開發可食用、可降解的抗膜材料,以從源頭降低附著與成熟;商業酶制劑如DNase I、果膠酶與蛋白酶可削弱EPS、放大其他藥劑穿透力;益生菌(如L. plantarum)與常規消毒劑聯用能產生協同。多技術“組合法”正在成為趨
EDTA+乳鏈菌肽、超聲+季銨鹽、酶+消毒劑等組合,在實驗與準工業場景中不斷驗證效果。
綜上,混合生物膜不是誰也不理誰的簡單拼盤,而是高度動態的微生態系統。對食品企業而言,最現實的策略是把“預防—抑制—清除—再污染阻斷”串成一條閉環:在設備選材與溫度/營養管理上減少成膜機會;在現場以低損傷但高穿透的新技術為矛,以材料改性和益生菌屏障為盾;并通過多手段組合打破EPS與跨菌種協同。唯有如此,才能真正撬動這座隱形“膜城”,把風險擋在生產線之外。
參考文獻:[1] Chen Q, Zhang X, Wang Q, Yang J, Zhong Q. The mixed biofilm formed by Listeria monocytogenes and other bacteria: Formation, interaction and control strategies. Crit Rev Food Sci Nutr. 2024;64(24):8570-8586. doi: 10.1080/10408398.2023.2200861. Epub 2023 Apr 17. PMID: 37070220.
來源:轉載于“微生物安全與健康網”作者~聞丞渤

