噬菌体内溶素lysSEP21对沙门氏菌-大肠杆菌双物种生物膜的抗菌机制及在食品保鲜中的应用研究

针对沙门氏菌和大肠杆菌生物膜耐药性强、致病性高的难题，研究人员开展噬菌体内溶素lysSEP21的抗菌机制研究。结果显示其MIC≤0.025 mg/mL，6小时降解90%生物膜，并通过破坏外膜(OM)和内膜(IM)实现3.68 log10 CFU/mL的杀菌效果。该研究为食品中多重耐药菌生物膜防控提供了新策略。

　　

在食品安全领域，沙门氏菌(Salmonella)和大肠杆菌(E. coli)形成的生物膜(Biofilm)如同细菌的"钢铁堡垒"——其多层脂质结构不仅能抵抗消毒剂，还会增强病原体的传播风险。传统抗生素对这些顽固的微生物群落往往束手无策，而噬菌体裂解蛋白的出现为这一困局带来了转机。

中国科学院的研究团队在《International Journal of Food Microbiology》发表的研究中，聚焦新型噬菌体内溶素lysSEP21的抗生物膜性能。通过微量稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，结合β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)和β-内酰胺酶(β-lactamase)释放实验验证膜破坏机制；采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察36-42小时成熟生物膜的清除效果；并运用定量实时PCR(qRT-PCR)分析生物膜调控基因表达变化。

研究结果显示：

1. 抗菌活性：lysSEP21对革兰氏阴性菌和阳性菌均表现出≤0.025 mg/mL的强效MIC，1小时内实现3.68 log₁₀ CFU/mL的杀菌效果。
2. 膜破坏机制：β-内酰胺酶和β-半乳糖苷酶的显著释放，证实其能同时降解外膜(OM)和内膜(IM)。
3. 生物膜清除：6小时处理使生物膜质量减少≥90%，CLSM死/活细胞染色显示成熟生物膜被有效瓦解。
4. 基因调控：关键毒力基因csgD(调控curli菌毛)和fliC(鞭毛蛋白)表达量显著下调。
5. 食品应用：在鸡肉、生菜等食品基质中，对多重耐药(MDR)沙门氏菌的抑制达0.93-3.12 log₁₀ CFU/mL。

该研究不仅阐明lysSEP21通过"双膜爆破"机制破坏生物膜结构，更首次证实其能同步抑制毒力基因表达。在食品保鲜应用中，这种源于噬菌体的"生物导弹"展现出三大优势：快速起效（1小时显著杀菌）、广谱覆盖（同时靶向革兰氏阳性和阴性菌）、环境友好（避免化学防腐剂残留）。其突破性在于将噬菌体治疗从临床领域延伸至食品工业，为防控食源性病原体生物膜提供了可规模化的生物解决方案，对保障公共卫生安全具有里程碑意义。