一种整合噬菌体颗粒的可食用抗菌涂层对沙门氏菌的潜在生物防治作用

摘要：这项研究的目的是制作一种抗菌生物聚合物涂层，该涂层整合了噬菌体混合物，应用于成熟的奶酪。结果显示开发的可食用抗菌涂层（EdiPhage）成功的维持了噬菌体的活力，同时防止了沙门氏菌对食品的污染，噬菌体应用于食品安全方面具有广阔前景。

一、可食用抗菌涂层（Ediphage）配方

可食用抗菌涂层采用了MOI=100和MOI=1000的比例加入噬菌体SentS01L和SentS01T。海藻酸盐是一种天然来源的多糖，具有无毒性、生物降解性和胶凝能力，因此，它被选为可食用抗菌涂层的配方。采用内凝胶化法在室温下聚合海藻酸盐72 h。为了使海藻酸盐聚合，使用新鲜的δ-葡萄糖内酯(GDL)水溶液释放分散在配方中来源于碳酸钙的钙离子。将之前制备的聚合物分散体用这种水解溶液均匀化，并将奶酪样品浸入其中。奶酪基质保存在4 °C，直到进一步的分析。

二、可食用抗菌涂层（Ediphage）的表征

该涂层是均匀的半透明的，并能够在奶酪样品上形成一层细腻的薄膜，厚度为0.03 mm±0.009（EdiPhage涂层）和0.03 mm±0.005（无噬菌体涂层）。20 h后，薄膜保持不变，表明噬菌体混合物的加入不会改变凝胶的三维结构。

由于噬菌体活性可能会受到它们在各种基质上的固定化的影响，因此评估了固定在EdiPhage涂层中的噬菌体的活性。将带有和不带有噬菌体混合物的Ediphage涂层样品放置于沙门氏菌平板上，可以看到裂解区，表明噬菌体混合物的裂解活性在EdiPhage制剂聚合后保持稳定。

对Ediphage的潜在细胞毒性进行评估，采用人永生化角质形成细胞（HaCaT）和小鼠成纤维细胞（3T3）细胞系进行圆盘扩散试验。结果表明，在使用HaCaT或3T3细胞系进行的测定中，与EdiPhage涂层接触24 h后没有引起任何细胞死亡。

使用X射线荧光光谱仪测定了含噬菌体和不含噬菌体EdiPhage涂层的元素组成。最常见的物质是纤维素、钠、氯和钙。纤维素、钠和氯最有可能来自海藻酸钠。钙是在离子凝胶化过程中添加的。磷、钾和镁是其他值得注意的元素，很可能来自噬菌体悬浮液，但这些物质并不被认为是有害的。浓度较低的其他的元素，可能来自涂层原材料。

通过EdiPhage涂层表面的扫描电子显微镜（SEM）获得的图像证实了其均匀性。

对聚合EdiPhage涂层的机械性能进行评估，结果表明EdiPhage涂层具有较低硬度、较高可压缩性、较差粘附性和低内聚性，该结果与抗菌噬菌体涂层的预期用途一致。

总而言之，抗菌EdiPhage食品涂层具有足够的理化特性，零细胞毒性，能维持噬菌体较好的活性。具有对沙门氏菌进行生物防治的潜力。然而，可食用涂层的开发主要发生在实验室规模上，仍有一些局限性需要克服，例如保证功能和感官特性、有吸引力的外观和兼容的价格等因素，并保证这些材料在商业规模上的成功。噬菌体用于生物防治还需要进一步的研究，例如评估噬菌体渗透到食物中的能力、非生物因素对噬菌体活力的影响、大批量生产等。

参考文献： https://doi.org/10.3390/polym16050680