《Food Microbiology》：Adaptive hydrophobicity shifts in
Listeria monocytogenes under subinhibitory exposure to benzalkonium chloride, peracetic acid and sodium hypochlorite
编辑推荐：
李斯特菌表面疏水性通过MATS技术分析其在苯扎氯铵、过氧乙酸及次氯酸钠半抑制浓度下的适应性变化，发现十六烷溶剂更优，次氯酸钠诱导最大疏水性增强，为食品加工环境消毒策略优化提供依据。
阿明塔·维加-桑切斯（Aminta Vega-Sánchez）、约瑟普-玛丽亚·德迪奥斯-庞特（Josep-Maria deDios-Pont）、保拉·克鲁兹-维拉（Paula Cruz-Vera）和卡罗莱纳·里波列斯-阿维拉（Carolina Ripolles-Avila）
人类营养与食品科学领域。巴塞罗那自治大学兽医学院动物科学与食品系，Travessera dels Turons s/n，Bellaterra，08193，西班牙巴塞罗那
摘要
磷脂层对单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）对消毒剂的耐受性起着关键作用。我们通过“微生物对溶剂的粘附性”（Microbial Adhesion to Solvents, MATS）技术分析了19个菌株的表面疏水性，这些菌株在野生型状态下以及适应了半最低抑菌浓度（? MIC）的苯扎氯铵（BKC）、过氧乙酸（PAA）或次氯酸钠（SHY）后进行了测试。首先，我们比较了两种碳氢化合物作为MATS溶剂的适用性（即二甲苯与十六烷），以优化溶剂的选择。野生型菌株用二甲苯处理后的粘附性接近零或呈负值，而十六烷处理后的粘附性分布向正值偏移，且菌株间的变异性较低。在三种代表性菌株中，适应每种消毒剂的菌株中，十六烷的粘附性显著高于二甲苯（P < 0.001），总体而言溶剂效应也具有显著性（P < 0.05），这支持使用十六烷作为分析溶剂。使用十六烷时，野生型菌株的疏水性较弱（<20%），菌株间的差异也不明显（P > 0.05）。BKC处理对菌株的影响最小，大多数菌株的疏水性仍低于20%；只有S2-1菌株的疏水性增加到22.32 ± 2.57%。适应PAA处理的菌株中，EDG-e、A7和S2bac菌株的疏水性增加至中等水平（26.87 ± 7.02%至49.46 ± 11.00%），而其余19个菌株的疏水性仍低于20%。SHY处理引起的变化最大，19个菌株中有11个的疏水性增强至超过50%，其MATS平均值介于50.58 ± 18.75%至73.54 ± 7.64%之间。此外，有4个菌株（CECT 5672、4423、R6、S1(R)）的疏水性仍较弱（6.64 ± 39.49%至17.97 ± 23.61%），另有2个菌株（Lm4、Lm5）的疏水性为中等（20–50%）。总体而言，适应亚抑制浓度消毒剂会导致菌株表面特性的显著差异，这些差异可能影响细菌的持续生存能力。这些发现有助于理解常规消毒剂暴露如何影响单核细胞增生李斯特菌的表型适应性，为食品安全管理和食品加工环境中的污染控制提供了重要见解。
引言
食品生产环境中的微生物危害是一个众所周知的问题，对公共卫生机构和食品企业来说是一个重大关切。能够在常规清洁和消毒中存活的病原体会反复污染加工产品，对消费者健康构成严重威胁，并给制造商带来经济损失（EFSA, 2024）。其中，单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）因其能在恶劣环境中存活并引起严重人类感染而尤为顽固，近年来其发病率和致死率有所上升（EFSA-ECDC, 2023；Koutsoumanis等人, 2024）。
单核细胞增生李斯特菌在工业环境中的顽强生存能力归因于多种适应机制，包括生物膜形成和细胞表面重塑（Costerton等人, 1995；Fagerlund等人, 2021）。当消毒剂的使用浓度或接触时间不足时，微生物可能会暴露于亚抑制剂量的消毒剂中，这些剂量虽然不会致死，但会引发微生物的适应性反应（Maillard, 2018）。这些适应机制可能包括细胞质膜脂质组成的改变，降低细胞膜的通透性，以及表达外排泵以将抗菌剂排出细胞（Maillard和Pascoe, 2024；Mc Carlie等人, 2020；Tong等人, 2021）。在食品加工过程中，苯扎氯铵（BKC）、过氧乙酸（PAA）和次氯酸钠（SHY）是最常用的消毒剂。BKC是一种季铵化合物，因其化学稳定性而受到青睐，但其残留物可能会选择出耐受性强的单核细胞增生李斯特菌群体（Aase等人, 2000；To等人, 2002）。PAA是一种快速作用的氧化剂，可破坏多种细胞结构并分解为无毒副产物，从而减少残留物的持久性（Arvaniti等人, 2025）。SHY会引发氧化损伤，可能破坏细胞膜的完整性，并导致膜硬度和疏水性的适应性增加（Bansal等人, 2021）。
细胞膜在决定单核细胞增生李斯特菌对各种消毒剂的抵抗力方面起着关键作用。通过“微生物对溶剂的粘附性”（MATS）技术研究疏水性已被证明是一种有用的方法，可以通过比较不同菌株对具有相反疏水/亲水特性的溶剂的粘附性来评估和区分其细胞表面状态（Bonsaglia等人, 2014；Sorongon等人, 1991）。该技术以百分比（%）量化细胞对某种溶剂的亲和力，因此对非极性溶剂的亲和力越高，表明表面疏水性越强。尽管MATS提供的是间接而非分子水平的细胞表面特性评估，但其可重复性和对细微物理化学变化的敏感性使其成为比较不同菌株和消毒剂处理后适应性反应的可靠且信息丰富的工具。在暴露于亚抑制剂量消毒剂后，单核细胞增生李斯特菌细胞可能改变其表面物理化学性质，从而改变其MATS值。了解这些表面性质的变化对于预测菌株在工业设备上的持续存在能力以及优化食品加工环境中的卫生和消毒策略至关重要。
因此，本研究的目的是探讨单核细胞增生李斯特菌在暴露于三种常用消毒剂BKC、PAA和SHY的亚抑制剂量后表面疏水性的适应性变化。具体而言，我们（i）测定了19个单核细胞增生李斯特菌菌株在野生型状态及逐渐适应半最低抑菌浓度BKC、PAA和SHY后的表面疏水性特征（% MATS）；（ii）比较了野生型菌株和适应菌株之间的疏水性变化，以深入了解消毒剂诱导的适应过程和菌株依赖的响应模式。
细菌菌株
本研究使用了19种不同的单核细胞增生李斯特菌菌株，其参考编号、血清型和来源见表1。这些菌株来自三个主要来源：（i）从西班牙类型培养物收藏中心（CECT）获得的参考菌株；（ii）从食品加工环境中分离出的菌株；（iii）从加工伊比利亚猪肉产品的工业设施中收集的菌株。选择这种多样化的来源是为了进行全面分析
选择适用于单核细胞增生李斯特菌疏水性分析的最佳溶剂
MATS方法所选溶剂至关重要，因为不同的碳氢化合物与细胞表面的相互作用方式不同，直接影响疏水性测量结果。先前的研究表明，细菌对二甲苯和十六烷等溶剂的亲和力因菌株和物种而异（Keelara等人, 2016；Ning等人, 2021）。因此，在研究的初始阶段，使用了两种碳氢化合物（即二甲苯和十六烷）来评估19个野生型单核细胞增生李斯特菌的细胞表面疏水性
结论
本研究表明，所选碳氢化合物溶剂对单核细胞增生李斯特菌表面疏水性的MATS评估结果有显著影响：十六烷相比二甲苯具有更低的菌株内变异性和更高的菌株间区分度，提高了MATS测量结果在检测消毒剂诱导变化方面的可靠性。适应消毒剂后，疏水性的变化既受消毒剂影响也受菌株影响。SHY处理引起的MATS增加最为显著
CRediT作者贡献声明
阿明塔·维加-桑切斯（Aminta Vega-Sánchez）：撰写原始草稿、方法学设计、实验研究、数据分析、概念构建。约瑟普-玛丽亚·德迪奥斯-庞特（Josep-Maria deDios-Pont）：撰写原始草稿、方法学设计、实验研究、数据分析。保拉·克鲁兹-维拉（Paula Cruz-Vera）：数据可视化、实验研究、数据分析。卡罗莱纳·里波列斯-阿维拉（Carolina Ripolles-Avila）：审稿与编辑、结果验证、项目监督、资源协调、项目管理。
资助
该项目得到了巴塞罗那自治大学（Universitat Autònoma de Barcelona）的预竞争性项目（PPC, 2023）资助，属于“新兴领导力资助”（Grants for Emerging Leaderships）类别，项目编号为572707。作者感谢IFARHU（Instituto para la Formación y Aprovechamiento de Recursos Humanos，隶属于SENACYT（国家科学技术创新部）授予阿明塔·伊莎贝尔·维加·桑切斯（Aminta Isabel Vega Sánchez）的资助（编号：DDCCT-BI-2019-1221，编号270-2021-104）。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢多洛尔斯·布斯克斯（Dolors Busquets）提供的技术支持。本文的内容和撰写工作仅由作者本人负责。
