巴西食品源乳酸菌共培养抑制单增李斯特菌和大肠杆菌O157:H7生物膜形成的机制研究

针对食源性病原体生物膜防控难题，巴西研究团队通过乳酸菌(LAB)共培养策略，系统评估了乳球菌(Lactococcus)与乳杆菌(Lactobacillus)/魏斯氏菌(Weissella)组合对单增李斯特菌(L. monocytogenes)和大肠杆菌O157:H7生物膜的抑制作用。研究发现特定组合可使病原体生物膜降低2-4 log，为开发新型食品生物保护剂提供了理论依据。

　　

在食品安全领域，单增李斯特菌(L. monocytogenes)和大肠杆菌O157:H7等病原体形成的生物膜是食品污染的重要源头，这些顽固的微生物聚集体能抵抗常规消毒措施，导致食源性疾病爆发。传统化学防腐剂存在健康隐患，而天然微生物抑制剂成为研究热点。乳酸菌(LAB)作为公认安全(GRAS)的微生物，其产生的抗菌物质如bacteriocin（细菌素）展现出巨大潜力。然而，单一菌株的抑制效果有限，自然界中微生物的协同作用机制尚未充分挖掘。

针对这一科学问题，来自中国的研究团队在《Heliyon》发表了创新性研究。该工作系统评估了从巴西特色食品（如charqui风干肉、山羊奶酪）中分离的6株LAB（包括产细菌素的乳球菌VB69/VB94和非产细菌素的乳杆菌352/40、魏斯氏菌113）的共培养效应。通过晶体紫染色法量化生物膜，研究揭示了特定菌株组合对病原体生物膜的协同抑制规律，为开发新型混合发酵剂提供了科学依据。

关键技术方法包括：1) 从巴西传统食品分离LAB菌株并通过16S rDNA测序鉴定；2) 建立单/双菌种生物膜模型，采用12孔聚苯乙烯板培养；3) 病原体与LAB按1:10和1:100比例共培养，通过MOX/SM选择性培养基计数活菌；4) 结晶紫染色定量生物膜生物量，统计分析协同效应。

3.1 单/双菌种生物膜形成特性
研究发现所有LAB菌株均能在MRS培养基中形成生物膜，但双菌种共培养未显著增加总生物量。值得注意的是，瑞士乳杆菌352与乳球菌69/94共培养72小时后出现生物量下降，暗示可能存在拮抗作用。

3.2 对单增李斯特菌的抑制
在1:100比例下，乳球菌69+魏斯氏菌113组合表现最佳，相较单菌培养产生2-4 log的抑制增强。干酪乳杆菌40+乳球菌69组合在1:10比例下也呈现3 log的持续抑制效果，表明比例效应显著。

3.3 对大肠杆菌O157:H7的抑制
仅1:100比例显示抑制作用，干酪乳杆菌40+乳球菌94组合在48-72小时实现2 log抑制，而瑞士乳杆菌352+乳球菌94的抑制效果随时间递减，揭示菌株特异性与时间依赖性。

讨论与结论
该研究首次阐明：1) 非产细菌素LAB与产细菌素乳球菌的共培养可增强对革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）的抑制，突破传统认为bacteriocin仅对革兰氏阳性菌有效的认知；2) 抑制效果与菌株组合、比例和时间密切相关，1:100比例下协同效应更显著；3) 瑞士乳杆菌352与乳球菌的拮抗作用可能与其代谢产物（如叶酸/核黄素）有关。

这项研究为食品工业提供了重要启示：通过精准设计混合发酵剂，既能抑制病原体生物膜，又可保留食品固有微生物群落平衡。未来需在真实食品基质中验证这些组合的稳定性，并解析其分子机制（如群体感应信号传导）。该成果不仅推动食品生物保护技术发展，也为开发具有维生素强化功能的发酵食品开辟了新思路。