利用噬菌体防控食源性沙门氏菌

郭炳博，郝贺 译，武亚南，石玉祥 校

（1.河北工程大学，河北邯郸056000；2.邯郸市动物医学重点实验室，河北邯郸056000）

噬菌体是传统抗菌剂的天然替代品，食品工业已证明噬菌体控制细菌性病原体是有效的，导致不同种类噬菌体产品的开发。食品工业使用特定的噬菌体可防止产品腐烂和细菌性疾病的传播，最终保证食品尤其是动物源性食品生产、加工和处理的安全性。

1 沙门氏菌

沙门氏菌的一般特征是革兰氏阴性杆菌、兼性厌氧菌。自1855 年西奥博尔德·史密斯首次从猪体上发现沙门氏菌以来，已经鉴定和报告的血清型约2600 多种。大多数沙门氏菌感染是由食用受沙门氏菌污染的食品引起的。沙门氏菌感染主要涉及鸡肉、火鸡肉、猪肉、肉类和鸡蛋，此类现象频繁出现，最近与新鲜农产品相关的沙门氏菌感染的发病率和死亡率有了显著的升高，与2008 年相比，2017 年与新鲜农产品相关的疫情数量增加约4.3 倍。尽管采取了各种干预策略，与家禽、肉类和蛋类产品相关的沙门氏菌疫情仍然存在问题。

2 噬菌体

噬菌体是专门感染细菌的病毒颗粒，是自然界中最丰富的病毒。噬菌体包括DNA 或RNA和多面体衣壳蛋白。它们的衣壳蛋白附着在尾部，尾部可吸附目标细菌。由于噬菌体对目标细菌的裂解能力，噬菌体可广泛控制食源性病原菌。因此，寻找强裂解能力的噬菌体是防控食品病原菌的发展趋势。

噬菌体的生物防治效果往往取决于感染的多样性。MOI 被定义为可感染单个细菌的噬菌体平均数量，在食品工业中较低的MOI 更为有益和经济。据报道，应用噬菌体可减少各种食品中沙门氏菌的数量。如利用噬菌体抑制生牛奶、法兰克福干酪、猪皮、鸡胸肉中特定血清型的沙门氏菌，噬菌体复合物的应用效果较好。

噬菌体在动物肉制品中的应用效果可能优于活体动物，这也导致了广泛尝试利用噬菌体控制生肉和家禽产品的沙门氏菌污染。研究表明利用噬菌体控制肠炎沙门氏菌，鸡皮肤的肠炎沙门氏菌大约减少了2 个对数单位，鸡胸肉的肠炎沙门氏菌数量显著减少1.5～4 个对数单位。在环境温度为4℃时，噬菌体的抑菌效果比25℃时好。

噬菌体与食品中其他阻碍微生物生长的因素联合作用，也可以提高噬菌体的功效。3 种不同噬菌体复合物对猪皮、鸡胸肉的鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌的有效性研究表明，在猪皮上喷洒噬菌体复合物，沙门氏菌浓度显著降低。同样，将鸡胸肉浸泡于含有噬菌体复合物的溶液中5 分钟，然后4℃冷藏7 天，鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌含量分别减少了1.1 和0.9 CFU/克。

3 商用噬菌体及其调控现状

一些美国联邦机构已经发布了不同类型的批文，规定了裂解噬菌体用途类型，但几乎没有一个是专门用于生产的商品。即使在美国，利用噬菌体的生物防治也被认为是一项相对较新的技术，而且直到最近食品监管部门才认可和同意应用于食品。美国农业部发布了2 份无异议信，在牛屠宰前，万能公司开发的大肠杆菌O157:H7 和沙门氏菌的噬菌体可用于牛皮喷雾。

4 噬菌体作为生物防控替代品的局限性及展望

噬菌体及其宿主处于持续性作用过程中，细菌对噬菌体产生抗性，噬菌体需要克服这种抗性。通过各种细胞调节手段，病原性细菌对其噬菌体产生抗性，特别是抗性细菌持续存在于环境中，复制并将抗性传递给其子代细胞。对噬菌体抗性也可以在体内或通过基因修饰获得。然而，具有多个表面受体的多个噬菌体混合物可以阻止或至少延迟细菌对噬菌体的抗性。这可能为将来利用噬菌体控制自然界和食品中的沙门氏菌抗性提供了强大的优势。

噬菌体若在食品中广泛使用，还需要从不同角度开展大量研究证明不同来源噬菌体的有效性和安全性，并将其应用到食品工业。目前噬菌体的应用研究仅涉及鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌等某些沙门氏菌菌株，新血清型沙门氏菌已给食品工业带来严重问题，控制这种新血清型沙门氏菌的相应噬菌体可以被培养和鉴定。我们需要新的方法来培育具有较宽宿主范围的噬菌体，应用于新出现的沙门氏菌血清型，并将噬菌体复合物与其他阻碍病原菌生长的技术相结合，以最大限度地提高噬菌体的应用效果。研究应集中于噬菌体作为抗菌替代品对食品和食品质量的正面和负面影响，特别是噬菌体对食品的感官、营养或理化性质的影响。未来噬菌体的潜在应用领域可能包括食品包装和食品卫生，最近有关研究是将噬菌体作为固定化包装材料应用于食品包装系统，延长食品保质期。如纤维素膜上的大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌的噬菌体复合物可用作生物活性抗菌包装材料，提高新鲜农产品和肉类的安全性。另一种可能应用是将噬菌体作为生产线、设备和环境的消毒剂。总之，噬菌体在保证食品工业与沙门氏菌血清型相关食品安全方面发挥重要作用，但应仔细考虑噬菌体的潜在功效、安全性和公众接受度及长期效应。