酶处理在蜡状芽孢杆菌生物膜去除中的应用

　　蜡样芽孢杆菌是食物中毒爆发最常见的病原体之一，它能够产生生物膜，生物膜可以在食品加工设施内形成，导致食品腐败并对消费者构成健康威胁，也可以在医疗器械表面和患者组织上形成，导致持续感染。蜡样芽孢杆菌的普遍存在和持久存在可部分归因于生物膜的形成。用于消除生物膜的策略通常具有以下特点：(1)细胞外聚合物EPS破坏;(2)通过群体感应效应诱导生物膜破坏;(3)杀死生物膜内的持久细胞。在食品工业中，通常使用化学清洁剂和原位清洁技术(CIP)来消除生物膜;然而，这些方法并不总是有效。使用酶是破坏细胞外聚合物的另一种方法，导致生物膜破坏并引起细胞裂解，并且已用于去除蜡样芽孢杆菌生物膜。

　　EPS主要由胞外多糖、核酸(eDNA)、蛋白质、脂质和其他生物分子组成。鉴于生物膜的组成是异质的，需要单独或组合应用不同类型的酶来去除蜡样芽胞杆菌生物膜。迄今为止，有限的研究报道了使用酶去除蜡状芽孢杆菌生物膜，相关信息总结于表1.一般来说，应用于蜡状芽孢杆菌生物膜的抗生物膜酶的主要目标是细胞内部和EPS。所涉及的酶被分类为多糖降解酶、蛋白水解酶和氧化酶(图1)。

　　图1. 应用于蜡样芽孢杆菌生物膜的抗生物膜酶。

　　Table 1. Antibiofilm enzymes applied to B. cereus biofilms.

　　图1. 与蜡样芽孢杆菌生物膜抑制和去除相关的酶的分类。

　　Figure 1. Classification of enzymes relevant for B. cereus biofilm inhibition and removal.

　　如表1所示，不能保证酶法去除蜡样芽孢杆菌生物膜的效率为100%。残留基质可能作为细菌或有机残留物的场所，比干净的表面更容易附着在其上，促进后续加工中生物膜的形成并导致产品腐败。此外，生物膜细胞可以产生催吐毒素，这些毒素可能在生物膜内积聚，增加食物中毒的潜在风险。因此，有必要研究影响去除蜡样芽孢杆菌生物膜基质以及生物膜细胞的酶促效果的因素。选择的因素主要来自蜡样芽孢杆菌生物膜的酶处理研究(图2)

　　图2. 影响酶促去除蜡样芽孢杆菌生物膜的因素概述

　　Figure2. Overview of factors influencing enzymatic removal of B. cereus biofilms.

　　鉴于蜡样芽孢杆菌在生物膜重组或扩散阶段分泌的酶是针对其自身生物膜的，因此分离分泌的酶并分析其组成和比例以更好地了解酶的去除机理和去除效率将是很有意义的。此外，需要使用酶和化学品的混合物来提高清洁效率。除了前面提到的去除蜡样芽孢杆菌生物膜的组合处理外，已报道的特定化合物的酶功能化纳米载体被认为是一种有效的生物被膜去除方法。这种方法可以用于降解生物膜基质和同时杀灭细菌。

　　原文：Yang S, Wang Y, Ren F, et al. Applying enzyme treatments in Bacillus cereus biofilm removal[J]. Lwt, 2023: 114667.