不同温度下副溶血弧菌和单增李斯特菌生物膜的形成及抗性研究

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单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)和副溶血弧菌(Vibrio parahaernolyticus)是重要的食源性致病菌,其常以生物膜(Biofilm)形式存在,并被证实可进入“活的非可培养”(Viable but non-culturable state,VBNC)状态。细菌形成生物膜和进入VBNC状态与其抗性增强密切相关,目前对生物膜的研究大多集中于常温生物膜,对低温下生物膜中致病菌的生存机制的研究还比较欠缺。本文研究副溶血弧菌和单增李斯特菌在32℃和10℃下生物膜的形成;建立PMA-q PCR方法定量检测单增李斯特菌和副溶血弧菌的活菌数;通过结晶紫染色法、XTT法、PMA-q PCR法、荧光显微镜及激光共聚焦显微镜观察以评估不同的抗菌剂和高温对两种温度下形成的生物膜的作用效果,并考察不同条件下单增李斯特菌成熟生物膜中VBNC状态细胞的形成。本文探究低温储藏条件对副溶血弧菌和单增李斯特菌生物膜抗性的影响,对消除食源性致病菌残留、控制储藏食品腐败,保障食品安全具有重要意义。研究的主要内容及结果如下:研究单增李斯特菌和副溶血弧菌在不同温度下生物膜的形成情况。两种致病菌在32℃和10℃下均能形成生物膜,32℃下形成的生物膜量显著高于10℃;副溶血弧菌在32℃、16 h和10℃、6 d下形成的生物膜量相当,其活菌数量分别为5.56±0.62 lg CFU/cm2、5.48±0.1 lg CFU/cm2;单增李斯特菌在32℃、12 h和10℃、19 d下生物膜活菌数分别为8.81±0.42 lg CFU/cm2、9.09±0.05 lg CFU/cm2。建立PMA-q PCR方法定量检测活菌数。根据单增李斯特菌hly基因及副溶血弧菌tlh基因设计引物,优化PMA处理条件,确定适宜的菌液处理方案为:以终浓度为40μmol/L的PMA避光处理菌液5 min,卤钨灯20 cm下曝光5 min,建立单增李斯特菌和副溶血弧菌的PMA-q PCR快速检测技术,对副溶血弧菌的检测范围为2.6×103~2.6×109CFU/m L,对单增李斯特菌的检测范围为1.9×103~1.9×109 CFU/m L。评估6种不同的抗菌剂在4种浓度(0.5~4 MIC)下对单增李斯特菌在两种温度下形成的生物膜的清除效果。结果表明,6种抗菌剂中薰衣草精油和84消毒液对生物膜的清除效果最好,4种浓度薰衣草精油处理3 h对32℃和10℃下单增李斯特菌形成的生物膜的清除率为62%~82%和25%~56%;4种浓度84消毒液处理3 h对32℃和10℃下形成的生物膜的清除率分别为47%~78%和36%~56%。激光共聚焦显微镜观察结果亦表明薰衣草精油对单增李斯特菌生物膜有良好的清除作用,其胞外多糖显著减少,死菌显著增加,生物膜厚度减少。分析6种抗菌剂在4种浓度(0.5~4 MIC)下对副溶血弧菌在两种温度下形成的生物膜的清除作用。结果表明,4种浓度薰衣草精油处理3 h对32℃和10℃下副溶血弧菌形成的生物膜的清除率为58%~80%和36%~72%;4种浓度84消毒液处理3 h对32℃和10℃下形成的生物膜的清除率分别为20%~72%和32%~57%;薰衣草精油比84消毒液的清除效果更强,对低温生物膜的清除效果均低于常温生物膜。激光共聚焦显微镜观察结果亦表明薰衣草精油对副溶血弧菌生物膜有很好的清除作用,其胞外多糖明显减少,死菌明显增加,生物膜厚度减少。考察热处理对副溶血弧菌和单增李斯特菌两种温度下形成的生物膜的影响。以60℃、100℃、121℃湿热灭菌和121℃干热处理生物膜,结果表明,4种温度处理32℃单增李斯特菌生物膜残余活菌数为3.7~5.8 lg CFU/cm2,10℃单增李斯特菌生物膜残余活菌数为5.7~6.3 lg CFU/cm2。32℃副溶血弧菌生物膜残余活菌数1.9~2.7lg CFU/cm2,10℃副溶血弧菌生物膜残余活菌数3.3~4.3 lg CFU/cm2。四种热处理不能完全清除两种致病菌的生物膜胞外多糖。副溶血弧菌生物膜对高温的敏感性比单增李斯特菌更高。考察不同条件下单增李斯特菌成熟生物膜中VBNC细胞的形成,其中4MIC薰衣草精油处理32℃生物膜,细胞在14 d进入VBNC状态,细胞浓度为4.77 lg CFU/cm2。以MIC、2MIC的84消毒液处理32℃生物膜,生物膜细胞在40 d进入VBNC,活细胞浓度为5.45 lg CFU/cm2以上。
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