李斯特菌“抱团”成膜:耐受性飙升,食品工厂防不胜防
一项发表在《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》的综述指出,食源性病原体李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)在冷藏、低pH和高盐等苛刻环境中依然顽强,并与其他细菌共同构建“混合生物膜”,给食品加工带来长期、隐匿且难清除的污染风险。该病原体可致高致死率的李斯特菌病,孕妇等人群尤为脆弱;而在自然界中,微生物以生物膜形态生存的比例高达95%—99%。综述强调,多菌种生物膜普遍较单菌种更耐消毒剂与抗生素,但当前研究仍以单菌膜为主,认知存在缺口。
生物膜形成经历“附着—增殖—早期架构—成熟—扩散”五个阶段,循环往复,成为持续污染的重要机制。在真实生产环境中,LM常与铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌等共生或竞争,甚至出现三、四菌种的复杂联合体,长期滞留于设备与食品表面。
哪些因素在推波助澜?材料与环境条件是关键。综述指出,不锈钢因表面微裂纹成为生物膜避风港;低温应激会增强李斯特菌在不锈钢和聚苯乙烯上的黏附,解释了冷库与冷链中常见的持久污染。温度对群落主导权与膜结构影响显著:与屎肠球菌共培养时,7℃几乎不成膜,25℃则迅速增重,而升至39℃李斯特菌显著受抑;在鲑鱼表面,15℃较4℃形成更致密结构。食品基质同样左右成膜路径:在乳清蛋白中仅见黏附,在脱脂奶中却能形成稳定混合膜,这对乳制品工厂是直接警示。
多菌相互作用的”黑箱“正被逐步拆解:铜绿假单胞菌等在早期释放的代谢物与多糖可为李斯特菌铺路搭桥,显著提升其黏附与耐受;金黄色葡萄球菌的上清液中蛋白性成分可能促进LM成膜;而与阴沟菌(Ralstonia insidiosa)的直接细胞接触,则能让膜量与活菌数同步抬升,提示“贴身接触”是另一条合作通道。这些协同与竞争作用共同塑造了更厚实、更耐受的混合膜生态。
如何拆解这层堡垒?综述梳理了多条新老结合的治理路线。其一是冷等离子体(CAP):对LM—假单胞菌双菌膜120秒处理即可将活菌降至不可检水平,对LM—伤寒沙门氏菌的混合膜也能实现1.5—2.5 log的下降,但其广泛工业化仍受成本与不同菌型耐受差异限制。其二是光动力灭活(PDI):以姜黄素等光敏剂为核心,产生活性氧杀菌,已在胡椒、牛奶、鲑鱼、柑橘等基质上显示清除效果,具设备简单、低成本和低耐药风险等优势,但针对“LM+他菌”的工业级应用仍待推进。
天然产物同样值得关注:肉桂、马郁兰与百里香等精油及其主成分能破坏成熟膜三维结构;柑橘提取物制成的商用品在LM—铜绿假单胞菌混合膜上展现出色杀灭力;黄酮类木犀草素则通过破坏膜完整性,协助抗生素渗透与清除。化学消毒方面,强酸性次氯酸水的杀菌力随有效氯和作用时间提升,而过氧乙酸总体上较季铵盐(如苯扎氯铵)更具抗膜优势,但应结合现场pH、温度与主导菌种精细化选用。
“工程控膜”也是方向:在聚合物薄膜与表面涂层中引入抑膜成分,或开发可食用、可降解的抗膜材料,以从源头降低附着与成熟;商业酶制剂如DNase I、果胶酶与蛋白酶可削弱EPS、放大其他药剂穿透力;益生菌(如L. plantarum)与常规消毒剂联用能产生协同。多技术“组合法”正在成为趋势:EDTA+乳链菌肽、超声+季铵盐、酶+消毒剂等组合,在实验与准工业场景中不断验证效果。
综上,混合生物膜不是谁也不理谁的简单拼盘,而是高度动态的微生态系统。对食品企业而言,最现实的策略是把“预防—抑制—清除—再污染阻断”串成一条闭环:在设备选材与温度/营养管理上减少成膜机会;在现场以低损伤但高穿透的新技术为矛,以材料改性和益生菌屏障为盾;并通过多手段组合打破EPS与跨菌种协同。唯有如此,才能真正撬动这座隐形“膜城”,把风险挡在生产线之外。
参考文献:[1] Chen Q, Zhang X, Wang Q, Yang J, Zhong Q. The mixed biofilm formed by Listeria monocytogenes and other bacteria: Formation, interaction and control strategies. Crit Rev Food Sci Nutr. 2024;64(24):8570-8586. doi: 10.1080/10408398.2023.2200861. Epub 2023 Apr 17. PMID: 37070220.
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