臭氧根除污染食品接觸表面的李斯特菌高活量研究

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

       將接種量增加到 9 對數 CFU 優惠券-1，在3.21mg m下處理48小時后獲得很佳滅活率-3當細胞沉積在不銹鋼和膨脹聚苯乙烯試樣上時，臭氧濃度在以前的測定中產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荷的單核細胞增多性 LMG 23775 細胞中，這是 11 種測定李斯特菌屬菌株中很具抗性的菌株，導致其在處理 4 天后完全失活。據我們所知，這是第一篇描述單核細胞增多性李斯特菌存活以及冷庫條件下臭氧處理對膨脹聚苯乙烯（一種食品包裝中常用材料）的影響的報告。本研究結果可用于減少冷食貯藏過程中的病原體交叉污染現象。

介紹

       食源性疫情每年影響全球成千上萬的消費者。2012年，美國疾病控制和預防中心（CDC，2014）報告了超過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，從1999年到2008年，大約47%的食源性暴發與肉類（牛肉、豬肉、家禽等）有關。其中超過75%歸因于產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警系統（RASFF）門戶網站報告稱，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份涉及單核細胞增多性李斯特菌的存在，其中68份與即食肉制品有關。很近，由“rullep?lse”（一種用作冷切肉的卷熟食香腸）引起的食源性暴發導致12人在李斯特菌檢測呈陽性的30天內死亡（SSI，2014;http://www.ssi.dk）。

       單核細胞增多性李斯特菌經常從食品加工環境中分離出來（Chambel等人，2007年;迪·博納文圖拉等人，2008年;福克斯等人，2009）這種細菌由于其精神營養性質而引起冷藏食品行業的關注（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，幾種毒力因子的發生以及侵襲性感染的長潛伏期導致特定消費者群體（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，當食物中活的單核細胞增多性乳桿菌細胞的濃度較低時，通常認為加工后污染和冷藏條件下生長的現象足以引起人類李斯特菌?。╓ang和Orsi，2013）。

       單核細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）。生物膜的固有性質阻礙了化學物質的吸收，這使得單核細胞增多性李斯特菌不易受到清潔操作的影響（Stopforth等人，2002年），改善了食品加工場所內菌株的持久性（Norwood和Gilmour，2001;韋勒等人，2013）。由于這些原因，關于食品微生物標準的委員會條例2073/（委員會條例（EC），2005）要求25克食品中必須不存在單核細胞增多性李斯特菌。

       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，即使它們會導致食品的風味，質地和營養成分發生不良變化。正在研究控制食源性病原體的新興技術，以在促進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分鐘內在人工準備吃的法蘭克福牛肉中實現7對數的單核細胞增生性減少（Huang，2005）。相反，受控的射頻能量影響較差的單核細胞增多性李斯特菌接種在肉球中（Schlisselberg等人，2013）。同樣，脈沖電場的應用導致食品中食源性失活率低，盡管它增加了對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用導致冷熏鮭魚中單核細胞增多性李斯特菌的弱失活（Lakshmanan和Dalgaard，2004），而當它與乳鏈菌肽結合使用時，RTE腌制肉制品中的殺出效果增加（Hereu等人，2012）。

       臭氧 （O3）是一種強大的氧化劑，從臭氧發生器產生，具有高反應性，穿透性和自發分解為無毒化合物（Miller等人，2013）。它具有強大的抗菌特性（Gurley，1985），并通過攻擊細胞膜與細胞發生反應，導致膜中碳 - 碳雙鍵的裂解，導致細胞裂解和死亡。用氣態或水性臭氧處理被食源性病原體污染的肉類樣品通常會導致非常低的去污水平。在三種濃度和暴露時間下對三種不同的臭氧處理（氣態，水性和加濕性）的比較表明，氣態處理在減少單核細胞增多性李斯特菌擴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物，活細胞計數的減少可能再次受到限制。皮亞欽和沙竺葵（2011）報告說，引入高達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下儲存15天內無法減少李斯特菌的負荷。

       使用高臭氧濃度（154×10-6公斤 米-3）在三小時內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雞樣品上單核細胞增多性李斯特菌的CFU / g在33mg min的氣態臭氧處理9分鐘后失活-1在一個小的臭氧化室（約3.5升）;然而，在遭受如此嚴重的臭氧化后，沒有關于肉類質量的結果報告（穆圖庫馬爾和穆圖查米，2013）。

       Güzel-Seydim等人（2004）的研究結果表明，當暴露于臭氧化水短時間（10分鐘）時，高水平的蛋白質或脂肪可以保護細菌孢子和營養細胞。

       據報道，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，單核細胞增多性李斯特菌可以從受污染的切片機轉移到肉類上，病原體在未經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）報告說，在對受污染的接觸表面進行臭氧處理后，單核細胞增多性李斯特菌的活細胞負荷顯著減少。發現沉積在不銹鋼，花崗巖和聚丙烯試樣上的單個單株單株的活細胞負荷顯著降低至3.42平均對數CFU cm-2臭氧濃度為96.3毫克m-3（45 頁/分鐘）。然而，這種濃度值通常被認為對人體健康有害，并可能導致肉類營養質量不可接受的惡化（Coll Cárdenas等人，2011）。

       許多政府和私人機構已經考慮了人類長期暴露于臭氧的影響。通常，臭氧暴露的閾值限制，計算為8 h天-1（一周 40 小時-1）平均暴露（TLV-TWA值）被認為是0.1 ppm（0.2毫克米）-3).臭氧暴露和濃度的增加會導致頭痛，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）。

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

       圖  連續氣態臭氧流的影響（3.21 mg m-3= 1.5 ppm）對單核細胞增多性李斯特菌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。對于未經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胞的樣品用“+”表示。

結論

       這項工作表明，氣態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胞增多性李斯特菌活細胞，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。獨立于應變特異性靈敏度，在 1.07 mg m 下連續 2 天臭氧流-3足以控制5-6對數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，但它們對單核細胞增多性李斯特菌的人為污染從未顯示高于4-5對數CFU試樣的負荷-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 對數 CFU 優惠券-1），并且在存在肉類來源的干擾有機物的情況下，通過將臭氧濃度提高到3.21mg m，實現了活的單核細胞增多性李斯特菌的完全根除-3并將冷處理延長5天（圖）。

       基于這些結果，食品接觸表面的單核細胞增多性李斯特菌污染的正常水平，以及當它們存在有機物時，可以通過在寒冷環境中應用低濃度的氣態臭氧來控制。