新型噬菌体PS2的特性及其在不同食品基质中控制致病性大肠杆菌的应用研究

为解决食源性致病性大肠杆菌（E. coli）污染问题，研究人员从污水中分离鉴定出新型噬菌体vB_EcoS_PS2（属Dhillonvirus），通过全基因组分析证实其无耐药性及毒力基因，并评估其对多种E. coli血清型（如O157:H7、O6等）的裂解效能。结果表明，PS2具有短潜伏期（20 min）、高裂解量（410 PFU/细胞）及宽温/耐pH稳定性（4–60°C，pH 4–10），在牛奶、米粥和香肠中可实现最高6.20 log的细菌减量，显著抑制生物膜形成。该研究为食品安全的生物防控提供了高效候选方案。

　　

研究背景
食源性致病菌污染是全球公共卫生的重大挑战，其中产志贺毒素大肠杆菌（如O157:H7）可引发严重腹泻甚至溶血性尿毒综合征。传统抗生素防控面临耐药性加剧和生态破坏的困境，而噬菌体（Bacteriophage）因其宿主特异性强、环境友好等特点成为替代策略。然而，现有噬菌体在复杂食品基质中的稳定性与效能参差不齐，亟需发掘新型高效噬菌体并系统评估其应用潜力。

研究机构与成果
一项发表于《International Journal of Food Microbiology》的研究聚焦于此，从污水样本中分离出新型噬菌体vB_EcoS_PS2，通过形态学（透射电镜显示其具Caudoviricetes类典型的等径头部和长非收缩尾部）和基因组学（44,264 bp线性DNA，无溶原性、毒力及耐药基因）鉴定其分类与安全性。研究团队进一步验证了PS2对O157:H7、O6、O78:K80:H12等血清型的强裂解能力，并在牛奶、米粥和包装香肠中测试其抑菌效果。

关键技术方法
研究采用污水样本富集培养法分离噬菌体，通过双层琼脂平板法测定宿主谱和效价，透射电镜（TEM）观察形态，Illumina测序完成全基因组组装与注释。生物膜清除实验采用结晶紫染色法，食品模型抑菌实验设置4°C和25°C两组温度，以不同感染复数（MOI）评估杀菌效率。

研究结果

1. 噬菌体PS2的生物学特性

• 裂解动力学：潜伏期仅20分钟，爆发量达410 PFU/细胞，显著优于同类噬菌体。
• 环境稳定性：在60°C以下及pH 4–10范围内活性保持>90%，适应食品加工存储条件。

2. 体外抑菌与生物膜清除

• 液体培养基中，PS2延迟细菌再生达20小时，对48小时成熟生物膜的清除率为4.8 log CFU/mL。

3. 食品基质中的防控效能

• 液体食品（牛奶）：MOI=100时，25°C下6小时实现6.20 log减量。
• 半固体（米粥）与固体（香肠）：MOI=10时，分别达到5.94 log和5.26 log减量，但固体食品中效能随MOI降低而减弱。

结论与意义
该研究首次报道了Dhillonvirus属噬菌体PS2在复杂食品体系中的高效应用，其基因组安全性、广谱裂解活性和环境稳定性为食品工业提供了可规模化应用的生物防控剂。尤其在低温（4°C）下仍保持活性的特点，使其适用于冷链食品保鲜。未来需优化固体食品中的递送策略以提升渗透效率，但其在预防食源性疾病暴发和减少抗生素依赖方面已展现出明确潜力。