噬菌体鸡尾酒疗法在软麦加工中对大肠杆菌O157:H7的生物防控及面粉品质保障研究

针对小麦粉中产志贺毒素大肠杆菌(STEC)污染这一重大公共卫生挑战，本研究首次在商业化磨粉厂评估了裂解性噬菌体鸡尾酒(EcoShield? PX)对大肠杆菌O157:H7及其替代菌株EC688的杀灭效果。通过实验室和工业化规模试验证实，1×107 PFU/g的噬菌体处理可使病原菌降低1.3 log CFU/g，且不影响面粉溶剂保持力(SRC)和烘焙品质，为粮食安全提供了新型绿色防控方案。

　　

小麦作为全球35%人口的主粮，其加工制品的安全问题日益突出。近年来，产志贺毒素大肠杆菌(STEC)污染小麦粉引发的食源性疾病频发，仅美国因此导致的经济负担就高达2.58亿美元。更令人担忧的是，约三分之一消费者会直接食用生面粉，而STEC在面粉中可存活长达两年。传统化学消毒剂如氯气、臭氧等虽有一定效果，但可能影响面粉功能特性或产生有害残留。在此背景下，噬菌体(细菌病毒)因其特异性强、环境友好且不影响食品感官的特性，成为粮食安全领域的新兴解决方案。

为验证噬菌体在工业化磨粉中的实际应用价值，国外研究人员开展了一项创新研究。团队选用已获FDA-GRAS认证的噬菌体鸡尾酒EcoShield? PX（含ECML-117等3种裂解性噬菌体），通过实验室模拟和60,000磅规模的工业化磨粉试验，系统评估其对STEC的防控效果。研究采用非致病性大肠杆菌EC688作为替代菌株（因实际STEC存在生物安全风险），通过双螺旋搅拌机实现菌体均匀分布，并创新性地在Bühler Turbolizer和DAMPE两种调质系统中测试噬菌体输送方案。

关键技术方法包括：1) 噬菌体通过变量泵注入调质水管道（浓度梯度1×10⁶
-1×10⁷
PFU/g）；2) 黑茶提取物制备噬菌体中和剂用于准确计数；3) AACC标准方法评估面粉烘焙性能；4) 全流程采样涵盖调质前后、初磨、统粉等7个关键位点。

研究结果揭示：
Reduction of E. coli O157:H7 on wheat
实验室数据显示，1×10⁷
PFU/g噬菌体处理4小时后，EC150和EC230菌株分别减少1.3 log和1.0 log CFU/g，且减菌效果与噬菌体浓度呈线性相关（R²
=0.9882）。

Reduction of E. coli ECOR-34 on wheat in mill trials
工业化试验中，1×10⁷
PFU/g处理使统粉中EC688降低3.1 log CFU/g，显著高于对照组1.9 log的降幅。DAMPE调质系统表现略优，6小时后减菌效果达1.0 log CFU/g。

Bake test and flour quality
噬菌体处理面粉的溶剂保持力(SRC)与对照组无差异，糖霜饼干和薄饼的延展性、厚度等指标均未受影响，感官评价证实无异常风味或质地改变。

这项研究开创性地证实了噬菌体在粮食加工中的工业化应用潜力。其重要意义体现在三方面：首先，1×10⁷
PFU/g的噬菌体处理可实现与化学消毒剂相当的减菌效果（1-3 log CFU/g），但完全规避了化学残留风险；其次，特异性靶向STEC的特性保留了面粉中有益微生物群落，这对传统发酵食品（如酸面团）的品质维持至关重要；最后，研究建立的管道注入技术方案可直接整合到现有磨粉生产线，无需重大设备改造。

值得注意的是，该方案也存在优化空间：噬菌体对EC688的杀灭效率（40%）低于实际STEC菌株，提示实际应用中可能获得更好效果；而市政水中余氯可能影响噬菌体活性，建议配套活性炭过滤系统。未来研究可探索广谱噬菌体鸡尾酒的开发，以同步控制沙门氏菌等其他粮食病原体。这项发表于《Journal of Food Protection》的成果，为粮食加工业提供了一种兼具高效性与可持续性的生物防控新范式。