噬菌體在食品保護中的應用與挑戰

食源性疾病是由食用被病原微生物、毒素或化學(xué)物質污染的食物或飲料引起(qǐ)的。這(zhè)類疾病的臨床表現包括惡心、嘔吐、痙攣、腹痛和腹瀉。常見的食源性緻病菌有大腸杆菌、沙門菌、彎曲杆菌、單核細胞增生李斯特菌、志賀氏菌、副溶血性弧菌和金黃色葡萄球菌等。在食品工業中，通常使用物理方法（蒸汽、幹熱和輻射）和化學(xué)方法（抗菌劑和防腐劑）來控制食源性緻病菌。
經(jīng)過(guò)這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)方法處理後(hòu)，食品的感官質量都(dōu)會(huì)受到影響，消費者可能(néng)會(huì)因爲它們不再是天然食品而拒絕食用。此外，濫用化學(xué)消毒劑也會(huì)污染環境。抗生素是抵禦細菌感染的重要防線，在水産養殖和畜牧業中起(qǐ)著(zhe)至關重要的作用。但是，抗生素的濫用很容易導緻多藥耐藥細菌的産生。此外，一些國(guó)家持續對(duì)各種(zhǒng)抗生素發(fā)出禁用令，導緻可用藥物越來越少。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)新的抗菌策略和具有替代作用的治療藥物。

噬菌體是一種(zhǒng)能(néng)特異性感染細菌的病毒。裂解性噬菌體可以在細菌細胞内繁殖并裂解細菌。對(duì)于食源性緻病菌，裂解性噬菌體可以有效地抑制它們的生長(cháng)，減少食品行業的損失。在傳統滅菌方法存在各種(zhǒng)不足的情況下，噬菌體具有效率高、特異性強、對(duì)食品風味影響小等優點，在食品工業中具有廣泛的應用前景。
2022年8月，江蘇省人獸共患病學(xué)重點實驗室焦新安團隊在《International Journal of Food Microbiology》上發(fā)表題爲“Application and challenge of bacteriophage in the food protection”的文章，評述了近年來噬菌體對(duì)抗食源性緻病菌的研究進(jìn)展，并讨論了噬菌體在食品工業中應用的主要問題和相應的解決方案。

在實際應用中，噬菌體可能(néng)不能(néng)完全殺死或抑制病原體，細菌可能(néng)會(huì)自發(fā)産生抗噬菌體菌株。面(miàn)對(duì)這(zhè)一問題，多噬菌體聯用（圖3）或與其他傳統殺菌方法聯用（圖4）可能(néng)會(huì)更有效地抑制病原體，從而确保食品的安全性。

圖3. 多噬菌體聯用殺菌策略

圖4. 噬菌體與其他傳統殺菌方法聯用策略
目前，大多數與噬菌體相關的研究都(dōu)在實驗室進(jìn)行。然而，在實際應用中，噬菌體制劑的穩定性可能(néng)會(huì)被顯著(zhe)削弱。因此，已經(jīng)嘗試開(kāi)發(fā)基于噬菌體的特定抗菌活性包裝材料，其不僅能(néng)提高噬菌體穩定性，還(hái)通過(guò)減少與非靶标微生物的相互作用來增強抗菌素的靶向(xiàng)性（圖5）。

圖5. 噬菌體與抗菌活性包裝材料結合策略
近年來，消費者越來越不願意購買經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)消毒的食品或轉基因食品。這(zhè)一趨勢對(duì)噬菌體生物防治是個好(hǎo)兆頭。然而，公衆也可能(néng)不願購買噴灑“病毒”的食品，食品生産商往往不願冒險改變傳統的殺菌方法。因此，教育公衆和食品加工者并解釋噬菌體的安全性、有效性和無處不在，以擴大其在生物防治中的應用是至關重要的。
雖然噬菌體在食品工業中的廣泛應用仍面(miàn)臨許多挑戰，但基于噬菌體的生物防治策略和技術將(jiāng)随著(zhe)現代生物技術的快速發(fā)展而得到改善。因此，噬菌體作爲各種(zhǒng)化學(xué)殺菌劑和防腐劑的有益補充甚至替代品，在食品工業中具有很大的應用潛力。
該文章的第一作者爲揚州大學(xué)的葛浩傑博士生。
文章來源：人獸共患病學(xué)與食品安全，供大家學(xué)習、交流爲目的，如侵犯原作者權益，請及時(shí)留言或電話聯系我們删除！