《食品科学》：乳酸菌拮抗食源性致病菌的研究及应用进展

食源性致病菌是一类可以引起食物中毒或以食品为传播媒介的致病性细菌，常见的食源性致病菌有副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）、沙门氏菌（Salmonella）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus） 和单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）（以下简称单增李斯特菌）等，由于其耐受性强、传播途径广、危害性大而在食品卫生方面存在较大的安全隐患。探寻一种有效的方法控制食源性致病菌具有重要的现实意义。

中国农业大学食品科学与营养工程学院的康慎敏、武瑞赟、李平兰*等人将介绍乳酸菌在食品中的应用基础，并主要从竞争作用、加强肠上皮屏障、干扰细菌毒力信号系统和产生抗菌代谢产物等方面说明乳酸菌拮抗致病菌的机理，同时综述乳酸菌在不同食品（乳、肉和果蔬）中抑制食源性致病菌的进展，最后对未来的研究方向进行展望。

1、乳酸菌拮抗致病菌在食品中的应用基础

控制食源性致病菌的方法

随着现代食品工业的发展，人们对食品的安全、卫生和营养性的要求不断提高，如何在最大限度保持食品感官品质的前提下开发出安全且高效的控制食品中食源性致病菌的方法是现代食品科学研究的一个热点。目前，热灭菌技术（低温长时间、高温短时间、超高温、微波加热和欧姆加热）因低成本、高效益的优点，成为食品工业控制致病菌的主导技术。低温长时间灭菌技术是一种广泛用于乳业的杀菌工艺，这种杀菌方式能够杀灭牛乳中生长型致病菌，灭菌效果达到99.9%，但研究报道，耐热性致病菌如单增李斯特菌会由于在热环境压力下的提前暴露，而导致细菌存活率和热损伤恢复能力提高。高温短时间灭菌技术和超高温灭菌技术可以杀灭致病菌，并灭活细菌繁殖体和孢子。然而较高的温度可能会导致产品中热敏营养成分损失，以及引起食品外观、颜色、风味和质地等感官特性发生变化。

乳酸菌食品应用基础

乳酸菌的菌体和代谢物均能防止食源性致病菌的生长，提高食品的安全性和质量，已在乳制品、肉制品和果蔬等食品的生产加工中被广泛应用，食品中乳酸菌主要发挥3 种作用：一是作为生产辅助剂，在食品生产过程中起到发酵作用或者促进食品质地的形成，例如在搅拌型酸奶中添加干酪乳杆菌后，酸奶表现出更高的弹性指数和更低的固液平衡性，形成了更固态的凝胶结构，产品的内聚力和黏度显著增加，具有更好的细菌活力和贮藏稳定性；二是作为添加剂，能够增添食品风味、增强食品营养成分，Abadía-García等发现添加干酪乳杆菌和鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）制成的奶 酪中生物活性肽和游离氨基酸含量显著增加，从而增强了奶酪的抗菌、抗高血压、免疫调节和抗氧化等潜在的益生作用；三是作为生物防腐剂，例如在植物乳杆菌发酵制成的低盐香肠中，微生物群落多样性减少，香肠的 pH 值、酪胺、腐胺和尸胺的含量降低，乳杆菌的增殖在保证食品品质的同时延长了食品的保质期，显著抑制多种腐败菌（发光杆菌属、不动杆菌属、环丝菌属、嗜冷杆菌属和假单胞菌属）的生长。

乳酸菌的抗菌机制

乳酸菌不仅具有增加食物的营养价值、延长食品保质期和促进健康等益处，还可以通过分泌黏蛋白增强自身黏附定植能力，从而竞争性地排除致病菌，有效地抑制致病菌生物膜的形成及对细胞表面的黏附作用（图1A、D、E）。此外，还可以通过产生抗菌物质、与致病菌争夺环境中有限的营养和生长因子等方面来抑制致病菌（图1B、C）。

2、乳酸菌在食品中对致病菌的抗菌作用

奶及奶制品

奶制品（如奶酪）因低盐、高蛋白质和脂肪含量的理化特性，为食源性致病菌的生存提供了有利条件。而发酵乳和其他奶制品相比，因其低pH值、低贮藏温度及可能含有发酵微生物产生的抑菌化合物等因素具有更好的安全性，但某些致病菌如单增李斯特菌、沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7仍可在发酵乳中生存或生长。近些年的研究发现多种乳酸菌不仅可以抑制奶制品中致病菌的生长，对奶制品的理化特性无负面影响，还能起到增强食品营养性、赋予奶制品特殊风味的作用。

肉及肉制品

肉类最初的微生物区系由多种微生物组成，但贮藏温度和包装是影响肉类和肉制品微生物生态和质量稳定性的重要因素，肉制品的贮藏方式一般有冷藏（4 ℃）、冰藏（0 ℃）和冰冻（－20 ℃）3 种。由于嗜冷致病菌如单增李斯特菌等的存在，如果受污染的食物在冷藏（4 ℃）条件下长时间保存，致病菌很容易生长到感染水平。近些年来的研究发现乳酸菌可有效抑制新鲜肉、熟肉和真空包装肉制品中的致病菌，并且还能赋予肉制品独特风味。

果蔬

新鲜果蔬：新鲜果蔬因其所含的营养是人类饮食中的重要物质而受到广大消费者的喜爱，但是由于缺乏食用前的烹饪过程，当诸如沙门氏菌、单增李斯特菌等致病菌污染或定植于果蔬后，可能导致人群中食源性疾病暴发。而常用的添加化学防腐剂或植物源天然防腐剂的杀菌方法会破坏果蔬的感官和营养特性。相比之下，将乳酸菌喷涂在果蔬表面的方法，既能对致病菌起到一定的抑制作用，又能不破坏果蔬品质和营养，深受研究者青睐。Alegre等以6（lg（CFU/g））的鼠李糖乳杆菌添加到楔形苹果上，在5 ℃和10 ℃下14 d的贮藏期间使单增李斯特菌数量减少了1（lg（CFU/g）），而对苹果品质没有任何影响。

泡菜：泡菜是传统的由调味蔬菜发酵而来的食品，具有助消化、预防癌症等有益特性，乳酸菌是泡菜中的主要微生物，对泡菜风味的形成具有重要作用。Kim等研究发现泡菜中分离出的短乳杆菌DF01（Lactobacillus brevis DF01）和乳酸片球菌K10（Pediococcus acidilactici K10）能够降低鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7对肠上皮细胞的黏附能力。类似地，从泡菜中分离出营养改良的植物乳杆菌DGK-17（Lactobacillus plantarum DGK-17）显示出对铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌的抗微生物活性。

结语

近年来，虽然食品原料、生产加工和贮存物流等环节的质量管理技术不断革新且成效良好，但食源性致病菌的控制仍是全球关注的问题，与其他控制方法相比，合理使用微生物控制的方法是符合食品安全、具有开发前景的一种技术手段，其中由于乳酸菌具有种类丰富和生理功效强的优势，并且能够改善食品风味、延长食品保质期，在食品领域具有良好的应用前景，受到了研究者的青睐，但是乳酸菌抑制食源性致病菌的机制研究多集中在乳酸菌的代谢产物抑菌方面，关于抗菌作用的分子模式解析较少。此外，现阶段大量文献报道了乳酸菌在乳、肉和果蔬等制品中对食源性致病菌的抑制效果，但对具有抗菌活性的乳酸菌添加到各类食品中后对食品的感官品质的影响及添加到各类食品中合适的剂量与组合仍缺乏系统研究，而这是具有抗菌活性的乳酸菌作为益生商用生物抑菌剂实际应用于食品加工生产中必须考虑的问题。

本文《乳酸菌拮抗食源性致病菌的研究及应用进展》来源于《食品科学》2022年43卷1期250-259页，作者：康慎敏，武瑞赟，穆文强，张世奇，李平兰。DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20210526-326。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网。

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2022年5月7-8日在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。