使用噬菌鸡尾酒混合物激活液体蛋黄和蛋白中的沙门氏菌

使用噬菌鸡尾酒混合物激活液体蛋黄和蛋白中的沙门氏菌

原创
来源:李湘
2025-06-05 10:26:07
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核心提示:本文研究了噬菌混合物对液体蛋黄和蛋白中沙门氏菌的灭活效果,发现噬菌混合物能有效减少沙门氏菌数量,且在长期储存中没有重新生长,为提高食品安全和减少与污染鸡蛋产品相关的食物中毒爆发提供了生物控制方法。

1. 初始噬菌体混合物的感染能力评估

本研究评估了八种噬菌体对三种沙门氏菌肠炎亚种(SE)菌株的抑制效果。基于噬菌体对特定SE血清型的靶向能力和裂解活性,筛选出四种噬菌体混合物(cocktails),以增强效果并延长抑制时间。在TSB(胰蛋白胨大豆肉汤)中测试了四种噬菌体混合物在感染复数(MOI)为100时的效果,以及在液体蛋清(EW)和蛋黄(EY)中MOI1001000时的效果,所有样本均在8°C下储存长达30天。与阳性对照组相比,噬菌体混合物在液体培养基中均显示出显著的SE数量减少(P<0.05)。在EWEY中,经过噬菌体处理的SE菌株也显示出显著减少(P<0.005),尽管效果受到MOI和培养基成分的影响。在EW中,MOI1000时,30天后SE数量减少了1到超过4个对数单位,而在EY中,减少幅度较小,需要更长的处理时间。在8°C下,噬菌体在TSB和液体蛋中的滴度最初下降,但在SE接种后保持稳定,表明“从外到内”的裂解机制可能对抑制效果有贡献。值得注意的是,噬菌体在EW中对SE的附着能力更强,这可能归因于EW的粘性较低,与EY相比,噬菌体在EW中更容易与SE接触并发挥作用。本研究表明,在8°C下,噬菌体在EWEY中均能有效减少SE数量,且在长期储存过程中没有再增长现象。这些发现有助于开发增强食品安全性和减少因污染蛋制品引起的食物传播爆发的生物控制方法。

2. 噬菌体混合物对SE的单步生长曲线

为了评估每种噬菌体的感染潜力,进行了单步生长曲线实验。潜伏期代表噬菌体在宿主细胞内复制所需的时间,而爆发大小则表示每个宿主细胞产生的噬菌体后代数量。研究发现,SE18的潜伏期最长,为60分钟,而SI1SF1SF2的潜伏期约为25分钟,SS440分钟。在爆发大小方面,SI1SF1每个细胞分别产生4245个噬菌体,其次是SE18,每个细胞产生35个噬菌体。SF2SS4的爆发大小较小,分别为1713个噬菌体。潜伏期短且爆发大小高的噬菌体通常具有更强的生物控制潜力。在本研究中,SI1SF1表现出较短的潜伏期和较高的爆发大小,表明它们在控制SE种群方面可能更为有效。相比之下,SE18的潜伏期较长,可能是因为它在宿主细胞内的复制时间较长,从而产生了更多的后代。而SS4的潜伏期较长且爆发大小较小,表明其作为单一生物控制剂可能存在局限性。然而,SS4SE18的组合在体外感染实验中显示出协同抑制效果,这表明噬菌体的组合使用可能增强它们的集体生物控制能力。其他研究表明,感染沙门氏菌的肌尾噬菌体通常具有150250个噬菌体/细胞的爆发大小,潜伏期约为20分钟。本研究中观察到的差异可能是由于实验条件(如温度和宿主浓度)的影响,这些条件显著影响感染参数。

3. 噬菌体混合物在TSB中对SE30天抑制效果

TSB中,四种噬菌体混合物对SE菌株S26S35S47的抑制效果在不同时间点(06小时,以及16122030天)进行了评估。结果显示,所有噬菌体混合物在6小时内均显著降低了SE的数量,并在30天内几乎将SE数量降至检测限以下。例如,对于S26,所有噬菌体混合物在6小时内实现了2个对数单位的减少,并在30天内将S26数量降至检测限以下。对于S35SF1+SE18SF2+SE186小时内实现了3.5个对数单位的减少,而SS4+SE18的效果较差,仅实现了2个对数单位的减少。到第12天,SF1+SE18SI1+SE18SS4+SE18S35数量降至检测限以下,而SF2+SE18处理的样本中S35数量有所回升。对于S47SF1+SE18在第1天就将S47数量降至检测限以下,而SS4+SE18在整个实验期间的效果较差。这些结果表明,噬菌体混合物在TSB中对SE的抑制效果显著,且在30天内能够持续降低SE数量。

4. 噬菌体混合物在液体蛋清中对SE的抑制效果

在液体蛋清中,噬菌体混合物对SE菌株的抑制效果在不同时间点(06小时,以及16122030天)进行了评估。结果显示,所有噬菌体混合物在MOI1000时均显著降低了SE的数量。例如,对于S26SS4+SE186小时内实现了1个对数单位的减少,并在30天内将S26数量降至检测限以下。对于S35SF1+SE186小时内实现了2个对数单位的减少,并在第12天将S35数量降至检测限以下。对于S47SF1+SE18在第1天就将S47数量降至检测限以下。在MOI100时,噬菌体混合物的效果相对较弱,但仍然显著降低了SE的数量。这些结果表明,噬菌体混合物在液体蛋清中对SE的抑制效果显著,且在30天内能够持续降低SE数量。

5. 噬菌体混合物在液体蛋黄中对SE的抑制效果

在液体蛋黄中,噬菌体混合物对SE菌株的抑制效果在不同时间点(06小时,以及16122030天)进行了评估。结果显示,噬菌体混合物在液体蛋黄中的效果不如在液体蛋清中显著。例如,对于S26,所有噬菌体混合物在6小时内均未显著降低SE的数量,且在30天内SE数量有所回升。对于S35SF1+SE186小时内实现了2个对数单位的减少,但在30天内SE数量有所回升。对于S47SF1+SE18在第1天就将S47数量降至检测限以下,但其他噬菌体混合物的效果较差。这些结果表明,液体蛋黄的高粘性可能限制了噬菌体的扩散和与SE的接触,从而影响了噬菌体的抑制效果。

6. 噬菌体滴度在SE感染过程中的变化

TSB中,噬菌体混合物SF1+SE18SS4+SE18的滴度在SE感染过程中表现出显著变化。在所有SE菌株中,噬菌体滴度在最初的5分钟内显著下降,随后保持稳定。例如,SF1+SE18SS4+SE185分钟内滴度下降了2个对数单位,这与噬菌体对SE的附着和裂解过程一致。这种滴度的下降可能是由于噬菌体在SE表面的附着导致的,而噬菌体的繁殖和释放过程在低温下受到限制。在液体蛋清和蛋黄中,噬菌体滴度的变化趋势与TSB中相似,但蛋黄中的滴度下降幅度较小,这可能是由于蛋黄的高粘性限制了噬菌体的扩散。

7. 噬菌体在液体蛋中的稳定性

在没有SE接种的情况下,噬菌体在液体蛋清和蛋黄中的稳定性在8°C下进行了评估。结果显示,除了SE18外,所有噬菌体在液体蛋清中的滴度在30天内保持稳定。在液体蛋黄中,SE18的滴度下降了1个对数单位,而其他噬菌体的滴度保持稳定。这表明,噬菌体在液体蛋中的稳定性受到蛋成分的影响,特别是蛋黄中的蛋白质和脂肪可能与噬菌体形成复合物,从而影响噬菌体的稳定性。

8. 结论

本研究评估了噬菌体混合物在液体蛋清和蛋黄中对SE的抑制效果。结果显示,噬菌体混合物在液体蛋清中对SE的抑制效果显著,且在30天内能够持续降低SE数量。然而,在液体蛋黄中,噬菌体混合物的效果受到限制,这可能是由于蛋黄的高粘性限制了噬菌体的扩散和与SE的接触。此外,噬菌体在液体蛋中的稳定性受到蛋成分的影响,特别是蛋黄中的蛋白质和脂肪可能与噬菌体形成复合物,从而影响噬菌体的稳定性。这些发现为开发基于噬菌体的生物控制方法提供了重要的参考,特别是在液体蛋制品中控制SE污染方面。未来的研究需要进一步探索噬菌体与蛋成分之间的相互作用机制,并优化噬菌体混合物的配方和应用条件,以提高其在实际应用中的效果。

 

参考来源:10.1016/j.crfs.2024.100703

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噬菌体治疗
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农业微生物
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