3.1.3 金黃色葡萄球菌

金黃色葡萄球菌是一種適應(yīng)性很強的微生物，可以以生物膜的形式生活在各種食品環(huán)境中。除了能夠抵抗外界不利環(huán)境外，生物膜的產(chǎn)生也被認為是葡萄球菌屬細菌的重要毒性因子，不慎食用后可出現(xiàn)惡心、劇烈嘔吐、腹瀉等食物中毒癥狀。對于食品工業(yè)而言，重要的是要確定金黃色葡萄球菌在食品加工方面能夠生存和繁殖的條件。迄今為止，與食物相關(guān)的金黃色葡萄球菌菌株形成生物膜的文獻仍然很少，而且缺乏將食品暴露于模擬加工環(huán)境時，從食品、食品加工環(huán)境或形成生物膜的食品中分離金黃色葡萄球菌的能力。為了控制食品工業(yè)中的金黃色葡萄球菌形成的生物膜，需要更好地理解其與其它細菌及食品加工設(shè)備之間的相互作用。

3.1.4 大腸桿菌

大腸桿菌是人和許多動物腸道中最主要且數(shù)量最多的1種細菌，屬兼性致病菌，大多數(shù)大腸桿菌在正常情況下不致病，少數(shù)大腸桿菌可引起疾病，如腸出血性大腸桿菌EHEC。大腸桿菌具有附著在食品加工設(shè)備表面，形成單種和多種細菌生物膜的能力。Dutra等的研究結(jié)果表明，肉渣有利于多物種生物膜的發(fā)育，較高的溫度有利于多物種生物膜的形成。從而證明由于肉類工業(yè)清洗過程不徹底，殘留在設(shè)備表面的肉渣能夠形成生物膜。Nair等研究硒對大腸桿菌EHEC胞外多糖合成的抑制作用，結(jié)果表明硒能夠降低EHEC浮游細胞的早期附著、生物膜的形成和EPS的合成，證明硒可用于控制食品加工環(huán)境中EHEC生物膜。研究控制大腸桿菌在肉類食品加工設(shè)備上形成生物膜的方法對提高肉類的安全性具有重要意義。

3.2 腐敗性細菌

3.2.1 乳酸菌

乳酸菌是一類革蘭氏陽性兼性厭氧菌，能利用乳糖或其它糖類轉(zhuǎn)化為乳酸。乳酸菌雖然在發(fā)酵食品中被廣泛應(yīng)用，但也是肉制品腐敗的重要元兇。在厭氧環(huán)境中（由真空包裝或在具有升高二氧化碳水平的氣調(diào)包裝產(chǎn)生）低溫肉類的微生物菌群以乳酸菌為主。它們通過產(chǎn)生令人厭惡的代謝產(chǎn)物而導(dǎo)致腐敗，隨后肉制品感官品質(zhì)降低。趙佳偉等研究結(jié)果顯示：Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺和Na⁺在一定濃度下會對生物膜形成起到促進作用，Cu²⁺、Cu⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Pb⁺和Zn⁺等金屬離子則會對生物膜的形成起到抑制作用。所以，根據(jù)食品加工的不同需求，使用合適的方法抑制乳酸菌生物膜或促進乳酸菌生物膜成為近幾年的熱點問題。

3.2.2 假單胞菌

熒光假單胞菌是冷卻肉類最主要的腐敗菌之一，具有較強的細菌生物膜能力，而且不同來源的熒光假單胞菌生物膜形成能力差別較大。雖然假單胞菌是導(dǎo)致冷鮮肉腐敗的最重要的細菌之一，但關(guān)于其生物膜形成的文章卻鮮有報道。Liu等使用結(jié)晶紫染色和共聚焦激光掃描顯微鏡研究了假單胞菌生物膜形成特征，結(jié)果顯示，假單胞菌在不同溫度（30，10，4℃）下均能形成生物膜。菌株開始粘附在接觸表面上后，在4～6h內(nèi)便開始形成生物膜；在30℃下貯存12h后，生物膜開始大量形成，并且隨著生物膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展，胞外多糖顯著增加；在4℃和10℃下條件，即使細菌密度比在30℃下低，也能夠形成更多的生物膜。同時，假單胞菌已被證明能夠在多種生物膜中為其它致病菌（如單核細胞增生李斯特菌等）提供庇護。了解肉類食品中生物膜與食品腐敗之間的關(guān)系有助于設(shè)計保護食品質(zhì)量，抑制假單胞菌生物膜形成的策略。

4 控制措施及方法

在肉類工業(yè)中，細菌一旦找到合適的生存條件，便會附著在食品接觸表面并形成生物膜。生物膜一旦形成，使用常規(guī)清潔和消毒方法可能無法完全消除它們。傳統(tǒng)的冷凍、冷卻、脫水以及熱處理等方法，在提供安全的消毒肉類產(chǎn)品方面非?？煽浚渲幸恍巩a(chǎn)品的質(zhì)量出現(xiàn)問題?？赡軙谷庵破返娘L(fēng)味、香氣和質(zhì)地以及其它屬性受到影響。為了改善這些品質(zhì)屬性，過去幾年根據(jù)肉類食品的加工過程，探索了消除各類細菌生物膜的新策略。例如：結(jié)合幾種殺菌方法或者開發(fā)新的高效的殺菌措施等，對消除生物膜及肉制品腐敗的影響效果顯著。

4.1 熱力殺菌

熱力殺菌是指利用加熱的方法殺滅食品中特定的致病微生物。熱力殺菌主要應(yīng)用在熟肉制品加工過程。目前，蒸煮加熱殺菌是生產(chǎn)加工食品最主要的殺菌技術(shù)之一，然而，蒸煮加熱殺菌依賴于外部加熱，使用熱水或蒸汽作為傳熱介質(zhì)，傳熱效率低，能量損失嚴重。歐姆加熱殺菌是1種新興的熱處理技術(shù)，描述了當電流直接通過食物并以食物作為電阻產(chǎn)生熱量的過程。諸如歐姆加熱殺菌等新型殺菌方法，具有加熱速度塊，能耗低，產(chǎn)品安全等優(yōu)點，且肉制品的口味和質(zhì)量等沒有顯著變化。Ito等對雞肉進行歐姆加熱殺菌和蒸煮加熱殺菌做比較，結(jié)果表明，歐姆加熱的雞肉在無菌條件及35℃下可保存14d，這意味著歐姆殺菌符合“食品衛(wèi)生法”中規(guī)定的滅菌方法，因此，證明了歐姆滅菌方法可以提高食品的可靠性，延長食品的保質(zhì)期。

4.2 非熱力殺菌

非熱殺菌技術(shù)是指利用非加熱的方法殺滅食品中特定的微生物，使微生物的總量符合標準的殺菌技術(shù)，主要包括輻照殺菌、微波殺菌等，非熱力殺菌的產(chǎn)熱低或不產(chǎn)熱，且能最大程度地保持食品的色、香、味和營養(yǎng)成分，有效地避免了傳統(tǒng)熱力殺菌技術(shù)對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，因而具有良好的應(yīng)用前景，已成為抑制肉類食品細菌污染的常用方法之一。雖然關(guān)于非熱力殺菌抑制生物膜形成的研究相對較少，但仍舊是當前很有前景的滅菌方式。

4.2.1 輻照殺菌

食品輻照技術(shù)有3種形式，即x-射線、電子束、γ-射線，是肉類食品殺菌常用的方法。輻照殺菌不僅能殺死肉制品表面的微生物，同時對于內(nèi)部微生物的殺菌效果也比較明顯，所以輻照殺菌在肉類食品加工中應(yīng)用廣泛。張艷艷等研究輻照殺菌對醬鹵牛肉品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示劑量在6kGy的電子輻照可以使肉制品中微生物的總量控制在國家規(guī)定的范圍內(nèi)，不僅延長了肉制品的貨架期，而且對品質(zhì)幾乎沒有任何影響。王守經(jīng)等研究了γ-射線對牛肉品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)其可以有效降低各種細菌的數(shù)量。在美國，輻照殺菌在幾年前便廣泛地應(yīng)用于牛胴體的殺菌，以保證牛胴體和許多其它產(chǎn)品的安全性。然而，它在食品殺菌中的安全性仍然存在爭議。

4.2.2 微波殺菌

微波和射頻技術(shù)使用電磁波穿過食物，并使其分子振動產(chǎn)生熱量。美國和日本等國家將微波殺菌廣泛應(yīng)用于肉類食品中。李星等研究微波殺菌條件對鹵鵝貯藏期的影響，最終確定了殺菌溫度94℃，殺菌時間9min時抑菌效果最好且在貯藏3個月后菌落總數(shù)仍舊在國家標準范圍之內(nèi)。Barbosa-Cánovas等采用微波輔助熱滅菌（MATS）和壓力輔助熱滅菌（PATS）技術(shù)對加工的肉類產(chǎn)品進行滅菌處理，熱力殺菌與微波和壓力結(jié)合，滅菌后能夠提高肉制品的質(zhì)量，延長貨架期，證明將2種或幾種滅菌技術(shù)結(jié)合滅菌具有廣闊的應(yīng)用前景。

4.3 抑菌涂層

抑菌涂層在生肉加工和熟肉食品加工中廣泛應(yīng)用。在過去的幾十年中，已經(jīng)開發(fā)了廣泛應(yīng)用于食品中的抗菌化合物，用于抑菌涂層的釋放。最古老且最常用的方法，包括通過簡單浸漬、浸漬多孔材料或用所需抗菌化合物涂覆于肉制品表面。然而涂層缺乏特殊的粘合機制可能導(dǎo)致抗菌化合物快速釋放。戴照琪等以山蒼子精油和肉桂精油制備涂層材料，研究其對干腌火腿的抑菌及抗氧化作用，結(jié)果表明，當山蒼子精油和肉桂精油配比為1∶0.5～1∶2（質(zhì)量比）、復(fù)合精油添加量為0.03%～0.05%時，復(fù)合精油涂層對火腿的脂質(zhì)氧化、菌落總數(shù)及霉菌數(shù)均有較好的抑制作用。Nielsen等研究乳液包封的異丁香酚對單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、熒光假單胞菌的生物膜的抗菌性質(zhì)，結(jié)果表明：乳液包封增強了異丁香酚對生物膜的抗菌性能，說明防腐劑在抑菌涂層方面具有潛在的應(yīng)用價值。諸多研究表明抗菌涂層已經(jīng)成為抑制生物膜形成的一個非?；钴S的研究領(lǐng)域。

4.4 活性包裝

活性包裝系統(tǒng)可以通過在獨立裝置（例如：小袋或墊）中或在包裝材料中，摻入抗微生物試劑來構(gòu)建，包裝材料可以用酶、細菌素、天然提取物等進行功能化，起到與抗菌物質(zhì)相同的抑菌功能?？咕钚园b有4種基本類型：

1）將抗菌物質(zhì)加入小袋或小墊中?？刮⑸镄〈蛐|可以原位產(chǎn)生抗菌化合物并立即釋放，或通過使用小袋攜帶然后在肉制品表面直接釋放抗菌劑以抑制生物膜；

2）將抗菌劑直接摻入包裝膜中?？咕衔飶陌b膜逐漸釋放到包裝頂部或食物表面，以抑制微生物的生長；

3）用基質(zhì)涂覆包裝，以基質(zhì)充當抗菌劑的載體；

4）使用本身具有抗菌性的聚合物。例如：藻酸鈣薄膜可以減少牛肉中大腸菌群等的生長，其抗菌機制可能是由于藻酸鈣對細菌細胞的離子和毒性作用。含有Nisin的活性包裝材料用于抑制在4℃條件下保藏的牛肉漢堡中乳酸菌的生長，延長其貨架期?；钚园b技術(shù)不僅提高了肉類食品的質(zhì)量、安全性和便利性，而且延長了肉類食品的貨架期。

4.5 納米技術(shù)

隨著納米技術(shù)的興起，開發(fā)納米材料使新型抗菌劑成為可能，其在生肉加工和熟肉食品加工中不斷得到應(yīng)用。Siddiqi等已經(jīng)證明，AgNPs能夠阻止許多細菌，如蠟狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、傷寒沙門氏菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、肺炎克雷伯菌、副溶血性弧菌和真菌白色念珠菌的生長和繁殖。研究表明AgNPs已被應(yīng)用于新鮮里脊肉的包裝，以抑制或延緩細菌的增殖，延長貨架期。Applerot等研究ZnO涂層抑制細菌定植的時間效應(yīng)，結(jié)果表明，ZnO涂層能夠抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生物膜形成，且抑制效果能夠持續(xù)10d。定植在表面作為生物膜生長的細菌，通常比浮游狀態(tài)下的細菌對抗菌劑的抗性更高。然而，納米材料在與食品接觸過程中，其在食品表面及內(nèi)部的遷移及潛在的毒性仍未有定論，其安全性仍需進一步研究。

4.6 生物膜降解酶

酶法去除細菌生物膜已經(jīng)在食品領(lǐng)域得到關(guān)注。生物膜是附著在食品表面且嵌入自身產(chǎn)生的胞外EPS中，生物膜降解酶的作用目標主要是EPS，EPS主要由多糖、蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)等組成。鑒于生物膜組成成分的不均勻性，因此需要不同類型的酶或者多種酶混合來消除肉類食品表面的生物膜。生物膜降解酶的作用機理是：

1）直接攻擊生物膜組分，并降解它們；

2）誘導(dǎo)細胞裂解；

3）干擾QS系統(tǒng)；

4）催化抗微生物劑的形成。酶的作用本質(zhì)與生物膜的完整性降低有關(guān)，將基質(zhì)分子降解，然后通過細胞進一步代謝成為單體。有4種類型的酶對于生物膜去除效果顯著：抗QS酶、氧化酶、多糖降解酶和蛋白水解酶。Wang等研究5種經(jīng)檢測的生物酶（蛋白水解酶、中性蛋白酶Ⅱ、纖維素酶、糖苷淀粉酶、枯草桿菌蛋白酶）對沙門氏菌成熟生物膜具有較強的去除能力，然而不銹鋼表面仍存在大量殘留的生物膜細胞，20mg/mL纖維素酶和1mg/mL十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）浸液聯(lián)合處理比單一處理能更好地減少成熟生物膜，該聯(lián)合方法可以徹底去除成熟的生物膜。

5 結(jié)語

在肉制品工業(yè)中，生物膜產(chǎn)生的影響巨大，對肉制品的生產(chǎn)過程和貯藏保存均可產(chǎn)生嚴重的危害。目前對肉類食品表面生物膜的形成機理研究已比較深入，對單一細菌生物膜的控制措施研究也較透徹，而對混合細菌形成生物膜的成膜機制和相關(guān)防控措施仍有待進一步解決，以達到徹底防治肉類食品生物膜感染的目的。研究方式也應(yīng)由最初的單一或混合菌的模型，轉(zhuǎn)變到實際肉類食品生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，將生物膜形成過程的不同階段，包括初始可逆粘附、不可逆粘附、形成、成熟和分散等一一細化，根據(jù)實際過程中生物膜形成的動力學(xué)過程，重點研究肉類食品工業(yè)中預(yù)防和控制生物膜的新方法，從而控制肉制品行業(yè)中細菌生物膜的形成。

聲明：本文所用圖片、文字來源《中國食品學(xué)報》，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請與本網(wǎng)聯(lián)系

相關(guān)鏈接：沙門氏菌，纖維素酶，銅綠假單胞菌，蠟狀芽孢桿菌