食品加工过程中细菌生物被膜的危害及控制分析

2017-02-02湖北省恩施职业学院

食品安全导刊 2017年21期

□ 张琦湖北省恩施职业学院

□ 张琦湖北省恩施职业学院

生物被膜作为一种细菌菌落存在的形式，在固体组织上普遍存在，对食品产生严重污染。为避免对人体健康的伤害，研究分析生物被膜的形成和控制，意义重大。

生物被膜，是一种细菌群体生存的形态，主要附在固体组织表面，形成微生物群落，广泛存在于自然界中。20世纪30年代中期，Costerton J W等对口腔中牙菌斑生物被膜细菌和龋齿的关系做了大量研究，从生物被膜角度出发，深入了解人体健康、疾病根源与生物被膜存在密切的关系。近些年来，随着生物被膜的研究不断加深，人们发现生物被膜由微生物混合而成，成分比较复杂，主要是由细菌及分泌蛋白质、多糖等大分子多聚物等组成。Davies D G等研究生物被膜过程中，运用激光共聚焦扫描显微镜技术，发现独特的三维立体结构，在结构中细菌占1/3，绝大多数都是由细菌分泌的大分子多聚物组合而成。

细菌生物被膜形成及主要调控机制

生物被膜形成的重要原因是细菌菌毛在电引力或疏水作用下，与固体表层迅速结合。附形成生物被膜第一个阶段，指细菌附在固体表面，关键取决于细菌表面特定的粘附素蛋白与宿主表面受体之间的关系。换一句话说，生物被膜对宿主具有选择性和特异性。相关研究表明，细菌生物被膜在形成过程中，细菌群落会形成特定的感应系统。这种感应系统会促进生物被膜形成，促进细菌代谢和繁殖，释放出特定的自诱导物，不断提升菌体密度。菌体密度的增加能导致自诱导物的浓度不断增加。一旦细菌生存环境中存在的自诱导物达到一定阈值浓度，便能自动激活细菌身上的受体，通过受体传达出相应的生化信号，从而诱导细菌特定基因表达，使细菌产生适应性生理变化。生理变化对生存环境具有重要影响，具体表现为DNA复制、致病因子的产生和细菌繁殖等。整个过程是群体感应。群体感应系统主要有三种类型，分别是Ⅰ型自诱导物密度感应系统、小分子多肽自诱导物密度感应系统、Ⅱ型自诱导物密度感应系统。不同密度感应系统调控作用下，不同细菌分泌的自诱导物也不同。

生物被膜在食品加工过程中的危害

生物被膜是一种特殊形态，在食品工业中普遍存在，尤其是在肉制品和乳制品等领域。与肉制品和乳制品所含有的营养成分有着直接关系，极易形成生物被膜。在生物被膜作用下，很容易增加食品污染概率，产生大肠杆菌、沙门氏菌属和李斯特菌等比较常见的食源性致病菌。致病菌容易受到生物被膜的保护，很难去除，对食物可以造成直接污染。一般而言，细菌附在食品、各种食品加工接触面和墙壁下水道等非食品加工接触面上并形成相应的生物被膜，通过人手或空气传播污染人体食用的食物，一旦人体食用很容易引起食物中毒。细菌形成生物被膜能够保护细菌，难以去除，有效清除细菌。在生物被膜包裹下，即使细菌通过食品加工中的清洗消毒工序，细菌还可能附着在食品上，危害人体器官，影响人体健康。因而，在食品研究方面，应该高度重视微生物生物被膜附在食品表面的危害，运用最新科学技术对食品安全加以处理，避免细菌残留。也就是说，控制食品中各种致病菌及条件致病菌的污染对食源性疾病防治，具有重要意义。

生物被膜的控制方法

在食品生产过程中，能有效控制生物被膜，应该从实际出发，研究分析生物被膜的形成过程，采取恰当方式加以解决，有效保证食品安全。常见控制生物被膜的方法主要有三类，①采用现代化的技术阻止微生物附在宿主身上，避免粘附作用导致食品被污染，而直接影响食品安全。②抑制生物被膜的形成，运用高温、高压等方式破坏生物被膜结构，避免结构形成而污染食品，从而起到杀菌消毒的效果。③清除已经形成生物被膜，有超高磁场、超声波处理、高脉冲电场和低电场等常见的物理方法，根据不同的物理方式和物理原理，有效去除生物被膜。杨葆华等优化超声波法，根据超声波所存生的“空化”效应，科学合理设定超声波功率，一般在135 W，食品的处理时间控制在14 min左右，处理温度大约在35 ℃，将生物被膜从宿主身上剥离。Del Pozo J L等为研究证明电流对肾生物被膜的作用效果，通过相应实验研究表明，低强度电流能够增强抗菌剂，从而抑制生物被膜活性。NIemira B A等认为电离辐射作为一种独特物理方式，能够运用电辐射作用清楚生物被膜，保证食品以及卫生设备表面没有相应生物被膜，为食品安全奠定基础。