食品接触材料特性与微生物营养如何塑造李斯特菌生物膜的形成

我们每天食用的食物在加工、储存和运输过程中，会接触到各种各样的材料表面，比如不锈钢器具、塑料包装、木质案板等。这些表面的物理和化学特性，以及食物残留在表面的营养成分，对一种叫做“单核细胞增生李斯特菌”的细菌来说，可能成为其形成生物膜并长期生存的关键因素。

单核细胞增生李斯特菌是一种常见的食源性病原体，它能在低至冷藏温度下存活，并在食物接触表面上形成生物膜。生物膜是一种复杂的细菌社区结构，细菌在其中能够更有效地抵御外界环境的压力，包括清洁剂和消毒剂的作用，从而增加了食品安全的风险。

图1未涂覆的不锈钢304基板的3D表面形貌

研究发现，食品接触材料的表面形态和化学性质对李斯特菌的附着和生物膜形成有显著影响。例如，粗糙的表面比光滑的表面更容易吸引细菌聚集和生长；而某些化学成分则能促进或抑制细菌的黏附。此外，食物残留物中的营养素，如碳水化合物、蛋白质和脂肪，可以作为细菌生长的能源，促进生物膜的形成和成熟。

为了深入理解这些因素如何相互作用，科学家们进行了精心设计的实验。他们使用了单核细胞增生李斯特菌与其它几种常见食品微生物，如大肠杆菌O157:H7、荧光假单胞菌和劳尔氏菌，来创建模拟的“混合生物膜”。通过比较不同营养条件下，单种和混合生物膜中李斯特菌的生存能力，研究者们发现，微生物之间的共生关系可以显著增强李斯特菌在不利环境下的存活率。

这一发现揭示了食品接触材料表面特性和微生物营养是如何共同作用，影响李斯特菌生物膜的形成和稳定性。对于食品行业而言，这提示我们在设计和选择食品接触材料时，不仅要考虑其机械性能和成本，还应评估其对微生物生长的影响。通过优化材料表面处理和控制食物残渣，可以减少李斯特菌等病原体在食品加工和储存环节的定植和传播风险，从而保障食品安全。

总之，食品接触材料的表面形态和化学性质，以及微生物可利用的营养成分，都是塑造李斯特菌生物膜形成和持久性的重要因素。了解这些机制有助于我们采取更有效的措施，防止食源性疾病的发生。

参考文献：

Tingting Gu, Yaguang Luo, Zhen Jia, et al. Surface topography and chemistry of food contact substances, and microbial nutrition affect pathogen persistence and symbiosis in cocktail Listeria monocytogenes biofilms[J], Food Control, 2024(161), 110391, ISSN 0956-7135.

DOI: 10.1016/j.foodcont.2024.110391.

(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956713524001087)