《Food Bioscience》：Antimicrobial activity and Potential Mechanism of Probiotic Cell-Free Supernatant on
Salmonella and its applications in egg preservation
编辑推荐：
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益生菌产生的无细胞上清液（CFS）能够抑制沙门氏菌的生长、运动能力和生物膜形成。
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CFS会损害沙门氏菌的表面特性及其在Caco-2细胞上的附着和侵袭能力。
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不同来源的SCFA（短链脂肪酸）成分的差异部分解释了CFS在抗菌效果上的差异。
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益生菌产生的无细胞上清液（CFS）能够抑制沙门氏菌的生长、运动能力和生物膜形成。
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CFS会损害沙门氏菌的表面特性及其在Caco-2细胞上的附着和侵袭能力。
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不同来源的SCFA（短链脂肪酸）成分的差异部分解释了CFS在抗菌效果上的差异。
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来自Lactiplantibacillus plantarum和Lactobacillus paracasei的CFS具有更好的环境稳定性。
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CFS可作为稳定的生物防腐剂，有效减少蛋壳上的沙门氏菌污染。
引言
沙门氏菌 Typhimurium（S. Tm）是一种主要的食源性疾病病原体，据估计每年全球约有5.5亿例沙门氏菌病病例，这凸显了其对公共卫生的严重影响（Zhang等人，2026年）。近年来，与S. Tm污染相关的食源性疾病暴发事件日益增多，这引起了特别关注（Behbahani和Noshad，2024年）。这种病原体主要通过生鸡蛋、生肉和未经巴氏杀菌的乳制品传播（Zhang等人，2026年）。其中，与鸡蛋相关的S. Tm污染仍然是全球食品安全的重大挑战（Li, L. Y.等人，2024年）。值得注意的是，蛋壳表面的污染程度显著高于鸡蛋内部（Zhang等人，2026年）。目前用于鸡蛋表面消毒的策略主要采用物理和化学方法（Zhou等人，2026年）。然而，由于消费者越来越倾向于选择带有“绿色”或清洁标签认证的产品，因此迫切需要探索新型抗菌剂和方法，以实现有效的抗菌效果同时不产生化学残留（Rouhi等人，2024年）。
S. Tm能够借助一系列关键因素（也称为毒力因子）在各种食品加工和储存环境中存活（Cai等人，2023年）。其定殖过程始于细菌利用其运动机制并调节表面特性，以增强对食品、设备表面和宿主细胞的附着能力（Giaouris等人，2014年）。随后，S. Tm试图形成生物膜，从而能够抵御更严峻的环境压力（Yu等人，2025年）。与浮游形式的S. Tm相比，处于生物膜中的S. Tm细胞具有更长的存活时间和更强的抗菌耐受性，使其成为食源性疾病暴发中的持久且难以控制的污染源（Yu等人，2025年）。尽管传统化学消毒剂如氯和季铵化合物被广泛用于控制S. Tm污染，但它们无法完全清除生物膜，且可能导致细菌耐药性，加上消费者对清洁标签食品的需求不断增加，因此人们开始寻找天然、安全且有效的替代品（Xi等人，2025年）。
乳酸菌（LAB）因其能够产生多种抗菌代谢物而受到广泛关注（Mani-López等人，2022年）。从LAB培养物中提取的无细胞上清液（CFS）富含有机酸、短链脂肪酸、细菌素和过氧化氢以及抗菌肽，这些成分共同赋予了它们抗菌活性（Luo等人，2026年；Xi等人，2025年）。研究表明，含有CFS的薄膜对常见的食源性疾病病原体（包括金黄色葡萄球菌和大肠杆菌）具有显著的抗菌作用（Ma, D. H.等人，2020年）。此外，还发现了不同菌株在抗菌效果上的差异。例如，来自Lactiplantibacillus plantarum X的CFS已被证明对S. Tm具有强大的抗菌和抗生物膜作用，显示出对主要食源性疾病病原体的广谱抑制潜力（Xi等人，2025年）。此外，来自Lactiplantibacillus plantarum的CFS还被证明能有效抑制单核细胞增生李斯特菌的生长和生物膜形成，从而延长肉制品的保质期（Liang, M.等人，2025年）。同样，来自L. plantarum MY2的CFS也被认为是一种有前景的抗菌剂，可用于水产品，有效防止腐败并减少由嗜水气单胞菌引起的食源性疾病的发生（Wang, D.等人，2023年）。
迄今为止，已鉴定出超过2,610种S. Tm血清型，其中S. Tm是与食品污染相关的最常见和最广泛传播的血清型之一（Zhang等人，2026年）。在本研究中，使用了S. Tm来研究来自五种益生菌菌株的CFS的抗菌活性，这些菌株包括大肠杆菌 Nissle、Limosilactobacillus reuteri、乳酸乳杆菌 acidophilus、Lactiplantibacillus plantarum和Lactaseibacillus paracasei。通过游泳试验、表面疏水性测定、自聚集测试、抗生物膜活性（包括生物膜的形成和清除）、在Caco-2细胞上的附着和侵袭研究、扫描电子显微镜下的形态特征分析以及GC-MS法进行的脂肪酸含量分析，阐述了其潜在的作用机制。此外，还评估了CFS在不同环境条件下的抗菌活性稳定性及其在鸡蛋保鲜中的应用潜力。这些发现表明，益生菌产生的CFS作为一种稳定且环保的方法，对于控制食品表面（如鸡蛋）上的S. Tm污染具有很大潜力。
章节片段
沙门氏菌 Typhimurium 菌株及其培养条件
沙门氏菌 Typhimurium菌株SL1344（S. Tm）由北京大学的刘小云教授提供，并储存在-80 °C条件下。S. Tm-GFP（绿色荧光蛋白）也在实验室中构建并储存。使用前，细菌在37 °C下于含有摇床（120 rpm）的LB培养基中培养过夜。然后使用Multiskan SkyHigh（Thermo，美国）微孔板读数仪将培养物调整至OD600为0.5。
细菌培养和无细胞上清液（CFS）的制备
Lactaseibacillus paracasei Jlus66（CGMCC NO. 22101）（Lc. paracasei）
抗菌活性
如图1A和1B所示，CFS对沙门氏菌表现出明显的抗菌效果。当S. Tm与CFS共培养时，其生长受到显著抑制。其中，大肠杆菌 Nissle的抗菌效果呈剂量依赖性，其抗菌活性随CFS浓度的增加而增强。相比之下，L. reuteri和乳酸乳杆菌的抑制效果在CFS浓度达到20%时趋于平稳，之后不再显著增强。
结论
本研究证明，来自益生菌菌株的CFS通过多种机制表现出强大的抗沙门氏菌活性，包括抑制生长、降低运动能力、调节表面疏水性及自聚集、破坏生物膜以及阻碍宿主细胞的附着和侵袭。五种CFS中SCFAs的组成和含量差异导致了它们不同的抗菌效果，这为菌株选择和配方设计提供了有价值的依据。
贾瑶瑶：撰写——原始草稿、方法学、实验设计、数据分析。王成宇：实验设计、数据分析。王凯：实验设计、数据整理。叶海青：撰写——审稿与编辑、概念构思。高原：实验设计、数据分析。邓旭明：撰写——审稿与编辑、概念构思。
作者声明他们没有已知的可能影响本论文工作的财务利益或个人关系。
本研究得到了国家自然科学基金（编号32473086）的财政支持。
贾瑶瑶|王凯|王成宇|高原|叶海青|邓旭明| Shen雪
