从零售生鸡肉中分离的空肠弯曲杆菌菌株对与食品安全相关的应激条件的耐受性
原创 发布时间:2022-11-23 浏览次数: 46 来源: 肖铠姗

核心提示:空肠弯曲杆菌是一种对应激条件敏感的微嗜氧食源性病原体。然而,目前还不清楚这种应激敏感的病原体是如何在世界范围内引起大量的人类肠胃炎病例的。


  空肠弯曲杆菌是一种对应激条件敏感的微嗜氧食源性病原体。然而,目前还不清楚这种应激敏感的病原体是如何在世界范围内引起大量的人类肠胃炎病例的。在本研究中,作者检测了70株从零售鸡中分离的空肠弯曲杆菌在几种与食品安全相关的应激条件下的耐受性。与氧敏感(OS)空肠梭菌菌株相比,高耐氧(HAT)和耐氧(AT)空肠梭菌菌株对过氧乙酸、冷藏和冻融胁迫的耐受性更强。然而,空肠弯曲杆菌的耐热性和高渗透性水平与耐气性水平无相关性。空肠梭菌HAT和AT菌株过氧化氢酶和超氧化物歧化酶(SOD)活性明显高于OS菌株。与OS菌株相比,HAT和AT菌株对过氧化氢、过氧化氢异丙烯和甲二酮等氧化剂具有较高的耐受性。AT和HAT菌株主要属于多位点序列分型(MLST)克隆复合体(CC)-21.对过氧乙酸和冷藏的耐受性较好。本研究表明,氧化应激抗性是空肠弯曲杆菌耐氧能力差异的决定因素,空肠弯曲杆菌AT和HAT菌株对氧化剂和低温的耐受性高于OS菌株。

  零售鸡中的空肠弯曲杆菌对消毒剂抗性的研究

  由于鸡胴体在加工过程中常用消毒剂处理,本研究测定了70株空肠弯曲杆菌对家禽业常用消毒剂PAA的耐受性。

  图1 70株零售鸡中的空肠弯曲杆菌对过乙酸(PAA)的耐受性。

  PAA暴露显著降低空肠弯曲杆菌的CFU水平。与AT和HAT菌株(分别为2.1和2.5 log CFU/g)相比,OS菌株的降幅更显著(约3.7 log CFU/g)虽然大部分供试菌株对PAA表现出一定程度的耐受性,但结果表明,AT和HAT菌株对PAA的耐受性高于OS菌株。

  氧化应激防御通过解毒活性氧在空气耐受中发挥重要作用

  空肠弯曲杆菌AT和HAT菌株对有机过氧化物PAA具有高度抗性,所以推测空肠弯曲杆菌 AT和HAT菌株可能比OS菌株更能解毒ROS。为了验证这一假设,作者测定了两种重要的氧化应激防御酶——超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶的活性,这两种酶分别解毒超氧阴离子和H2O2.

  图2(a)OS、AT、HAT菌株SOD活性平均值(b)70株空肠弯曲杆菌过氧化氢酶活性

  从图可知,AT和HAT菌株的SOD活性显著高于OS菌株。通过测定空肠弯曲杆菌胞内H2O2水平测定过氧化氢酶活性,H2O2水平越低,过氧化氢酶活性越高。

  图2(c)和OS、AT、HAT菌株过氧化氢酶活性的平均值。(d)结果为单次重复三次实验的均值和标准差,实验重复三次。

  从图可知,空肠弯曲杆菌AT和HAT菌株积累的H2O2少于OS菌株,说明AT和HAT菌株的过氧化氢酶活性高于OS菌株。对70株空肠弯曲杆菌进行H2O2、过氧化异丙苯(CHP;有机过氧化物)和甲萘酮(MND;超氧化物)。

  图3 (a) OS、AT和HAT菌株在2mMH2O2的数量(c) OS、AT和HAT菌株在0.2mMMND的数量(e) OS、AT和HAT菌株在0.1mMCHP的数量

  尽管随菌株和氧化剂的不同而不同,但与AT和HAT菌株相比,OS菌株的活力降低显著。

  图3 (b) 70株空肠弯曲杆菌在甲萘酮(MND)的数量 (d) 70株空肠弯曲杆菌异丙苯过氧化氢(CHP)的数量 (f) 3个样品的单次实验中,样品存活率(CFU/ml)的均值和标准差均为0

  空肠弯曲杆菌

  在烹饪过程中,空肠弯曲杆菌会暴露在高温下。在制冷温度下,OS菌株表现出显著的CFU降低。

  图4 70株空肠弯曲杆菌对冷藏(a)、冷冻(b)和热(c)胁迫的耐受性

  从上图可知,4℃保存7天,空肠弯曲杆菌的HAT菌株、AT菌株和OS菌株的细菌数量分别减少了约4.9、5.1和7.4 CFU/ml(图4a)同样,空肠弯曲杆菌OS菌株对冻融胁迫的敏感性高于AT和HAT菌株。超过一半(约52%)的HAT和菌株在−20°C下存活7天;然而,7天后仅检测到2株OS(图4b)。与制冷和冻融耐受试验的结果不同,空气耐受水平与热耐受无关,因为在70°C暴露30秒后,只有一个HAT菌株和一个AT菌株存活(图4c)。结果表明,空肠弯曲杆菌对冷、热胁迫表现出不同程度的耐受性,AT和HAT两种品种的空肠弯曲杆菌对冷藏和冻融胁迫表现出较高的耐受性,而对热胁迫表现出较低的耐受性。

  对高渗胁迫的耐受性:

  高渗透胁迫是弯曲杆菌在食品保存和烹饪(如腌制)中的一种胁迫条件,在不同浓度的NaCl(1%、2%和4%)处理下,除1株菌株外,其余菌株均在1% NaCl处理下存活,约36%的HAT、48%的AT和40%的OS菌株在2% NaCl处理下存活,且CFU水平范围较宽。

  图5 70株空肠弯曲杆菌的渗透耐受性及其在渗透胁迫下的形态变化。(a)不同NaCl浓度(1、2、4%)对70株空肠弯曲杆菌活力的影响。(b)渗透胁迫下空肠弯曲杆菌的形态变化。

  从图可知,5株AT和HAT菌株在4% NaCl胁迫下均能存活,而OS菌株无一存活;但差异无统计学意义(图5a)。根据荧光显微镜分析的结果,空肠弯曲杆菌显示出异质形态,根据菌株的不同,呈螺旋杆状、拉长状和球虫细胞混合居群。

  四.文章结论:为了通过减少家禽胴体上的腐败和致病菌来保持食品质量,家禽业使用了各种干预方法,包括低温储存、腌制、改良大气气体包装和抗菌消毒剂这些方法都会使细菌产生应激性。尽管空肠弯曲杆菌渗透耐受的分子机制尚未被阐明,但有报道称,与嘌呤生物合成相关的调控基因如purF和apt的频繁自发变异与空肠弯曲杆菌对高渗透胁迫的反应有关。本研究表明,从零售生鸡肉中分离的空肠弯曲杆菌对几种可能影响其生存的胁迫条件具有耐受性,且耐空气性与空肠弯曲杆菌对PAA和冷藏、冷冻温度的耐受性显著相关。

  参考文献:Oh E, Andrews KJ, McMullen LM, Jeon B. Tolerance to stress conditions associated with food safety in Campylobacter jejuni strains isolated from retail raw chicken. Sci Rep. 2019 Aug 15;9(1):11915. doi: 10.1038/s41598-019-48373-0. PMID: 31417115; PMCID: PMC6695378.

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