肉類食品生物膜的形成機(jī)制及預(yù)防措施

孫孟嬌，王穩(wěn)航*

（1 天津科技大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院 天津300457 2 天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 天津300457）

肉和肉制品營養(yǎng)豐富，含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)以及一些微量元素。是人體良好的蛋白質(zhì)、必需氨基酸的營養(yǎng)來源[1]，同時也為微生物的生長提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。在肉類食品加工及貯藏過程中，通常會因加工環(huán)境及設(shè)備污染物污染，加工操作不當(dāng)，包裝容器和材料污染及貯藏條件的改變而引起細(xì)菌污染，細(xì)菌能夠在肉制品表面形成生物膜，使肉類食品腐敗變質(zhì)。生物膜是1 種或多種細(xì)菌不可逆地附著在肉制品表面上，形成的具有三維結(jié)構(gòu)的細(xì)菌膜樣物的微生物群落。生物膜形成的動力學(xué)過程，主要包括初始可逆粘附、不可逆粘附、形成、成熟和分散等[2]。最近，關(guān)于肉類食品中的微生物生物膜引起研究者的廣泛關(guān)注。肉類食品中的細(xì)菌可分為致病性細(xì)菌和腐敗性細(xì)菌，在肉及肉制品表面形成生物膜的細(xì)菌種類也存在差異，在冷鮮肉中存在的病原性細(xì)菌主要是大腸桿菌，腐敗性細(xì)菌主要是假單胞菌、不動桿菌等；在熟肉制品中存在的病原性細(xì)菌主要是芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等，腐敗性細(xì)菌主要是變形桿菌以及一些其它的微桿菌。目前，許多學(xué)者對細(xì)菌生物膜機(jī)制、影響因素，以及對殺菌劑的耐受性、生物和化學(xué)方法對生物膜抑制作用等進(jìn)行深入研究，為肉類食品工業(yè)中新型生物膜控制策略的研究提供了借鑒[3-5]。針對以上研究現(xiàn)狀，本文主要介紹肉類食品生物膜的發(fā)現(xiàn)、形成機(jī)制，致病菌和腐敗菌的成膜特點，以及新型的生物膜抑制途徑，總結(jié)近5年國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，以期為肉類食品生物膜的有效防治提供理論與應(yīng)用支持。

1 生物膜的發(fā)現(xiàn)及定義

Costerton 等[6]基于對呼吸系統(tǒng)氣管感染的細(xì)菌群體所引發(fā)相關(guān)性肺炎的研究結(jié)果，首先提出了“Biofilm”（細(xì)菌生物膜或微生物生物膜）這一專用名詞，得到了國際學(xué)術(shù)界的認(rèn)同，從此推動了細(xì)菌生物膜成為國內(nèi)外研究熱點。生物膜通常被定義為細(xì)菌附著于肉制品表面，建立的具有三維結(jié)構(gòu)的微生物群落，它由多種微生物組成，原核細(xì)胞和真核細(xì)胞嵌入由微生物群落組成的胞外基質(zhì)（Extracellular polymeric substance，EPS）中[7]。EPS主要由多糖、蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)構(gòu)成，它們能維持生物膜的機(jī)械穩(wěn)定性，介導(dǎo)其與表面的粘附，并形成粘合的三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，使其互連并瞬時固定生物膜細(xì)胞。各種細(xì)菌胞外基質(zhì)組成成分差異明顯。當(dāng)多個粘附的細(xì)菌聚合成菌落基質(zhì)后，群體感應(yīng)系統(tǒng)（Quorum sensing，QS）開始啟動，產(chǎn)生大量胞外基質(zhì)，與細(xì)菌黏結(jié)形成微生物菌落。群體感應(yīng)是細(xì)菌進(jìn)行種內(nèi)或種間信息交流的一種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，能夠調(diào)控細(xì)菌的各種生理生化功能。包括生物膜的形成以及毒力因子的產(chǎn)生等[8]。生物膜中水分含量可達(dá)97%，此外還含有細(xì)菌分泌的大分子多聚物、吸附的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物及細(xì)菌裂解產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)、多糖、DNA、RNA 和肽聚糖等[9]。對于微生物細(xì)胞來說，生物膜是一個庇護(hù)所，它可以改善惡劣環(huán)境和環(huán)境波動對微生物造成的影響，如各種殺菌方式、pH 值或氧氣變化、抗菌劑的存在以及宿主對生物膜的反應(yīng)等。

2 生物膜的形成機(jī)制

生物膜由復(fù)雜的細(xì)菌群落組成，大多數(shù)細(xì)菌不可逆地附著在肉制品表面。生物膜的形成是一個層遞、動態(tài)的過程，各種不同的物理、化學(xué)、遺傳、生物作用都參與生物膜的最終成熟。自然界中絕大多數(shù)細(xì)菌都是以生物膜形式存在的，只有極少數(shù)細(xì)菌以浮游形式存在。

肉制品表面的細(xì)菌生長和生物膜形成可以分為5 步：可逆粘附階段、不可逆粘附階段、早期生物膜形成階段、生物膜成熟階段和生物膜分散階段[10]。

2.1 可逆粘附階段

生物膜形成始于浮游細(xì)菌附著于肉制品表面，通過范德華力、疏水相互作用和靜電力在細(xì)菌和肉制品表面之間進(jìn)行可逆粘附。細(xì)菌通過其表面附屬物（如鞭毛、菌毛和細(xì)胞外聚合物等）可逆地粘附在肉制品表面[11]。

2.2 產(chǎn)生群體感應(yīng)系統(tǒng)和EPS，進(jìn)入不可逆粘附階段

隨著微生物細(xì)胞的繁殖，產(chǎn)生以多糖和蛋白質(zhì)為主要成分的EPS，EPS 使生物膜更牢固地附著，并以不可逆的方式固定在肉制品表面。

2.3 早期生物膜形成階段

細(xì)菌細(xì)胞緊密生長，開始向周圍環(huán)境分泌聚合物基質(zhì)，并進(jìn)一步變成離散的細(xì)胞群體，形成早期生物膜。

2.4 生物膜成熟階段

小菌落聚集成大菌落，形成完全成熟的生物膜結(jié)構(gòu)。

2.5 生物膜脫落分散階段

成熟的生物膜細(xì)胞脫落分散成浮游細(xì)胞或形成新的生物膜。

生物膜的實際形成機(jī)制尚不明確，未來幾年依舊是科學(xué)研究的熱點問題，然而生物膜的組成及其作用機(jī)制與微生物的抗性和毒力密切相關(guān)[10]。

圖1 生物膜的形成過程[5]Fig.1 Process of biofilm formation[5]

3 肉類食品加工及貯藏過程中的生物膜形成

近年來，細(xì)菌生物膜引起了食品界的廣泛關(guān)注。據(jù)估計，80%的微生物感染與生物膜有關(guān)[12]，微生物能夠在許多食品工業(yè)領(lǐng)域形成生物膜，如肉制品加工、乳制品加工、新鮮農(nóng)產(chǎn)品加工、家禽加工和釀造業(yè)等。尤其是肉類食品，由于生產(chǎn)鏈條長，環(huán)節(jié)多，不能完全封閉式、自動化生產(chǎn)，更加重了微生物污染的可能，導(dǎo)致嚴(yán)重的衛(wèi)生問題以及由于食物腐敗導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。

肉類食品中的主要病原性細(xì)菌包括沙門氏菌屬、單核細(xì)胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、出血性大腸桿菌O157：H7 和嗜熱性空腸彎曲桿菌等[13]；主要腐敗菌包括乳酸桿菌、假單胞菌、不動桿菌、熱殺索絲菌、莫拉氏菌、明串珠菌和變形桿菌等[14]。在冷鮮肉中所存在的病原性細(xì)菌主要是大腸桿菌，腐敗性細(xì)菌主要是假單胞菌、不動桿菌等[15]；在熟肉制品中存在的病原性細(xì)菌主要是芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等，腐敗性細(xì)菌主要是變形桿菌以及一些其它的微桿菌。不同肉類食品中存在的細(xì)菌種類如表1所示。

表1 不同肉類食品污染的細(xì)菌種類Table 1 The bacterial species in different meat and meat products

3.1 病原性細(xì)菌

3.1.1 沙門氏菌 沙門氏菌（Salmonella.spp）是革蘭氏陰性棒狀桿菌，在肉類、家禽和蛋制品等動物源性食品中最為常見，約占50%～75%。沙門氏菌具有附著、定植以及在各種食品和食品接觸面上形成生物膜的能力，從而有助于增強(qiáng)其在宿主和非宿主環(huán)境中的抗性和持久性[38]?，F(xiàn)在人們普遍認(rèn)為，像沙門氏菌這樣的食源性病原體可能主要以生物膜的形式，在固體表面生長，它們大多數(shù)的生長環(huán)境是在自然環(huán)境和食品工業(yè)環(huán)境中，而不是浮游環(huán)境[39]。沙門氏菌等食源性病原體的生物膜廣泛存在于各種食品加工場所，包括魚類加工、家禽、乳制品和即食食品等。形成的生物膜很可能造成持久性的污染，破壞食品安全，危害人類健康[40]。闡明調(diào)節(jié)腸道沙門氏菌生物膜形成過程的環(huán)境信號網(wǎng)絡(luò)已成為近幾年的研究熱點[38]。沙門氏菌形成的生物膜可以抵抗環(huán)境壓力和殺菌劑等，在食品工業(yè)中很難清除，目前有關(guān)沙門氏菌生物膜的控制主要集中在一些存在于標(biāo)準(zhǔn)實驗室生長條件下的沙門氏菌生物膜，有關(guān)在肉類加工環(huán)境中去除生長在肉類食品中的沙門氏菌生物膜的研究較少[41]。因此需要研究新型、高效的方法來抑制肉類食品中沙門氏菌生物膜的形成。

3.1.2 單核細(xì)胞增生李斯特菌 單核細(xì)胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）能夠引起李斯特菌病，這是一種能威脅孕婦、新生兒、老年人等免疫功能低下者生命的疾病[42]。單核增生李斯特菌在自然界中廣泛分布且能夠在低溫下存活，在4℃條件下3 h 內(nèi)便可附著在肉制品表面，24 h 后能夠形成稀疏集群的生物膜。研究表明，單核增生李斯特菌可以與革蘭氏陰性菌或革蘭氏陽性菌一起形成混合菌種生物膜，物種間的相互作用，使單核增生李斯特菌生物膜的形成以及對抑菌劑的抗性高度依賴于環(huán)境和細(xì)菌種類[43]。單核細(xì)胞增生李斯特菌在食品中廣泛存在，并且李斯特菌對干燥、紫外線、輻照和殺菌劑具有持久的抵抗性，因此肉制品及肉制品生產(chǎn)設(shè)備中李斯特菌形成的生物膜需要持續(xù)控制。由此看來，更好地了解李斯特菌的特性、環(huán)境影響因素以及毒性因子與宿主易感性的相互作用，對于更好地控制李斯特菌生物膜的發(fā)生是有必要的。

3.1.3 金黃色葡萄球菌 金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是一種適應(yīng)性很強(qiáng)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(rèn)為是葡萄球菌屬細(xì)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[44-45]。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(xiàn)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(xì)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（Escherichia coli）是人和許多動物腸道中最主要且數(shù)量最多的1 種細(xì)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（O157：H7，O104：H4 等）。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(xì)菌生物膜的能力。Dutra 等[46]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[47]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(xì)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(xì)菌

3.2.1 乳酸菌 乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB）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[48]。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[49]。趙佳偉等[50]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(jìn)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(jìn)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（Pseudomonas fluorescens） 是冷卻肉類最主要的腐敗菌之一，具有較強(qiáng)的細(xì)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[36]。雖然假單胞菌是導(dǎo)致冷鮮肉腐敗的最重要的細(xì)菌之一，但關(guān)于其生物膜形成的文章卻鮮有報道。Liu 等[51]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4～6 h 內(nèi)便開始形成生物膜；在30 ℃下貯存12 h 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(xì)菌密度比在30℃下低，也能夠形成更多的生物膜[51]。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(xì)胞增生李斯特菌等）提供庇護(hù)[52]。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(hù)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(xì)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)品方面非常可靠，而其中一些會使產(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(xì)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(yán)重[53]。歐姆加熱殺菌是1 種新興的熱處理技術(shù)，描述了當(dāng)電流直接通過食物并以食物作為電阻產(chǎn)生熱量的過程[54]。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[53]對雞肉進(jìn)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14 d，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(biāo)準(zhǔn)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(xì)菌污染的常用方法之一[55]。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(dāng)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[56]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6 kGy 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[57]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(xì)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[58]。李星等[59]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9 min 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(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。Barbosa-Cánovas 等[60]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(jìn)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(jī)制可能導(dǎo)致抗菌化合物快速釋放。戴照琪等[61]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(dāng)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[62]研究乳液包封的異丁香酚對單核細(xì)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(qiáng)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(xì)菌素、天然提取物等進(jìn)行功能化，起到與抗菌物質(zhì)相同的抑菌功能[63]?？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[64]；2）將抗菌劑直接摻入包裝膜中[63]?？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(dāng)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(jī)制可能是由于藻酸鈣對細(xì)菌細(xì)胞的離子和毒性作用[65]。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[66]?；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[67]。

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[68]已經(jīng)證明，AgNPs 能夠阻止許多細(xì)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(xì)菌的增殖，延長貨架期[69]。Applerot 等[70]研究ZnO 涂層抑制細(xì)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)10 d。定植在表面作為生物膜生長的細(xì)菌，通常比浮游狀態(tài)下的細(xì)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(jìn)一步研究。

4.6 生物膜降解酶

酶法去除細(xì)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(biāo)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(jī)理是：1）直接攻擊生物膜組分，并降解它們；2）誘導(dǎo)細(xì)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(xì)胞進(jìn)一步代謝成為單體[71]。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[72]。Wang 等[39]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(qiáng)的去除能力，然而不銹鋼表面仍存在大量殘留的生物膜細(xì)胞，20 mg/mL 纖維素酶和1 mg/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(yán)重的危害。目前對肉類食品表面生物膜的形成機(jī)理研究已比較深入，對單一細(xì)菌生物膜的控制措施研究也較透徹，而對混合細(xì)菌形成生物膜的成膜機(jī)制和相關(guān)防控措施仍有待進(jìn)一步解決，以達(dá)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(xì)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(xì)菌生物膜的形成。