噬菌体在食品安全控制中的研究进展

吕 阳1,尹 平1,Khairy Morsy MOHAMED2,高 磊1,袁 超3,周 洋4,邱 宁1,邹璐瑶1,李 志1,Abdelnabby HAZEM2,王小红1,李锦铨1,5,*

(1.华中农业大学食品科学技术学院,湖北 武汉 430070;2.本哈大学农学院食品科学系,埃及 本哈 11435;3.华中农业大学理学院,湖北 武汉 430070;4.华中农业大学水产学院,湖北 武汉 430070;5.农业微生物学国家重点实验室,湖北 武汉 430070)

摘 要:近年来,噬菌体在食品科学领域中的应用受到国内外研究学者的广泛关注。噬菌体的自身特性表明,其可作为一种杀菌/抑菌的生物制剂来控制食源性病原菌对食品的污染,是保障食品安全的理想工具。此外,基因工程技术的发展进一步促进了噬菌体及其产物的安全、高效使用及噬菌体产品的出现。本文就噬菌体在食品安全控制中的研究进展以及应用前景等方面进行综述。

关键词:噬菌体;食源性病原菌;食品安全控制;基因工程

食源性病原菌引起的食品安全问题是一个遍及全球的严重公共卫生问题,也一直都是食品科学研究的核心。尽管现代食品安全控制技术和食品加工技术已经发展到了相当的水平,但食品污染和食源性疾病在发达国家和发展中国家仍普遍存在,由病原菌引起的食品安全事件频频发生[1-3]。2014年意大利米兰发生了一起沙门氏菌感染爆发事件,事件中4 所小学至少47 人被感染,溯源技术显示这起事件是由于患者摄入受污染火腿而导致的肠炎沙门氏菌感染(Salmonella enterica)[4]。2015年美国多州爆发单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)疫情,患者因食用美国知名冰淇淋品牌“蓝钟”(Blue Bell)相关产品而感染上该菌[5],其生产商“蓝钟”乳制品公司有百余年历史,是全美销量第三的冰淇淋品牌,曾成为国际空间站甜品。2016年美国发生了沙门氏菌爆发事件,共8 个州卷入此次疫情中,这起事件与受沙门氏菌污染的黄瓜密切相关[6]。2012年中国爆发了嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)疫情,共发现疑似病例349 例,该疫情是由于清洗蔬菜用水受细菌污染所导致[7]。美国国立卫生研究所指出,人类细菌性感染约有65%是由生物被膜引起的[8-10]。因此,食源性病原菌生物被膜的形成对食品安全的威胁也是不容小觑的[11]。此外,生物被膜容易引起食品交叉污染,导致食品安全问题,产生疾病传播的隐患,给食品安全带来极大威胁[1-3]

噬菌体是一种特异感染细菌的病毒,普遍认为其对人类、动物和植物无害[12]。它们不仅在人类和动物医学中得到了广泛的应用,而且在各种农业环境中也应用广泛。从食品安全的角度来看,严格的裂解性噬菌体可能是最无害的天然抑菌物质之一,理应获得良好的发展。基因工程技术、全基因组测序技术和组合生物学的发展进一步促进了噬菌体及其产物在食品领域中的安全、高效使用。由于食源性病原菌逐渐成为世界性的公共卫生问题,噬菌体及其产物作为抑菌物质的研究及开发势必会成为将来的一个趋势和热点。因此,本文重点介绍噬菌体在食品安全控制中的相关研究进展,展示噬菌体在食品安全中良好的应用前景。

1 抗生素的可替代品——噬菌体

噬菌体在发现早期就被作为一种治疗细菌感染的药物进行研究,但是由于当时对噬菌体基本生物学知识缺乏认识,加之实验技术条件有限,以及噬菌体制剂的工艺、质量较差等原因,噬菌体疗法一度被抑菌活性强且具有广谱性的抗生素所取代[13-15]。随着抗生素疗法的不断发展,噬菌体疗法逐渐在西方退出了历史舞台,只有东欧一些国家坚持和发展噬菌体疗法[16-17]

近年来,抗生素滥用导致的超级细菌出现和食品中药物残留问题引起世界关注,多国政府也颁发了相应的法律法规或措施,推进“无抗(生素)进程”。1986年,瑞典宣布全面禁止抗生素用于饲料添加剂,以安抚消费者对肉品药物残留和耐药性这一问题产生的恐惧心理;2014年,奥巴马政府批准减少抗生素的相关研究经费;加利福尼亚州州长Jerry Brown在2015年10月10日签署并通过了全美最为严格的限制畜禽中抗生素使用的法案,禁止常规性地使用抗生素来防控疾病或促进动物生长;我国国务院食品安全委员会办公室、工业和信息化部、农业部、国家卫生和计划生育委员会和食品药品监督管理总局于2016年7月27日联合制定发布了《畜禽水产品抗生素、禁用化合物及兽药残留超标专项整治行动方案》。因此,噬菌体在医学和食品领域的应用重新受到国内外学者的关注,成为当前的研究热点之一[18]。相继有一些噬菌体制剂产品在食品加工及保鲜、动物生产、水质净化以及人类临床中得到应用,由此可见,噬菌体的发展前景非常广阔[12]

细菌噬菌体通常称为噬菌体,由英国细菌学家Frederick W. Twort和加拿大法裔微生物学专家Félix d’Herelle于1915年和1917年先后各自发现[19]。由于其具有拮抗、裂解细菌的特性,Félix d’Herelle将它命名为噬菌体。目前已用电子显微镜观察到的噬菌体有5 500多种[20]:绝大多数(96%)是有尾型噬菌体,它们又可以分为3 个科:肌尾噬菌体科(Myoviridae)、长尾噬菌体科(Siphoviridae)和短尾噬菌体科(Podoviridae);少数(3.7%)为多面体型和丝状噬菌体[21]。噬菌体的生长繁殖一般分为5 个阶段,即吸附、侵入、增殖、装配和裂解。根据噬菌体与宿主菌的关系,可分为烈性噬菌体和温和噬菌体两类:烈性噬菌体侵入宿主,完成其子代噬菌体的复制、组装,使宿主细胞细胞壁降解,子代噬菌体颗粒释放,再进行下一步的感染;温和噬菌体入侵其宿主后将基因组整合到宿主染色体上,与染色体同步复制继而传递给子代,但当宿主菌受到紫外线或丝裂霉素诱导时,整合的基因组又可脱离染色体,转变为烈性噬菌体[22]

2 噬菌体在食品领域中的应用

目前噬菌体在食品领域中的应用主要有:1)在采前生产中应用,以达到从源头上减少和消除活体动植物中食源性病原菌的污染或定植的效果;2)在食品加工过程中对食品接触面和生产设备进行消毒;3)在最终产品贮存和销售期间防止食品交叉污染[12]

2.1 噬菌体在采前生产中的应用

Bueno等[23]用phages phi-IPLA35和phi-IPLA88(1∶1,m/m)噬菌体混合液(106PFU/mL)处理被金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(大约106CFU/mL)污染的生产原料牛奶。在新鲜奶酪中,奶酪凝固3 h后发现金黄色葡萄球菌数量从6.25(lg(CFU/g))下降到3.38(lg(CFU/g)),降低了46%。6 h后食品的染菌量迅速降低至直接检测法的检测灵敏度以下(小于10 CFU/g)。直至奶酪凝结过程结束,金黄色葡萄球菌都未被检出,而且在贮藏过程中也未受到金黄色葡萄球菌的二次污染。在硬质成熟奶酪中,金黄色葡萄球菌数量相比对照组下降4.64(lg(CFU/g)),在奶酪成型后,仅有1.24(lg(CFU/g))的金黄色葡萄球菌被检测出来,而对照组则含有6.73(lg(CFU/g))的金黄色葡萄球菌,染菌量降低了约82%。发酵过程中所需的有益微生物并不受噬菌体的影响,因此奶酪保持了预期的理化性质。以上研究表明,噬菌体在乳制品中应用广泛,也可以代替抗生素及消毒剂,特异性控制原料乳及乳制品生产过程中产生的食原性病原菌,提高乳制品质量。

蔡天舒等[24]筛选分离噬菌体qdsa001,以金黄色葡萄球菌作为宿主菌进行噬菌体性能实验:初始菌量为105CFU/mL,6 h后实验组金黄色葡萄球菌的数量降到3.5(lg(CFU/mL))左右,12 h后降低至检测限以下;而对照组数量呈先上升后稳定趋势。当初始菌量为102CFU/mL时,12 h后对照组染菌量增至107CFU/mL,而实验组降到检测限以下。由此可见,噬菌体qdsa001对牛奶中的金黄色葡萄球菌具有明显的抑制效果。

2.2 噬菌体在食品加工过程中的应用

噬菌体在玻璃/不锈钢等食品接触面上均有应用。Woolston等[25]研究了使用6 株裂解性噬菌体(SPT-1、STML-198、SSE-121、SBA-1781、SKML-39、STML-13-1)的组合产品SalmoFresh对消除玻璃和不锈钢表面的沙门氏菌的效果。将SalmoFresh(感染复数(multiplicity of infection,MOI)=10)滴加到含有沙门氏菌的玻璃/不锈钢表面,室温下放置5 min,结果表明SalmoFresh明显的减少了不锈钢和玻璃表面的S. kentucky和Brandenburg等沙门氏菌,但是却无法减少乙型副伤寒(S. paratyphi B)沙门氏菌。然而在新型噬菌体鸡尾酒SalmoLyseTM中,通过两株新的能裂解乙型副伤寒菌株的噬菌体(SEML-239-1、SNN-398)取代两株对乙型副伤寒菌株的不敏感株(SKML-39、STML-31-1)后,能够显著减少玻璃/不锈钢表面的乙型副伤寒沙门氏菌的污染。以上数据说明噬菌体或混合噬菌体(鸡尾酒法)在不同材质的食品接触面上能够有效抑菌/杀菌,可以满足不同食品加工设备和加工环境的消毒需求。

Yeh等[26]研究噬菌体对红肉和家禽中的沙门氏菌污染的影响。用S16和F01a噬菌体混合液处理牛肉和猪肉时发现,当噬菌体总数达到108PFU/mL时,沙门氏菌菌量可减少0.8~1.0(lg(CFU/g))。而在鸡肉的实验中,107PFU/mL的噬菌体液可减少0.7(lg(CFU/g))的沙门氏菌,108PFU/mL的噬菌体液可减少0.9(lg(CFU/g))的菌量。由此可见,噬菌体在食品安全领域中还可以用于控制红肉和家禽中沙门氏菌的污染,同时,噬菌体S16和F01a可以减少在加工温度下的所有肉类基质中沙门氏菌的污染。

Hungaro等[27]比较了噬菌体和普通的化学抑菌制剂对冷藏鸡肉鸡皮中肠炎沙门氏菌的抑菌效果,并从鸡的粪便中分离得到5 个广谱的噬菌体。当在鸡肉表面接种105CFU/mL的肠炎沙门氏菌时,分别添加噬菌体109PFU/mL(MOI=10 000)和化学抑菌制剂,两者表现出同样的抑菌效果,沙门氏菌菌量都减少了1(lg(CFU/cm2))。这项研究证明,噬菌体能够在短时间内降低冷藏鸡肉鸡皮中的肠炎沙门氏菌数量,并且在25 ℃和37 ℃条件下,噬菌体的MOI值为10时具有更为良好的抑菌效果。这些数据表明,在加工过程中,噬菌体可以替代普通的化学抑菌制剂,更为安全、无残留地减少肠炎沙门氏菌对家禽的污染。

2.3 噬菌体在最终产品贮存和销售期间的应用

Sharma等[28]使用3 种噬菌体混合液EPC-100对鲜切生菜和哈密瓜中的大肠杆菌O157∶H7进行抑菌实验。人工在生菜叶上接种3.76 (lg(CFU/cm2))的大肠杆菌O157∶H7后,向生菜叶喷涂噬菌体ECP-100至7.98(lg(PFU/cm2)),并在4 ℃条件下保存2 d。结果表明噬菌体EPC-100能够明显降低大肠杆菌O157∶H7的菌量,与对照组相比菌量降低了约74%。这些研究结果对鲜切生菜等的采后加工技术具有重要的实际意义。将4.55(lg(CFU/mL))的大肠杆菌O157∶H7加入到鲜切哈密瓜片中,滴加6.69(lg(CFU/mL))EPC-100,在4 ℃或20 ℃条件下保存7 d。结果发现:用噬菌体ECP-100处理的含有大肠杆菌O157∶H7的鲜切哈密瓜在4 ℃贮藏时的0、2、5、7 d中菌量明显降低,且在第7天时,与对照组相比菌量减少了约72%;而在20 ℃下用噬菌体ECP-100处理的含有大肠杆菌O157∶H7的鲜切哈密瓜与对照组相比只在第5天菌量会有所下降,与对照组相比菌量减少了约16%。结果表明,噬菌体在4 ℃对鲜切哈密瓜的抑菌效果明显高于20 ℃,同时也证明喷涂噬菌体的效果比滴加噬菌体的效果显著。该项研究也是第一个显示出噬菌体在生菜和哈密瓜上能有效减少大肠杆菌污染的应用研究。

李锦铨等[29]使用两种噬菌体LPSE1和LPST10分别对生菜样品中的肠炎沙门氏菌ATCC13076、鼠伤寒沙门氏菌ATCC14028进行抑菌实验。人工在生菜叶上分别接种105CFU/mL ATCC13076和ATCC14028后,滴加对应噬菌体于生菜叶样本上进行杀菌实验。实验结果表明:对于噬菌体LPSE1,在MOI值分别为1和10时,作用3~5 h后,菌量逐渐减少;在MOI=100条件下,菌量在短时间内减少0.61(lg(CFU/cm2));对于噬菌体LPST10,在MOI分别为1和10时,噬菌体与鼠伤寒沙门氏菌ATCC14028作用3~5 h时菌量减少较为明显;在MOI=100条件下,约5 min后菌量减少0.3(lg(CFU/cm2)),并且随着作用时间的延长,减少量不断上升。综上所述,噬菌体对鲜切生菜表面的食源性病原菌的抑制作用随时间延长而更加显著。

Leverentz等[30]使用噬菌体混合液LMP-102对哈蜜瓜样本中的李斯特菌进行抑菌实验。将噬菌体混合液LMP-102滴加到被李斯特菌污染的鲜切哈密瓜片样本中,并在10 ℃下保存7 d。结果发现,噬菌体应用在被李斯特菌污染的样本0~2 h内效果显著,且在2 d内菌量只有0~1(lg(CFU/sample))。这表明在生产中可及时使用噬菌体作为抑菌物质抑制病原菌的生长,防止果蔬在加工过程中受到病原菌污染。当用108PFU/mL(MOI=1 000)噬菌体处理李斯特菌时,在0~2 d内,李斯特菌菌量为0。在第5天时,与对照组相比菌量减少了92%,第7天与对照组相比菌量减少了72%。结果表明噬菌体对水果表面李斯特菌的生长有抑制作用,并且随着噬菌体浓度增大抑菌效果更加明显。综上所述,噬菌体对鲜切哈密瓜表面的食源性病原菌具有显著的抑制作用。

Galarce等[31]用5 种针对沙门氏菌的噬菌体混合液处理生三文鱼片和熏制三文鱼片,得到以下结果:相比于对照组,18 ℃时生鱼片的沙门氏菌数量在第3、6、10天分别有0.75、2.57、3.19(lg(CFU/g))的减少,而在冷藏温度(4 ℃)下分别减少3.12、2.83、2.82(lg(CFU/g))。对于熏制鱼片:在18 ℃的存放条件下,同样在第3、6、10天检测发现沙门氏菌,相比对照分别有1.69、1.02、1.96(lg(CFU/g))的减少;4 ℃下减少量依次为0.50、0.35、1.16(lg(CFU/g))。该项结果显示了噬菌体对这两种存放温度下生三文鱼和熏制三文鱼上的沙门氏菌均有抑制作用,可作为生物防控的方法。

3 基因工程技术促进噬菌体在食品安全中的应用

近年来,改造噬菌体的基因工程技术已趋于成熟,一方面可通过基因工程技术表达噬菌体裂解酶以防止噬菌体的其他副作用,甚至进一步表达嵌合酶以增强裂解能力和裂解谱;另一方面可以通过基因工程方法拓宽天然噬菌体的宿主谱或增强其裂解能力。

3.1 体外克隆表达技术

为了避免噬菌体带来的副作用或安全性问题,在医学上已有研究通过体外表达技术直接表达金黄色葡萄球菌裂解酶LysK用于消除生物被膜。基于对裂解酶LysK的充分认识,有学者进一步研究了体外表达LysK的截短片段CHAPk(裂解酶结构域),该片段比原来更小,但依然能够高效降解生物被膜[32]。杨曦等[33]为研究大肠杆菌O157Stx噬菌体编码的裂解酶(内溶素)对肠出血性大肠杆菌的抑菌作用,克隆表达了大肠杆菌O157Stx噬菌体裂解酶,并检测其裂解作用和裂菌谱。体外裂解活性实验证实了纯化的噬菌体裂解酶LysEC1对肠出血性大肠杆菌菌株具有很好的裂解作用,这为新型噬菌体抑菌生物制剂的研发提供了方向。

3.2 组合生物学思路定向改造裂解酶

Ply187和phiNM3是两个不同来源的金黄色葡萄球菌噬菌体裂解酶。研究发现:裂解酶Ply187的催化结构域(Pc)具有较高的催化活性,然而其细胞壁结合结构域的特异性并不理想,影响了其安全使用;裂解酶phiNM3具有特异性极高的细胞壁结合结构域(non-SH3b CBD)。Yang Hang等[34]直接在体外合成了编码Pc和non-SH3b CBD的DNA融合片段,并在大肠杆菌中表达了该融合蛋白,将其命名为裂解酶ClyH。该新型裂解酶具有特异性强和催化活性高的特点,在体内外实验中都具有很好的杀菌活性,而且对于不同时期形成的生物被膜也具有破坏作用[35]

3.3 组合生物学的思路定向改造噬菌体

T7噬菌体是大肠杆菌特异性噬菌体,且基因组信息和遗传背景清晰,但是该噬菌体有两个局限性:一方面不能侵染带有F质粒的大肠杆菌;另一方面消除生物被膜的能力有限。研究者在T7噬菌体基因组中加入了T3噬菌体的基因1.2(噬菌体复制相关)和dspB(生物被膜裂解酶基因)[35],发现组合的新噬菌体T7DspB不仅能够感染带有F质粒的大肠杆菌菌株(TG1),而且能够显著消除其生物被膜。研究者认为这项研究借助合成生物学的思维,拓宽了噬菌体的宿主谱,提高了噬菌体的生物被膜消除能力,这是酶和噬菌体共同对抗生物被膜的“双管齐下”攻击策略[36]

综上所述,近年来基因工程和基因组测序技术的发展,更进一步保障了噬菌体应用的安全性,促进了噬菌体的安全应用。

4 噬菌体在食品领域应用的商业化案例和发展潜力

Perera等[37]评估了利用李斯特菌噬菌体的混合物Listshield消除生菜、奶酪、三文鱼等食品中的单增李斯特菌的效果,发现其对某些样品中的细菌消除效果达到100%,最少可以消除82%以上的细菌。在用噬菌体处理产品后,产品的感官品质(色、香、味)完全不受影响。2006年,Listshield(美国Intralytix公司)获美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准,通过GRAS(generally recognized as safe)认证,可应用于即食性肉制品和禽肉制品中,成为首例应用于食品安全领域的噬菌体产品;2008年,通过美国环境保护局(Environmental Protection Agency,EPA)认证,该产品可用于食品加工设施的清洁;2015年通过GRAS认证,其可应用范围扩大至鱼类和贝类及其产品、果蔬及相关产品和乳制品[38]

Oliveira等[39]评价了噬菌体Listex P100对甜瓜、梨和苹果等鲜切水果及果汁中单增李斯特菌污染的清除效果,发现该噬菌体对甜瓜、梨及其产品具有较好的效果。也有学者分别评价了商业化消毒剂Suma Tab D4(二氯异氰尿酸钠,荷兰Diversey公司)、Suma Bac D10(季铵化合物,荷兰Diversey公司)和Listex P100对污染了单增李斯特菌的钢铁材料(模拟食品接触面)的杀菌效果,发现对于表面凹槽不深的钢铁材料,Listex P100较两种商业化消毒剂具有更好的消除效果[40]。2006年Listex P100(荷兰Micreos Food Safety公司)获得FDA批准;2007年获得美国农业部有机认证(美国最高级别的有机认证);随后分别被荷兰卫生部(2010年)、欧洲食品安全局(2011年)、加拿大卫生部(2011年)、澳大利亚新西兰标准局(2012年)、巴西卫生部(2012年)等批准使用[41]

2013年,SalmoFresh(美国Intralytix公司)和Salmonelex(荷兰Micreos Food Safety公司)分别获得FDA批准:SalmoFresh可应用于禽类产品;Salmonelex可应用于肉类和禽类产品[42]。以上结果显示了人类在利用噬菌体控制沙门氏菌污染中已取得的阶段性成果,预示噬菌体制品将在控制沙门氏菌污染中发挥重要作用。

据不完全统计,全球目前有28 家生产噬菌体相关产品的公司,其中美国有9 家,英国有7 家,澳大利亚和格鲁吉亚各2 家,荷兰、以色列、爱尔兰、德国、韩国、加拿大、葡萄牙和俄罗斯各1 家。产品经美国FDA批准使用的噬菌体及相关产品生产公司至少有以下5 家:美国Intralytix公司、荷兰Micreos Food Safety公司、美国Elanco Food Solutions公司、美国OmniLytics(AgriPhi)公司和韩国Cheil Jedang公司。然而,据笔者所知,我国目前既没有具有知识产权的噬菌体相关产品生产公司,也没有获批使用的产品。

尽管我国目前还没有获批的噬菌体产品/生物制剂,但我国学者在运用噬菌体控制食品安全问题中取得了一定成绩:蔡天舒等[24]分离到了一株金黄色葡萄球菌噬菌体qdsa001,并证明该噬菌体对牛奶中的金黄色葡萄球菌有良好的抑制作用;李锦铨等[29]筛选到了多株沙门氏菌噬菌体,并对其中裂解能力最好的两株噬菌体LPSE1和LPST10进行了应用研究,发现两种噬菌体及其混合物在3 种不同类型食品(牛奶、火腿和生菜)中均具有较好的杀菌效果,并且不影响食品的感官品质。此外,还有研究者分析评估了噬菌体和不同消毒剂对生鲜蔬菜的消毒效果,同时证明了噬菌体和消毒剂联合使用的方法有利于提高消毒剂对大肠杆菌的抑制作用[43]

5 结 语

随着近年来世界范围内的食品安全恶性事件屡屡发生,食品污染与食源性疾病构成了一个巨大且不断扩大的世界性公共卫生问题,生产者、监管机构和消费者对食品微生物的安全性越来越关注。传统的杀菌技术可有效杀死微生物或钝化酶类,保证食品在微生物方面的安全,但其能耗大,所需的高温易破坏食品的色泽、风味、质构和营养成分[44-45]。化学消毒剂可对加工器械表面或者周围环境进行灭菌消毒,虽然作用效果明显,但化学消毒剂会腐蚀器械、使病原菌产生耐药性、易受温度、pH值的影响,而且会对环境和人体健康产生危害。天然植物精油作为新型的抑菌物质,对日常生产生活中的致病菌有很好的抑制作用,然而由于精油具有较大的气味,会对食品本身的风味及感官品质产生影响。因此,追求更加高效、低毒的天然抑菌物质成为了食品科学研究的热点之一[46]。目前的研究表明,噬菌体不会对食品的风味造成影响。因此,噬菌体及其裂解酶不仅能够更有效、安全地抑菌,而且不会使食品的外观形态发生改变,能更好地保持食品的营养以及风味。

目前,噬菌体已经可以从各种食物中分离出来,如磨碎的牛肉、猪肉、鸡肉和其他肉制品、冷冻的蟹肉、发酵乳制品如奶酪和酸奶以及莴苣和蘑菇等[47]。因此,噬菌体可以被认为是食品的天然微生物群落的一部分。同时,有医学实验证明噬菌体对微生物菌群和机体正常菌群没有影响。Sarker等[48]在对大肠杆菌噬菌体口服应用的安全性实验中发现,在患病儿童中应用口服噬菌体与安慰剂治疗(等效实验),对两者进行比较,噬菌体不会改变粪便微生物群的组成,并且通过对粪便中细菌的16S rRNA基因测序评估发现大肠杆菌噬菌体不会影响肠道微生物菌群的组成。

噬菌体在食品安全的应用方面较为宽广:在肉及肉制品、乳制品、果蔬上都有可观的应用价值;在食品机械表面的应用有利于处理由于生产过程操作不当导致的致病菌污染问题。对于近年来全球频发的食源性致病菌安全事故,噬菌体的使用可以缓解或解决这一问题,从而有效保障食品的安全和质量。

综上所述,噬菌体抑菌是一种高效、快速、发展前景广阔的食品安全生物防控手段,具有安全高效、特异性强、自我增殖快、筛选周期短以及不影响食品感官品质等优点,不论是在研究领域还是在应用领域,利用噬菌体控制食品中的病原菌均具有广阔的发展前景。与此同时,基因工程技术的逐步成熟使噬菌体的研究得到进一步的发展,也解决了噬菌体可能带来的安全隐患问题。国外噬菌体生物制剂的商业化发展以及我国近年来对噬菌体研究的成果表明,我们应更加乐观地顺应噬菌体的研究及应用发展的趋势,进一步研究并促进噬菌体作为抑菌物质在食品安全领域中的应用。

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Progress and Future Prospects of Bacteriophage in Food Safety Control

LÜ Yang1, YIN Ping1, Khairy Morsy MOHAMED2, GAO Lei1, YUAN Chao3, ZHOU Yang4, QIU Ning1, ZOU Luyao1,LI Zhi1, Abdelnabby HAZEM2, WANG Xiaohong1, LI Jinquan1,5,*
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China;2. Department of Food Technology, Faculty of Agriculture, Benha University, Benha 11435, Egypt;3. College of Science, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 4. College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 5. State Key Laboratory of Agricultural Microbiology, Wuhan 430070, China)

Abstract:In recent years, the applications of bacteriophage in the field of food science have attracted widespread research attention. Due to its own properties bacteriophage can be used as a bactericidal/bacteriostatic agent to control the contamination of foodstuffs by foodborne pathogens and is an ideal tool for food safety. In addition, the development of genetic engineering technology has promoted the efficient and safe applications of bacteriophage and its products, besides the emergence of phage-based products. This review summarizes the recent progress and future prospects of bacteriophage in food safety control.

Keywords:bacteriophage; foodborne pathogens; food safety control; genetic engineering

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201815035

收稿日期:2017-05-04

基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(31502080);国家级大学生创新创业训练计划项目(201610504067;201710504081);大学生科技创新基金项目(2017304)

第一作者简介:吕阳(1997—),女,本科生,研究方向为食品质量与安全。E-mail:940017303@qq.com

*通信作者简介:李锦铨(1986—),男,副教授,博士,研究方向为食品安全。E-mail:lijinquan@mail.hzau.edu.cn

中图分类号:TS252.1

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2018)15-0240-07

引文格式:

吕阳, 尹平, MOHAMED K M, 等. 噬菌体在食品安全控制中的研究进展[J]. 食品科学, 2018, 39(15): 240-246.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201815035. http://www.spkx.net.cn

LÜ Yang, YIN Ping, MOHAMED K M, et al. Progress and future prospects of bacteriophage in food safety control[J]. Food Science,2018, 39(15): 240-246. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201815035. http://www.spkx.net.cn