噬菌体精准调控生乳微生物群：靶向抑制致病菌与腐败菌，保障乳制品安全

在全球乳制品产业链中，生乳的微生物安全与质量控制始终是关键挑战。大肠杆菌、荧光假单胞菌等有害菌的存在可能导致食品安全风险，而传统抗生素使用易引发耐药性问题。近日，哈杰泰佩大学食品工程系研究团队在《Food Control》发表重要成果，揭示了噬菌体在精准调控生乳微生物群中的独特作用，为解决这一难题提供了创新路径。

一、构建简化模型：聚焦核心微生物群落

生乳中微生物组成复杂，其中植物乳杆菌（有益菌）、大肠杆菌（致病菌）和荧光假单胞菌（腐败菌）是影响品质的关键物种。研究团队首先构建了 “简化生乳微生物群（SRMM）” 模型，包含这三种核心细菌，并分离鉴定了一种特异性侵染植物乳杆菌的噬菌体 LPP11_FSG。该噬菌体裂解量为 101 PFU / 感染细胞，潜伏期 20 分钟，在 pH 4-9 范围内稳定，但对 50℃以上高温敏感（图 1）。这一特性为其在乳制品加工中的应用奠定了基础。

二、体外实验：噬菌体鸡尾酒精准抑制有害菌

在单一、二元和三元培养体系中，研究团队测试了噬菌体的抑菌效果。结果显示，针对大肠杆菌的 K12.2b 噬菌体和针对荧光假单胞菌的 L23.2 噬菌体组合，在多元培养中表现突出：大肠杆菌和荧光假单胞菌数量分别比对照组减少 9.60 和 4.72 个对数单位，且 24 小时内维持在极低水平（<2 log CFU/ml），而植物乳杆菌数量稳定在 6 log CFU/ml 左右（图 2）。这表明噬菌体可通过特异性裂解目标细菌，重塑微生物群落结构，避免 “误伤” 有益菌。

三、实际牛奶验证：稳定品质与延长货架期

研究团队进一步在超高温灭菌（UHT）牛奶中验证噬菌体效果。25℃培养 24 小时后，噬菌体处理组牛奶酸度（pH 6.48）和微生物质量（总细菌负载 < 10⁴ CFU/ml）均保持稳定，而对照组因细菌繁殖导致 pH 显著下降（图 4）。在 4℃冷藏条件下，处理组细菌数量 14 天内无显著增长，有效控制嗜冷菌繁殖，显示出良好的货架期稳定性。

四、机制解析：特异性裂解与群落平衡

通过透射电子显微镜（TEM）和生长曲线分析，研究揭示了噬菌体的作用机制：LPP11_FSG 噬菌体通过吸附宿主细胞，在 20 分钟潜伏期后释放子代，裂解量达 101 PFU / 细胞，高效清除目标细菌。在二元培养中，噬菌体对荧光假单胞菌的抑制导致植物乳杆菌获得竞争优势，数量升至 7.43 log CFU/ml，显示出群落内的动态平衡效应（图 2）。这种 “精准打击” 策略避免了传统抗菌剂对有益菌的伤害。

五、行业前景：从实验室到产业化的关键跨越

该研究首次通过简化微生物模型证明，噬菌体鸡尾酒可定向调控生乳微生物群，抑制致病菌和腐败菌的同时维持发酵所需有益菌。与抗生素相比，噬菌体具有高度特异性、环境友好等优势，尤其在冷储条件下表现出的稳定性，为乳制品加工中的冷链控制提供了新工具。

然而，研究也指出，噬菌体应用仍需解决规模化生产、成本优化及法规审批等挑战。未来可通过优化噬菌体组合、开发智能递送系统，进一步提升其在复杂食品基质中的效率。随着消费者对清洁标签和无抗食品的需求增长，噬菌体技术有望成为乳制品工业提升安全性和品质的核心策略之一。

结语

这项研究不仅揭示了噬菌体在生乳微生物调控中的精准作用，更展现了微生物工程在食品科学中的创新潜力。通过靶向干预有害菌，维持有益菌生态，噬菌体技术为解决食品微生物安全问题提供了可持续解决方案，推动乳制品行业向更安全、更高效的方向迈进。

参考文献：

EKIZ E, GUVEN K, TAYYARCAN E K, et al. Efficacy of phage application in modulating raw milk microbiota: Targeting Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens, and Lactiplantibacillus plantarum [J]. Food Control, 2025, 172: 111166.