可食用“病毒膜”问世：噬菌体喷雾膜在鸡肉和胡萝卜表面显著抑制沙门氏菌

沙门氏菌：食品链里的“老顽固”

沙门氏菌仍是全球头号食源性致病菌之一。2022年，仅巧克力相关S. Typhimurium 疫情就在14国导致396例感染；中国CDC监测显示，70%的细菌性食源事件由沙门氏菌引起。传统抗生素干预带来耐药性与环保压力，而塑料包装又衍生微塑料污染。消费者亟需“天然、可降解、精准抑菌”的新方案。

图1 薄膜制作与应用流程示意图

噬菌体：只杀坏菌的“生物导弹”

噬菌体（phage）是一类专杀细菌的病毒，已获 FDA“GRAS”认可。与广谱化学防腐剂不同，噬菌体只攻击特定宿主，对益生菌与人体细胞无害。过去研究把噬菌体浸泡或喷洒在肉品表面，但活性保持短、易交叉污染。如何把噬菌体“锁”在可食用膜里，并让它在食品表面持续释放，一直是产业痛点。

三组分配方：CA–SA–Gly 打造“蛋白–多糖”双网络

作者以酪蛋白（CA）与海藻酸钠（SA）为成膜基材、甘油（Gly）为增塑剂，采用流延法成膜。通过单因素与 Box–Behnken 响应面设计，锁定最优配方：

CA 2.57 %

SA 1.67 %

Gly 0.47 %

在此条件下，薄膜拉伸强度 743 MPa、断裂伸长率 29.8 %，噬菌体包埋率 78.6 %，兼顾机械性能与生物活性。

“加病毒”不改膜本色：厚度、透水、颜色全不变

加入高达 10⁹ PFU/mL 的 SaTp-04 后，薄膜厚度、水蒸气透过率、含水率、水溶性、色差 ΔE 均无显著差异。FTIR、XRD 与电镜结果显示，噬菌体未破坏 CA–SA 的氢键/静电交联网络，也未见结晶峰出现，表面依旧平滑多孔，证明病毒颗粒与高分子基质相容性良好。

5 周冷藏稳定：25 °C 仅降 1 log

将含噬菌体薄膜在 4 °C 与 25 °C 存放 5 周，4 °C 组滴度保持稳定；25 °C 组第 4 周开始下降，但全程仅降低约 1 log PFU/cm²。CA 与甘油对衣壳蛋白的保护作用，加上薄膜屏障减少氧化，显著延缓噬菌体失活。

释放曲线：一级动力学模型拟合度 R²=0.97

在纯水与 30 % 乙醇（模拟高脂食品）中，噬菌体呈现“先快后慢”释放特征，一级动力学方程 y=85.3×(1–e^(–0.106x)) 拟合度达 0.9687。30 % 乙醇中释放速率略低，与 CA–SA 在乙醇中溶解度下降有关。在 LB 固体表面，25 °C 6 h 释放量达 6.99 log PFU/cm²，4 °C 12 h 为 6.42 log，温度越高扩散越快，为“低温贮藏、室温开封”应用场景提供数据支撑。

关键发现

1、薄膜拉伸强度达743 MPa，断裂伸长率近30%，噬菌体包埋率高达78.6%，兼顾实用性与生物活性。

2、4 °C储存5周，噬菌体活性保持稳定；25 °C下仅下降约1 log PFU/cm²。

3、以往研究多停留在“浸泡/喷雾”噬菌体，本研究首次实现“病毒封装+可控释放+食品表面应用”全链条验证。

未来展望

下一步将整合“实时菌量传感”与“温控释放”材料，实现低温缓释、室温速释的“智能噬菌体膜”。该策略可无缝嵌入现有滚涂或喷雾工艺，用于即食蔬菜、冷鲜肉类、预制菜等高风险品类，为“减菌不减味”的清洁标签食品提供全新解决方案。

参考文献：

Guo, P., Zhang, L., Ning, M., Cai, T., Long, F., Yuan, Y., & Yue, T. (2025). Characterization and release of casein‑sodium alginate embedding phage edible film and the application in controlling of Salmonella contamination in food. International Journal of Food Microbiology, 434, 111137.