臭氧根除污染食品接觸表面的李斯特菌高活量研究

       這項(xiàng)研究證明了低濃度的冷氣態(tài)臭氧處理在從玻璃、聚丙烯、不銹鋼和發(fā)泡聚苯乙烯食品接觸表面根除高李斯特菌活細(xì)胞負(fù)荷方面的有效性。使用循序漸進(jìn)的方法，包括選擇很耐藥的菌株 - 表面組合，11種李斯特菌菌株導(dǎo)致在1.07 mg m處的連續(xù)臭氧流失活-3冷孵育24或48小時(shí)后，取決于評(píng)估的菌株和表面。

       將接種量增加到 9 對(duì)數(shù) CFU 優(yōu)惠券-1，在3.21mg m下處理48小時(shí)后獲得很佳滅活率-3當(dāng)細(xì)胞沉積在不銹鋼和膨脹聚苯乙烯試樣上時(shí)，臭氧濃度在以前的測(cè)定中產(chǎn)生了很耐受的食物接觸表面。將天然污染的肉類提取物添加到高負(fù)荷的單核細(xì)胞增多性 LMG 23775 細(xì)胞中，這是 11 種測(cè)定李斯特菌屬菌株中很具抗性的菌株，導(dǎo)致其在處理 4 天后完全失活。據(jù)我們所知，這是第一篇描述單核細(xì)胞增多性李斯特菌存活以及冷庫(kù)條件下臭氧處理對(duì)膨脹聚苯乙烯（一種食品包裝中常用材料）的影響的報(bào)告。本研究結(jié)果可用于減少冷食貯藏過程中的病原體交叉污染現(xiàn)象。

介紹

       食源性疫情每年影響全球成千上萬(wàn)的消費(fèi)者。2012年，美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心（CDC，2014）報(bào)告了超過19，500例感染，4，600例住院治療和69例死亡。同樣，2011年，歐盟報(bào)告了5，500多起食源性疫情，造成7，000多例住院治療和93例死亡（EFSA-ECDC，2013年）。

       在美國(guó)，從1999年到2008年，大約47%的食源性暴發(fā)與肉類（牛肉、豬肉、家禽等）有關(guān)。其中超過75%歸因于產(chǎn)氣莢膜梭狀芽胞桿菌和沙門氏菌屬菌株（Batz，2013）。

       歐洲食品和飼料快速預(yù)警系統(tǒng)（RASFF）門戶網(wǎng)站報(bào)告稱，從2010年1月至2015年6月，在超過16，000份通知中，有1035份涉及肉類和肉制品（家禽除外），其中87份涉及單核細(xì)胞增多性李斯特菌的存在，其中68份與即食肉制品有關(guān)。很近，由“rullep?lse”（一種用作冷切肉的卷熟食香腸）引起的食源性暴發(fā)導(dǎo)致12人在李斯特菌檢測(cè)呈陽(yáng)性的30天內(nèi)死亡（SSI，2014;http://www.ssi.dk）。

       單核細(xì)胞增多性李斯特菌經(jīng)常從食品加工環(huán)境中分離出來（Chambel等人，2007年;迪·博納文圖拉等人，2008年;?？怂沟热?，2009）這種細(xì)菌由于其精神營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)而引起冷藏食品行業(yè)的關(guān)注（諾伍德和吉爾莫，2001）。超過95%的人類李斯特菌病主要是由于血清型1/2a，1/2b和4b（斯瓦米納坦和Gerner-Smidt，2007;斯卡蘭等人，2011）。血清型的差異，幾種毒力因子的發(fā)生以及侵襲性感染的長(zhǎng)潛伏期導(dǎo)致特定消費(fèi)者群體（如孕婦，新生兒和免疫功能低下患者）的高病死率（20-30%）（Rocourt等人，2003）。然而，當(dāng)食物中活的單核細(xì)胞增多性乳桿菌細(xì)胞的濃度較低時(shí)，通常認(rèn)為加工后污染和冷藏條件下生長(zhǎng)的現(xiàn)象足以引起人類李斯特菌病（Wang和Orsi，2013）。

       單核細(xì)胞增多性李斯特菌可以在塑料，聚丙烯，橡膠，不銹鋼和玻璃等食品接觸表面上迅速形成生物膜（Hood和Zotola，1997;席爾瓦等人，2008年）。生物膜的固有性質(zhì)阻礙了化學(xué)物質(zhì)的吸收，這使得單核細(xì)胞增多性李斯特菌不易受到清潔操作的影響（Stopforth等人，2002年），改善了食品加工場(chǎng)所內(nèi)菌株的持久性（Norwood和Gilmour，2001;韋勒等人，2013）。由于這些原因，關(guān)于食品微生物標(biāo)準(zhǔn)的委員會(huì)條例2073/（委員會(huì)條例（EC），2005）要求25克食品中必須不存在單核細(xì)胞增多性李斯特菌。

       正如Ngadi等人（2012）很近回顧的那樣，物理方法，化學(xué)防腐劑和生物保存能夠確保食品的微生物安全性，即使它們會(huì)導(dǎo)致食品的風(fēng)味，質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生不良變化。正在研究控制食源性病原體的新興技術(shù)，以在促進(jìn)健康的生物活性化合物和感官特性方面保持食品新鮮度。特別是，600 W微波處理能夠在12-15分鐘內(nèi)在人工準(zhǔn)備吃的法蘭克福牛肉中實(shí)現(xiàn)7對(duì)數(shù)的單核細(xì)胞增生性減少（Huang，2005）。相反，受控的射頻能量影響較差的單核細(xì)胞增多性李斯特菌接種在肉球中（Schlisselberg等人，2013）。同樣，脈沖電場(chǎng)的應(yīng)用導(dǎo)致食品中食源性失活率低，盡管它增加了對(duì)熱處理的微生物敏感性（Hermawan等人，2004;拉多等人，2004年）。高靜水壓力處理的應(yīng)用導(dǎo)致冷熏鮭魚中單核細(xì)胞增多性李斯特菌的弱失活（Lakshmanan和Dalgaard，2004），而當(dāng)它與乳鏈菌肽結(jié)合使用時(shí)，RTE腌制肉制品中的殺出效果增加（Hereu等人，2012）。

       臭氧 （O3）是一種強(qiáng)大的氧化劑，從臭氧發(fā)生器產(chǎn)生，具有高反應(yīng)性，穿透性和自發(fā)分解為無毒化合物（Miller等人，2013）。它具有強(qiáng)大的抗菌特性（Gurley，1985），并通過攻擊細(xì)胞膜與細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致膜中碳 - 碳雙鍵的裂解，導(dǎo)致細(xì)胞裂解和死亡。用氣態(tài)或水性臭氧處理被食源性病原體污染的肉類樣品通常會(huì)導(dǎo)致非常低的去污水平。在三種濃度和暴露時(shí)間下對(duì)三種不同的臭氧處理（氣態(tài)，水性和加濕性）的比較表明，氣態(tài)處理在減少單核細(xì)胞增多性李斯特菌擴(kuò)散到腌制火腿片上是很有效的（Julson等人，2001年）;在這種情況下，由于存在干擾性有機(jī)物，活細(xì)胞計(jì)數(shù)的減少可能再次受到限制。皮亞欽和沙竺葵（2011）報(bào)告說，引入高達(dá)1000毫克h-1將臭氧放入裝有人為污染的新鮮豬肉的氣密塑料袋中，在8°C下儲(chǔ)存15天內(nèi)無法減少李斯特菌的負(fù)荷。

       使用高臭氧濃度（154×10-6公斤 米-3）在三小時(shí)內(nèi)僅減少了在牛肉樣品中接種的非致病性大腸桿菌的1 log10周期（Coll Cárdenas等人，2011）。將被不同非致病性大腸桿菌菌株污染的天然豬腸衣暴露于臭氧化水（約7mg L）后，獲得了類似的低殺傷率-1; 本利等人，2008）。

       很近，2 × 106雞樣品上單核細(xì)胞增多性李斯特菌的CFU / g在33mg min的氣態(tài)臭氧處理9分鐘后失活-1在一個(gè)小的臭氧化室（約3.5升）;然而，在遭受如此嚴(yán)重的臭氧化后，沒有關(guān)于肉類質(zhì)量的結(jié)果報(bào)告（穆圖庫(kù)馬爾和穆圖查米，2013）。

       Güzel-Seydim等人（2004）的研究結(jié)果表明，當(dāng)暴露于臭氧化水短時(shí)間（10分鐘）時(shí)，高水平的蛋白質(zhì)或脂肪可以保護(hù)細(xì)菌孢子和營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。

       據(jù)報(bào)道，食源性病原體從惰性表面到食物的交叉污染是彌漫性的（Kusumaningrum等人，2003年;林等， 2006;威爾克斯等人，2006）。Lin等人（2006）證明，單核細(xì)胞增多性李斯特菌可以從受污染的切片機(jī)轉(zhuǎn)移到肉類上，病原體在未經(jīng)腌制的烤箱烤火雞上比在帶有防腐劑的薩拉米香腸或博洛尼亞上存活得更好。

       另一方面，Nicholas等人（2013）報(bào)告說，在對(duì)受污染的接觸表面進(jìn)行臭氧處理后，單核細(xì)胞增多性李斯特菌的活細(xì)胞負(fù)荷顯著減少。發(fā)現(xiàn)沉積在不銹鋼，花崗巖和聚丙烯試樣上的單個(gè)單株單株的活細(xì)胞負(fù)荷顯著降低至3.42平均對(duì)數(shù)CFU cm-2臭氧濃度為96.3毫克m-3（45 頁(yè)/分鐘）。然而，這種濃度值通常被認(rèn)為對(duì)人體健康有害，并可能導(dǎo)致肉類營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量不可接受的惡化（Coll Cárdenas等人，2011）。

       許多政府和私人機(jī)構(gòu)已經(jīng)考慮了人類長(zhǎng)期暴露于臭氧的影響。通常，臭氧暴露的閾值限制，計(jì)算為8 h天-1（一周 40 小時(shí)-1）平均暴露（TLV-TWA值）被認(rèn)為是0.1 ppm（0.2毫克米）-3).臭氧暴露和濃度的增加會(huì)導(dǎo)致頭痛，眼睛，鼻子，喉嚨和呼吸道刺激，肺損傷伴慢性呼吸道疾病，水腫和出血（OSHA，2012）。

       這項(xiàng)工作的目的是評(píng)估低濃度（與人類接觸相容）氣態(tài)臭氧對(duì)食源性病原體的抗菌功效，特別是單核細(xì)胞增多性李斯特菌，污染冷藏食品接觸表面。

       圖  連續(xù)氣態(tài)臭氧流的影響（3.21 mg m-3= 1.5 ppm）對(duì)單核細(xì)胞增多性李斯特菌LMG 23775的存活，重懸于肉提取物中并置于膨脹聚苯乙烯試樣上，在4°C下孵育6天。對(duì)于未經(jīng)處理或臭氧處理的樣品，條形表示具有不同大寫或小寫字母的均值（及其SD），分別表示與單向方差分析（P < 0.05）的顯著差異。富集過程后顯示活細(xì)胞的樣品用“+”表示。

結(jié)論

       這項(xiàng)工作表明，氣態(tài)臭氧處理可用于冷藏室，以根除污染食品接觸表面的單核細(xì)胞增多性李斯特菌活細(xì)胞，盡管殺傷效果顯示，在≥聚丙烯>不銹鋼>膨脹聚苯乙烯的鱗屑玻璃之后，消毒的難度越來越大。獨(dú)立于應(yīng)變特異性靈敏度，在 1.07 mg m 下連續(xù) 2 天臭氧流-3足以控制5-6對(duì)數(shù)CFU水平的污染（圖4）;盡管食品接觸表面的污染水平可能受到多種因素（菌株，生物膜形成，表面材料，清潔程序等）的影響，但它們對(duì)單核細(xì)胞增多性李斯特菌的人為污染從未顯示高于4-5對(duì)數(shù)CFU試樣的負(fù)荷-1 (馬夫等人，1990年;貝雷斯福德等人，2001年）。但是，在污染水平較高的情況下（8-9 對(duì)數(shù) CFU 優(yōu)惠券-1），并且在存在肉類來源的干擾有機(jī)物的情況下，通過將臭氧濃度提高到3.21mg m，實(shí)現(xiàn)了活的單核細(xì)胞增多性李斯特菌的完全根除-3并將冷處理延長(zhǎng)5天（圖）。

       基于這些結(jié)果，食品接觸表面的單核細(xì)胞增多性李斯特菌污染的正常水平，以及當(dāng)它們存在有機(jī)物時(shí)，可以通過在寒冷環(huán)境中應(yīng)用低濃度的氣態(tài)臭氧來控制。