低聚糖拮抗食源性致病菌的研究及應(yīng)用進(jìn)展

李卓思，高彬茹，吳夢(mèng)潔，魯新新，劉陽(yáng)泰，馬悅，楊朔，董慶利

（上海理工大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200093）

低聚糖，又稱(chēng)寡聚糖或寡糖，是指由2～10 個(gè)單糖分子，通過(guò)一種或幾種糖苷鍵連接而成的低度聚合糖的總稱(chēng)，包括普通低聚糖和功能性低聚糖兩類(lèi)[1]。普通型低聚糖（如：乳糖、蔗糖、麥芽糖等）能被機(jī)體消化吸收；功能型低聚糖由2～10 個(gè)單糖分子脫水通過(guò)α、β型等糖苷鍵連接形成帶有支鏈或直鏈的低度聚合糖，主要包括果膠低聚糖，低聚殼聚糖，褐藻膠低聚糖等，進(jìn)入人體后不會(huì)直接被消化吸收，而是直接進(jìn)入大腸內(nèi)被有益菌所利用，并抑制致病菌的增殖[2]。另外低聚糖大多來(lái)源于自然界，一般由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，如植物膠、甲殼動(dòng)物，天然海藻多糖等通過(guò)物理方法、化學(xué)方法或生物方法等合成[2]。因此如能將低聚糖作為天然抑菌劑應(yīng)用在食品中，以此完全或部分替代化學(xué)抑菌劑，未來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)為優(yōu)良的綠色抑菌制劑。

由食源性致病菌引起的食源性疾病已成為各國(guó)公共衛(wèi)生熱點(diǎn)，食源性致病菌是一類(lèi)以食品為媒介傳播并引起食物中毒的致病性細(xì)菌，包括：金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌、單增李斯特菌和沙門(mén)氏菌屬等。這些食源性致病菌在原料加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中易污染食品，影響人類(lèi)健康，細(xì)菌感染生物體后可能導(dǎo)致各種疾病，如胃腸道炎癥、腦膜炎、化膿性淋巴結(jié)炎等，甚至導(dǎo)致死亡[3]。為了有效延長(zhǎng)食品保藏期，降低致病菌污染食品風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高食品安全質(zhì)量，食品工業(yè)中通常使用巴氏殺菌、熱處理、超聲波、消毒劑以及冷等離子體等控制食源性致病菌[4]。但是這些方法可能導(dǎo)致不良副產(chǎn)物形成（如致癌化合物），進(jìn)一步造成更多抗藥性微生物產(chǎn)生，影響人體健康[4]。近年，天然綠色溫和的殺菌方式引起人們的關(guān)注。已有研究證明低聚糖既可以破壞細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜抑制細(xì)菌生長(zhǎng)[5,6]，也可以直接滲入細(xì)菌內(nèi)部破壞細(xì)菌內(nèi)部結(jié)構(gòu)達(dá)到抑菌作用[7]。因此低聚糖能夠作為天然抑菌劑應(yīng)用在食品工業(yè)中。目前已有研究證明的應(yīng)用方法包括：對(duì)食物進(jìn)行涂膜保鮮[8]和作為食品添加劑[9]等，提高食品質(zhì)量的同時(shí)也保證了其安全性。因此，本文著重對(duì)幾種在食源性致病菌方面產(chǎn)生抑制作用的低聚糖進(jìn)行介紹，就低聚糖體內(nèi)體外拮抗食源性致病菌產(chǎn)生的作用、低聚糖抑菌機(jī)理、低聚糖在食品方面的應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了探討，并對(duì)食品加工業(yè)中應(yīng)用低聚糖作為抑菌措施的研究方向進(jìn)行了展望，以期為未來(lái)更廣泛的應(yīng)用低聚糖作為食品抑菌劑提供理論參考和依據(jù)，為保障食品工藝化生產(chǎn)質(zhì)量提供理論基礎(chǔ)。

1 低聚糖拮抗食源性致病菌作用

1.1 果膠低聚糖

果膠低聚糖是果膠發(fā)生解聚作用后的低分子質(zhì)量寡糖產(chǎn)物，可通過(guò)物理法、化學(xué)法或酶法對(duì)果膠進(jìn)行解聚[10]。果膠低聚糖在促進(jìn)人體健康方面發(fā)揮重要作用，例如：改善腸道菌群、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、降低血糖反應(yīng)和血膽固醇水平、抗癌、抗菌、抗氧化和免疫等特性[11]。如表1 所示，李學(xué)紅等[12]發(fā)現(xiàn)果膠被解聚到一定程度能產(chǎn)生抑菌有效成分-低聚半乳糖醛酸，對(duì)食品中一些常見(jiàn)腐敗細(xì)菌（假單胞桿菌屬、醋酸桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬等）顯示出良好的抑菌活性。在細(xì)菌調(diào)節(jié)作用方面，果膠低聚糖促進(jìn)有益菌雙歧桿菌和乳桿菌的生長(zhǎng)[13]。另果膠低聚糖對(duì)食源性致病菌具有良好的抑菌活性，Xue 等[14]指出利用固定化酶水解芒果皮果膠制備出的果膠低聚糖對(duì)常見(jiàn)致病菌如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和鼠傷寒沙門(mén)氏菌的抑菌活性與市售防腐劑（苯甲酸鈉、山梨酸鉀、乳酸鏈球菌素）相當(dāng)，這表明濃度適宜的果膠低聚糖可以代替化學(xué)防腐劑來(lái)抑制食源性致病菌的生長(zhǎng)。而章銀軍等[15]發(fā)現(xiàn)不同酶解條件下（初始pH 值和水解時(shí)間）制備的柑橘果膠低聚糖對(duì)沙門(mén)氏菌和枯草芽孢桿菌具有較高的抑制活性并通過(guò)杯碟法得出當(dāng)果膠低聚糖質(zhì)量濃度為2.52 mg/mL 時(shí)，其抑菌效果已超過(guò)幾種食品防腐劑（苯甲酸鈉及硝酸鹽等），但聚合度相同的果膠低聚糖對(duì)不同菌株的抑制活性存在明顯差異。Foti 等[16]通過(guò)同樣的方法證明柑橘果膠低聚糖對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有顯著的抑菌作用。這進(jìn)一步說(shuō)明果膠低聚糖具有抗菌和調(diào)節(jié)微生物的能力，未來(lái)可能是一種性能優(yōu)良的抑菌制劑。此外，俞敏等[9]通過(guò)酶解法制備果膠低聚糖液與市售化學(xué)防腐劑進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配后溶液抑菌活性顯著增強(qiáng)，并且抑菌活性超過(guò)單獨(dú)使用抑菌劑時(shí)的效果。以上研究都表明了果膠低聚糖既可以單獨(dú)作為抑菌劑添加在食品中，降低化學(xué)防腐劑對(duì)生物體的有害作用，也可以和化學(xué)防腐劑同時(shí)添加，減少化學(xué)防腐劑用量的同時(shí)也降低了單獨(dú)使用天然防腐劑時(shí)的成本。果膠低聚糖作為食品添加劑雖然已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但不能僅停留在研究抑菌強(qiáng)度上，更應(yīng)加強(qiáng)對(duì)果膠低聚糖抑菌產(chǎn)生的有效成分以及果膠低聚糖抗菌的分子模式進(jìn)行進(jìn)一步研究，以期提高食品質(zhì)量及其安全性。

1.2 低聚殼聚糖

低聚殼聚糖是甲殼素和殼聚糖的降解產(chǎn)物，是由甲殼素經(jīng)部分或完全脫乙?；苽涠傻囊环N天然高分子陽(yáng)離子聚合物，分子之間以β-(1,4)糖苷鍵連接[17]。低聚殼聚糖分子量小、聚合度低、水溶性?xún)?yōu)，這些性能均優(yōu)于甲殼素和殼聚糖，已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、食品、化妝品、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域[18]。并且，低聚殼聚糖對(duì)于食源性致病菌也具有顯著的抑制作用，能夠作為抑菌劑應(yīng)用于食品工業(yè)中。郭新穎等[19]測(cè)定了使用低聚殼聚糖保鮮液處理后的冷鮮牛肉，發(fā)現(xiàn)低聚殼聚糖能夠減少該食品中的菌落總數(shù)。黃海波等[20]選取不同相對(duì)分子質(zhì)量的水溶性低聚殼聚糖對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和黑曲霉菌三種常見(jiàn)致病菌進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同相對(duì)分子質(zhì)量的水溶性低聚殼聚糖均具有一定的抑菌活性，但無(wú)特定的抑菌變化規(guī)律，對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌活性最好，對(duì)大腸桿菌的抑菌活性最差。對(duì)于革蘭氏陽(yáng)性菌及革蘭氏陰性菌，Thunnop 等[21]發(fā)現(xiàn)乙?；瘹ぞ厶巧a(chǎn)的低聚殼聚糖對(duì)典型革蘭氏陽(yáng)性致病菌金黃色葡萄球菌和典型革蘭氏陰性致病菌大腸桿菌具有抑菌效果，天然低聚殼聚糖對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制作用高于實(shí)驗(yàn)中任何分子量的低聚殼聚糖；而對(duì)于大腸桿菌，相對(duì)分子量較小的低聚殼聚糖抑制效果更好。此外，王瑞秀等[22]測(cè)定低聚殼聚糖在φ=0.5%醋酸溶液和水溶液中對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門(mén)氏菌的抑菌情況，證明了在溶液pH 值較低時(shí)低聚殼聚糖也是一種優(yōu)良的抑菌劑。低聚殼聚糖對(duì)食源性致病菌具有多種抗菌途徑，不同來(lái)源的低聚殼聚糖具有不同抑菌效果。例如，由于致病菌細(xì)胞壁的特性不同，低聚殼聚糖對(duì)革蘭氏陰性或革蘭氏陽(yáng)性致病菌具有不同的抗菌特性。但這并不影響低聚殼聚糖能夠作為一種優(yōu)良的食品抑菌劑應(yīng)用于食品工業(yè)中。此外，低聚殼聚糖對(duì)于細(xì)菌的抑制效果受到相對(duì)分子質(zhì)量、溶液pH 值等的影響，但其抑菌機(jī)制以及變化規(guī)律卻沒(méi)有較好的闡述。因此低聚殼聚糖未來(lái)的研究中，應(yīng)對(duì)低聚殼聚糖抑菌效果的影響因素進(jìn)行深入的研究，為低聚殼聚糖應(yīng)用于食品工業(yè)中提升可信度。

1.3 褐藻膠低聚糖

褐藻膠低聚糖是由海藻酸鹽解聚形成的一種酸性多糖，由β-D-甘露糖醛酸（M）和α-L-古羅糖醛酸（G）兩種單體通過(guò)α-1,4糖苷鍵鏈接聚合而成[23]。褐藻膠是從海洋褐藻中提取的天然海藻多糖，藻類(lèi)多糖有著和褐藻膠低聚糖相似的用途，但藻類(lèi)多糖分子量大、粘度高、溶解度低，影響了其在食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，因此有必要將藻類(lèi)多糖降解為褐藻膠低聚糖[24]，降解方法包括：酶降解、酸水解和氧化降解[25]。由于褐藻膠低聚糖生物活性廣泛（如抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、促進(jìn)抗菌活性、細(xì)胞增殖以及調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)等）在農(nóng)業(yè)、食品和醫(yī)藥工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用[23]。褐藻膠低聚糖對(duì)致病菌的抑菌機(jī)制主要有兩種：一是褐藻膠低聚糖抑制致病性病菌的運(yùn)動(dòng)和增殖，如表1 所示，虞銘霞等[26]證明褐藻膠低聚糖對(duì)微生物的繁殖具有抑制作用；Hu等[27]研究褐藻膠低聚糖對(duì)19 株細(xì)菌的抑制效果，結(jié)果表明11 株革蘭氏陰性和3 株革蘭氏陽(yáng)性菌株均受到抑制作用；Yan 等[28]發(fā)現(xiàn)褐藻膠低聚糖添加至飼料中能夠減少家禽感染沙門(mén)氏菌；吳國(guó)鋒等[29]在啤酒也發(fā)現(xiàn)褐藻膠低聚糖對(duì)細(xì)菌及真菌具有相似的抑菌作用。二是褐藻膠低聚糖影響群體感應(yīng)基因的表達(dá)，He 等[30]發(fā)現(xiàn)酶促產(chǎn)生的褐藻膠低聚糖可以與抗生素阿奇霉素聯(lián)合抑制野生型抗生素耐藥銅綠假單胞菌的生長(zhǎng)以及群體感應(yīng)控制的毒力因子和生物膜的形成。盡管褐藻膠低聚糖的抗菌活性已經(jīng)得到了很好的研究，但仍需探索褐藻膠低聚糖對(duì)食源性致病菌的抗菌活性，以擴(kuò)大其在食品保存中的應(yīng)用。并且目前褐藻膠低聚糖對(duì)于致病菌抑制周期以及作用機(jī)制尚不明確，故在未來(lái)的開(kāi)發(fā)與研究中，應(yīng)注重分析食源性致病菌與褐藻膠低聚糖相關(guān)性能之間的關(guān)系，以期為食品工業(yè)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1.4 其他低聚糖

除了上述幾種低聚糖外，同樣有研究表明其他的功能性低聚糖對(duì)于致病菌有一定的抑制作用。據(jù)報(bào)道，與褐藻膠低聚糖同樣來(lái)自海洋的瓊膠低聚糖，能夠作為一種新型益生元在人體腸道內(nèi)抑制腐敗微生物的增殖并促進(jìn)益生菌的生長(zhǎng)[31]。梁家銘等[32]證實(shí)了利用酶解法制得的瓊膠低聚糖對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌具有不同程度的抑菌作用，并且表明抑菌效果與底物濃度、反應(yīng)時(shí)間及瓊膠低聚糖的含量呈正相關(guān)關(guān)系。黃原膠是野油菜黃單胞菌分泌產(chǎn)生的一種胞外多糖[1]，通過(guò)物理和化學(xué)方法降解得到的黃原膠低聚糖也被證明能抑制野油菜黃單孢菌的生長(zhǎng)，且有研究證明黃原膠低聚糖具有潛在的防治油菜莖腐病能力[33]。隨著研究的深入，近年的研究表明黃原膠低聚糖對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等常見(jiàn)食源性致病菌也表現(xiàn)出明顯的抑制作用[34]。低聚木糖具有穩(wěn)定性強(qiáng)，耐酸，耐熱的特性，能夠通過(guò)促進(jìn)腸道有益微生物生長(zhǎng)或活動(dòng)并抑制致病菌的生長(zhǎng)從而維持宿主健康狀態(tài)[35]。范程瑞等[36]驗(yàn)證了低聚木糖在模擬食品中對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門(mén)氏菌三種常見(jiàn)致病菌均有抑制效果。杜喜忠等[37]發(fā)現(xiàn)日糧中添加一定比例的低聚木糖、甘露低聚糖和低聚殼聚糖對(duì)蛋鵪鶉盲腸中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌等致病菌均有一定抑制作用。

綜上所述，目前研究者已經(jīng)證實(shí)多數(shù)低聚糖均對(duì)常見(jiàn)致病菌有一定的抑制作用，表1 總結(jié)了幾種低聚糖對(duì)常見(jiàn)致病菌的抑制效果，除此之外，研究者對(duì)其進(jìn)行復(fù)配也得到了較好的抑菌效果，能夠較好的作為天然抑菌劑應(yīng)用于食品行業(yè)中，從而符合人們綠色、健康的生活理念。但除了果膠低聚糖、低聚殼聚糖和褐藻膠低聚糖外，對(duì)于其他種類(lèi)低聚糖的研究還尚且較少，并且對(duì)于其在抑菌方面的研究大多數(shù)還僅僅處于對(duì)菌體抑菌效果方面，未曾深入研究。因此，應(yīng)擴(kuò)大對(duì)低聚糖類(lèi)的研究范圍，并加強(qiáng)對(duì)新型低聚糖的開(kāi)發(fā)與研究，以期為其在食品行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展提供更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

表1 低聚糖對(duì)常見(jiàn)致病菌的抑菌效果Table 1 Oligosaccharides to antibacterial effects of common pathogenic bacteria

2 低聚糖抗菌作用機(jī)制

低聚糖抗菌機(jī)制的研究，主要是對(duì)直接與低聚糖結(jié)合或相互作用的受體、酶或其他生化物質(zhì)等方面的研究[5]。隨著研究的深入，研究者發(fā)現(xiàn)低聚糖既可以與革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁上的蛋白多糖結(jié)合（如圖1 中a處所示），也可以與革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁表面的脂多糖結(jié)合（如圖2 中e 處所示）從而破壞細(xì)菌細(xì)胞壁來(lái)抑制細(xì)菌生長(zhǎng)；同時(shí)也能夠影響細(xì)菌細(xì)胞膜（如圖1 中b，圖2 中f 處所示）或直接滲入細(xì)菌內(nèi)部破壞細(xì)菌內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如圖1 中c，圖2 中g(shù) 處所示）達(dá)到抑菌作用[7,40,41]。因此，本文對(duì)低聚糖破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜、阻止蛋白質(zhì)的合成及破壞DNA 復(fù)制等方面展開(kāi)綜述。

圖1 低聚糖對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌作用機(jī)制Fig.1 Mechanism of action of oligosaccharides on gram-positive bacteria

圖2 低聚糖對(duì)革蘭氏陰性菌作用機(jī)制Fig.2 Mechanism of action of oligosaccharides on gram-negative bacteria

2.1 影響細(xì)菌細(xì)胞膜和細(xì)胞壁

低聚糖主要從兩方面影響細(xì)胞壁和細(xì)胞膜：一是低聚糖分子與細(xì)菌細(xì)胞膜之間產(chǎn)生靜電作用，吸附在細(xì)菌細(xì)胞膜表面，阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致細(xì)菌死亡[39]；二是低聚糖分子能夠與細(xì)菌表面細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的酸性物質(zhì)結(jié)合，形成高分子電解質(zhì)，破壞細(xì)胞壁，改變細(xì)胞膜的選擇通透性，造成膜功能紊亂，使細(xì)胞內(nèi)容物外泄，起到殺菌作用[5,6,38]。

低聚糖作用于細(xì)菌細(xì)胞壁時(shí)，能夠使細(xì)胞壁的肽聚糖發(fā)生水解，從而破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，造成細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)滲漏細(xì)胞處于低滲環(huán)境，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)菌發(fā)生裂解死亡[6]；作用于細(xì)胞膜，能夠破壞菌膜的完整性，導(dǎo)致核酸釋放，從而影響致病菌的代謝系統(tǒng)，致使菌體死亡[5]。Aluk 等[38]指出低聚殼聚糖與大腸桿菌細(xì)胞表面的陰離子結(jié)合，改變細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性，使細(xì)胞內(nèi)容物外泄，從而阻止大腸桿菌的生長(zhǎng)和傳播。此外，Muanprasat 等[42]在研究中表明低聚殼聚糖對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的抗菌作用機(jī)制不同，但均影響細(xì)胞壁達(dá)到抑菌效果；對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌，如圖1中a 處所示，帶正電荷的低聚殼聚糖與細(xì)菌細(xì)胞壁上帶負(fù)電的蛋白多糖相互作用，導(dǎo)致細(xì)菌變形和滲漏，隨后滲透性休克導(dǎo)致細(xì)菌死亡；對(duì)革蘭氏陰性菌，如圖2中e處所示，低聚殼聚糖與細(xì)菌細(xì)胞壁上脂多糖帶負(fù)電的O 抗原結(jié)合，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)受阻和細(xì)菌死亡。

2.2 破壞蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)

低聚殼聚糖是殼聚糖的小分子產(chǎn)物，雖然大多數(shù)的功能與殼聚糖一樣，但由于低聚殼聚糖分子比殼聚糖小，這使得低聚殼聚糖功能更全面[18]。小分子的低聚殼聚糖直接通過(guò)滲透作用進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，與細(xì)胞內(nèi)的蛋白和核酸物質(zhì)結(jié)合，破壞蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)正常的生理功能，影響細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖[7,40,41]。

大多數(shù)的研究已經(jīng)證實(shí)，低聚糖直接穿透細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，作用于細(xì)胞內(nèi)部，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。Fernandes等[7]發(fā)現(xiàn)低聚殼聚糖能夠穿透大腸桿菌的細(xì)胞壁，并在細(xì)胞內(nèi)抑制DNA 轉(zhuǎn)錄達(dá)到抑菌效果。李小芳等[40]指明低聚殼聚糖與DNA的相互作用能夠抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)繁殖，且發(fā)現(xiàn)抑菌活性與低聚殼聚糖分子上的胺基有關(guān)，低聚殼聚糖的胺基與細(xì)胞內(nèi)帶負(fù)電的核酸之間通過(guò)靜電作用結(jié)合形成新的復(fù)合物，致使DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，影響DNA 復(fù)制功能，抑制細(xì)菌的繁殖。王瓊等[41]發(fā)現(xiàn)低聚殼聚糖抑制金黃色葡萄球菌攜帶的腸毒素基因轉(zhuǎn)錄，證明了低聚殼聚糖影響核酸物質(zhì)正常的生理功能。低聚殼聚糖進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)除了能夠擾亂DNA復(fù)制外，還能同時(shí)選擇性地和一些對(duì)微生物生長(zhǎng)起關(guān)鍵作用的金屬離子螯合，從而抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖[43]。

3 低聚糖在食品工業(yè)中的應(yīng)用

低聚糖在食源性致病菌方面的應(yīng)用主要為食品的抑菌與保鮮，如新鮮水果、肉類(lèi)、蔬菜和加工食品等[8,44]。低聚糖除了抑制食品中有害微生物的生長(zhǎng)與繁殖之外，還有分子量小、聚合度低、水溶性好等特性[45]，造就了它以多種多樣的方式應(yīng)用于食品的生產(chǎn)、加工與貯藏中。文中將從食品包裝以及添加劑使用方面綜述低聚糖在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

3.1 作為食品包裝

在對(duì)食品中食源性致病菌進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌、單增李斯特氏菌等致病菌在新鮮的果蔬、肉類(lèi)等食品中均有檢出，食品在生產(chǎn)，儲(chǔ)藏及運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)受到食源性致病菌的污染[46]，因此采取措施來(lái)控制食源性致病菌的污染是非常有必要的。有研究表明低聚殼聚糖溶液能夠在水果、蔬菜、肉類(lèi)等食品表面進(jìn)行涂膜，達(dá)到抑菌目的。郭新穎等[19]發(fā)現(xiàn)對(duì)冷鮮牛肉使用低聚殼聚糖溶液進(jìn)行涂膜處理能夠使其表面細(xì)菌的菌落總數(shù)減少；而B(niǎo)ouaziz 等[8]也發(fā)現(xiàn)低分子量低聚糖能抑制牛肉中大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的生長(zhǎng)，同時(shí)也減少了牛肉的脂質(zhì)氧化，因此可以使用含有低聚糖的溶液對(duì)牛肉進(jìn)行涂膜從而達(dá)到良好的抑菌保鮮效果。而對(duì)于果蔬來(lái)說(shuō)，Wu 等[47]在研究中發(fā)現(xiàn)低聚糖涂層能有效降低圣女果的營(yíng)養(yǎng)損失，延長(zhǎng)貨架期。此外有研究表明低聚殼聚糖溶液對(duì)番茄[48]也有較好的抑菌且具有保鮮效果。因此，使用低聚糖類(lèi)涂膜液處理食品具有一定殺菌效果，減少食源性致病菌的污染的同時(shí)可以延長(zhǎng)食品的貨架期，具有廣泛開(kāi)發(fā)前景。

3.2 作為食品添加劑

化學(xué)防腐劑是常用的食品添加劑，然而，一些化學(xué)防腐劑被長(zhǎng)期食用后可能對(duì)人體產(chǎn)生危害。在食品生產(chǎn)過(guò)程中，低聚糖的多種特性使其成為化學(xué)合成添加劑的可靠替代品，并且，低聚糖添加至食品中可以減輕化學(xué)防腐劑對(duì)人體的危害[9]。吳國(guó)鋒等[29]指出低聚糖中的褐藻膠低聚糖能夠抑制啤酒污染菌的生長(zhǎng)，并且提高了啤酒的澄清度和透明度。俞敏等[9]在研究中表明果膠低聚糖溶液對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均有一定的抑制效果，并且與化學(xué)防腐劑復(fù)配使用后抑菌效果增強(qiáng)。而黃玉琴[49]等使用低聚殼聚糖代替化學(xué)防腐劑添加至腌制蘿卜，探究其對(duì)枯草芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、嗜氣芽孢桿菌與短小芽孢桿菌等5 種細(xì)菌的影響，發(fā)現(xiàn)低聚殼聚糖濃度達(dá)到400 μg/mL 時(shí)完全抑制這5 種菌生長(zhǎng)，由此可見(jiàn)，低聚殼聚糖可以作為食品中的抑菌劑來(lái)抑制食品中致病微生物的生長(zhǎng)，且符合當(dāng)下健康食品概念。

4 結(jié)論與展望

目前，低聚糖對(duì)常見(jiàn)食源性致病菌的抑制研究取得了較大的進(jìn)展，但在低聚糖類(lèi)的提取、純化、表征過(guò)程及抗菌機(jī)制等方面的研究仍不夠深入。此外，低聚殼聚糖的研究多于其他種類(lèi)的低聚糖。針對(duì)其他種類(lèi)的低聚糖如低聚木糖、瓊膠低聚糖、果膠低聚糖等應(yīng)該對(duì)抗菌效果、抗菌機(jī)理、抗菌性能以及食品工業(yè)化應(yīng)用方面有必要進(jìn)行深入研究。未來(lái)應(yīng)用低聚糖控制食源性致病菌的研究可關(guān)注：（1）更加深入地將各種低聚糖的抑菌機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)化的研究，理論上闡釋低聚糖抑菌能力，進(jìn)一步指導(dǎo)抑菌低聚糖開(kāi)發(fā)；（2）各種低聚糖間的復(fù)配抑菌性尚不明確，有待進(jìn)一步研究;（3）以對(duì)人體有益為前提加大對(duì)低聚糖產(chǎn)品的研發(fā)力度，探索新型綠色能滿(mǎn)足人類(lèi)需求的低聚糖；（4）進(jìn)一步了解腸道微生物如何通過(guò)不同的低聚糖類(lèi)來(lái)維持腸道健康。闡明低聚糖類(lèi)對(duì)腸道微生物的代謝產(chǎn)物、基因表達(dá)的影響并探究其潛在機(jī)制。此外，新型潛在益生元的鑒定和表征將是未來(lái)研究促進(jìn)宿主健康的關(guān)鍵途徑。