综述:食品工业中生物膜防控技术研究进展:基于食品安全视角的文献计量分析

《Food Control》:Advancing biofilm prevention in the food industry to combat food degradation: A bibliometric analysis on the perspective of food safety

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Food Control 5.6

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  这篇综述系统探讨了食品工业中生物膜(Biofilm)的形成机制及其对食品安全(EPS基质保护作用)、品质和货架期的危害,重点分析了表面特性(粗糙度、拓扑结构、自由能)与抗菌剂优化的协同作用,并展望了纳米技术、噬菌体疗法等新兴防控策略的应用前景。

  

生物膜:食品工业的隐形威胁

Abstract
生物膜防控是食品工业应对微生物污染的核心挑战。这类由微生物及其分泌的胞外聚合物(EPS)构成的复杂结构,已成为李斯特菌(Listeria monocytogenes)、沙门氏菌(Salmonella spp.)等病原体的庇护所,显著加速食品腐败并威胁消费者健康。

Recognizing biofilms in the food industry
生物膜的异质性体现在其EPS基质成分的多样性——蛋白质、多糖和DNA的组合随环境条件动态变化。在肉类加工设备表面,单增李斯特菌能形成耐受常规消毒剂的生物膜,其表面黏附力与不锈钢的粗糙度(Ra>0.8μm时黏附率提升37%)呈正相关。

Impact of biofilms on food degradation
生物膜通过双重机制危害食品:蛋白酶/脂肪酶直接分解营养成分,而持续释放的病原体导致食源性疾病。例如,禽类加工厂的沙门氏菌生物膜可使产品污染风险增加5.8倍,其分泌的β-内酰胺酶更会诱导交叉耐药性。

Current biofilm prevention strategies
表面工程成为研究热点:

  • 低表面能涂层(θ>90°)使铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)黏附率降低62%
  • 纳米银(AgNPs)复合涂料对大肠杆菌(E. coli O157:H7)的杀灭效率达99.3%
    但化学消毒剂过度使用导致耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)检出率年增12.7%。

Emerging technologies
噬菌体鸡尾酒疗法对生物膜内李斯特菌的穿透效率比单株噬菌体高4.2倍;而量子点荧光标记技术可实现生物膜的实时原位检测(响应时间<15min)。

Challenges and future directions
监管滞后制约新技术应用——欧盟至今未批准噬菌体在即食食品中的应用。机器学习预测模型(准确率89.4%)为优化清洁周期提供了新思路。

Conclusion
构建"材料-工艺-监测"三位一体防控体系是未来方向,其中表面拓扑结构调控与精准抗菌方案的结合最具产业化潜力。

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