热加工与新型非热技术对大肠杆菌ATCC 8739转录组的影响机制及食品安全应用研究

针对传统热加工破坏果汁营养的难题，研究人员通过比较热处理(TT)、高压处理(HPP)和中等强度脉冲电场(MIPEF)对大肠杆菌ATCC 8739的灭活效果及转录组影响，发现HPP(400 MPa/1 min)实现5.0±0.3 log cfu/mL灭活，TT(60°C/200 s)达4.4±0.2 log cfu/mL，而MIPEF虽未灭活却显著激活膜代谢相关基因。研究揭示了非热技术诱导的应激机制与潜在毒力增强风险，为优化果汁加工工艺提供分子依据。

　　

在追求健康饮食的浪潮中，富含维生素C和多酚的红色水果果汁备受青睐。然而传统巴氏杀菌虽能杀灭病原菌，却会导致营养成分降解和色泽劣变。更棘手的是，酸性环境中的"顽固分子"——肠出血性大肠杆菌(EHEC)可能残存活菌，引发食源性疾病。面对这一矛盾，食品科学界将目光投向高压处理(HPP)和脉冲电场(PEF)等非热技术，但这些技术对细菌的分子水平影响仍是未解之谜。

为此，欧洲研究团队以草莓汁为基质，采用大肠杆菌ATCC 8739作为EHEC替代菌株，系统比较了热处理(60°C/200 s)、HPP(400 MPa/1 min)和MIPEF(6 kV/cm)三种技术的灭活效果及转录组差异。研究通过RNA测序技术解析应激机制，同时测定处理前后菌落数变化。

微生物灭活效率
实验显示HPP处理实现最高5.0±0.3 log cfu/mL的灭活率，热处理达4.4±0.2 log cfu/mL，而MIPEF组菌落数反增0.3±0.1 log cfu/mL。这表明在测试参数下，MIPEF未能有效杀菌，但可能刺激细菌生长。

转录组响应特征
热与HPP处理引发相似的分子应激：

• 外膜蛋白基因显著上调(log₂
  FoldChange 1.11-1.57)
• 氧化应激相关基因激活
• ABC转运体家族基因过表达

MIPEF虽无杀菌效果，却强烈诱导：

• 膜完整性相关基因(如脱氢酶YhaE上调7.09倍)
• 能量代谢通路激活
• 潜在毒力因子(脂蛋白编码基因)表达增加

讨论与意义
该研究首次揭示非热技术可能通过上调ABC转运体和外膜蛋白基因增强细菌环境适应性，这为解释残留菌株的耐药现象提供线索。特别值得注意的是，MIPEF处理虽未直接杀菌，但诱导的代谢激活可能加速细菌繁殖，提示需优化电场参数。研究结果发表于《Innovative Food Science》，为平衡果汁安全与营养提供了关键分子证据：HPP在灭活效率与营养保留方面表现最优，但需警惕亚致死压力诱导的潜在毒力变化；而MIPEF的应用需结合辅助杀菌措施。这些发现为开发"杀菌-营养"双优的果汁加工新工艺奠定了理论基础，同时警示需加强非热技术处理后微生物复苏风险的长期监测。