油脂保护理论新解:肠炎沙门氏菌PT30在三种甘油三酯中的生存策略与代谢适应机制

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Food Microbiology 4.5

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  为解决低水分食品中沙门氏菌因油脂基质增强热抗性的机制难题,研究人员通过比较花生油(混合甘油三酯,aw,25°C=0.30)与其组分三亚油酸甘油酯和油酸甘油酯对肠炎沙门氏菌PT30的影响,结合共聚焦显微镜和转录组学技术,揭示甘油三酯组成通过调控核糖体/氧化磷酸化通路影响病原菌休眠状态,其中纯组分比混合油脂表现出更强的保护效应,为低水分高脂食品风险控制提供新靶点。

  

近年来,花生酱、坚果等低水分高脂食品引发的沙门氏菌感染事件频发,仅2024年美国FDA就因沙门氏菌污染召回多批次食品。这类病原体在干燥环境下的顽强生命力令人震惊——常规杀菌工艺对油脂基质中的沙门氏菌效果大打折扣,80℃加热需要持续17分钟才能达到3-log的杀灭效果,比低脂面粉环境多耗费3倍时间。这种"油脂保护效应"自1970年代就被提出,但半个世纪过去,关于不同甘油三酯组分如何具体影响病原体适应的机制仍如黑箱。

中国国家自然科学基金委员会与土耳其科学技术研究理事会联合资助的研究团队在《Food Microbiology》发表突破性成果。研究人员选取具有代表性的肠炎沙门氏菌Enteritidis PT30(2001年美国杏仁污染事件分离株)作为模式菌株,创新性地采用花生油及其两种主要组分——三亚油酸甘油酯(15-25%)和油酸甘油酯(2.7-5.2%)构建对比实验体系。通过180天的长期观察结合80℃热处理实验,首次在生存稳定性、热抗性、细胞聚集形态和基因表达四个维度系统解析了油脂组分的影响规律。

研究采用三大关键技术:共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)动态观察细胞聚集状态;高通量转录组测序分析代谢通路变化;传统微生物学方法测定D值(热致死时间)和z值(温度系数)。特别关注了水活度(aw)恒定条件下(0.30)不同脂质基质的差异效应。

【不同甘油三酯中S. Enteritidis的生存与热抗性差异】数据显示:花生油组菌体180天存活率最低(降低3.43-log),80℃热处理仅需2.5小时即实现3.5-log灭活;而三亚油酸甘油酯组展现最强热抗性(30小时达到同等杀灭效果),油酸甘油酯组则表现出最优存储稳定性(180天仅降低1.19-log)。这表明混合油脂的保护效果反而弱于其单一组分。

【细胞结构适应性】CLSM揭示:花生油中菌体保持短暂运动能力,形成水合微环境;而两种纯组分甘油三酯促使菌体形成致密脱水聚集体。这种物理状态的差异直接关联热抗性表现——脱水程度更高的三亚油酸甘油酯组细胞对热损伤更具抵抗力。

【代谢与转录调控特征】转录组学发现:花生油主要抑制核糖体生物合成和氧化磷酸化通路,迫使菌群进入深度休眠但削弱应激能力;三亚油酸甘油酯激活氧化应激反应相关基因(katE、sodC等);油酸甘油酯则部分保留代谢活性,平衡了应激响应与能量保存。KEGG分析显示纯组分中热休克蛋白(HSP20、HSP60)和DNA修复系统(recA、uvrA)表达量显著升高。

这项研究颠覆性地证明:油脂保护效应不仅取决于低水活度,更与甘油三酯分子结构密切相关。混合油脂因组分复杂性产生"缓冲效应",反而弱化了极端条件下的保护作用;而特定纯组分通过精准调控代谢休眠程度和应激响应强度,实现更优的适应性平衡。该发现为食品工业提供了重要指导:针对不同油脂配方的产品需要定制杀菌工艺,特别是富含三亚油酸甘油酯的食品需延长热处理时间。理论层面,研究建立了"脂质异质性-代谢休眠-环境抗性"的完整关联模型,为预测食源性病原体在复杂油脂体系中的行为提供了全新框架。

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