乳制品中近缘产谷甾烷蜡样芽孢杆菌复合群分离株的表型差异

《International Dairy Journal》：Phenotypic differences in closely related cereulide-producing Bacillus cereus- group isolates from dairy

　　Bacillus paranthracis ST26 panC III在13至40°C下均能在乳品中产生cereulide毒素。遗传亲缘关系并不能反映乳品中cereulide的产生情况。在静态条件、pH≥5下能够产生cereulide，但产孢受到限制。cereulide在混合细菌培养中同样能够产生。生物膜控制措施包括采用含消毒剂的清洁剂程序。## 引言Bacillus cereus群的分类体系极为复杂。"B. cereus群"（B. cereus sensu lato）的核心物种通常包括B. anthracis、B. cereus sensu stricto、B. thuringiensis、B. weihenstephanensis、B. mycoides、B. pseudomycoides、B. cytotoxicus以及B. toyonensis。传统上认为产生cereulide毒素并引起呕吐型食物中毒的物种是B. cereus sensu stricto。然而，近期研究进展表明，B. cereus s.l.群中多个物种同样能够产生该呕吐毒素（Carroll、Cheng、Wiedmann和Kovac, 2022；Frentzel、Kraemer、Kelner-Burgos、Uelze和Bodi, 2024；Jovanovic、Ornelis、Madder和Rajkovic, 2021）。B. cereus群细菌在巴氏杀菌乳品中常被检测到，最近的一项meta分析估计其在这类乳品中的全球流行率约为36%（Rahnama等, 2023）。芽孢杆菌的芽孢天然存在于牧场环境中，并能耐受巴氏杀菌，使得B. cereus群细菌成为乳品中重要的食品腐败菌，且在其产生毒素时对食品安全构成威胁（Tirloni等, 2022）。虽然B. cereus已被确定为导致食源性疾病的主要致病菌之一（Jovanovic等, 2021），但与乳品相关的暴发事件却相对较少。例如，中国的一项研究显示，2010至2020年间与乳品相关的B. cereus食源性暴发事件比例仅为0.72%（Duan等, 2023）。尽管2025年报道了在召回的婴儿奶粉中检测到cereulide毒素，但这本身并不属于乳品问题，而是与添加到乳品中的一种原料有关（Iacobucci, 2026）。总体而言，产生cereulide的B. cereus在乳品中的发生率似乎也低于其他食物，例如烹煮后储存的米饭（Biesta-Peters、Dissel、Reij、Zwietering和In't Veld, 2016；Duan等, 2023；Li等, 2020；Saleh-Lakha等, 2017）。风险分析也指出，巴氏杀菌乳品中B. cereus食物中毒的实际发生率远低于定量模型评估所预测的水平（A?ai、Valík和Liptakova, 2014）。尽管如此，B. cereus群中能够产生cereulide的菌株仍然是乳品中重要的食品安全细菌。巴氏杀菌乳品中B. cereus的监管限值通常设置为每毫升（或每克）1000 CFU，针对一般人群的产品；而针对敏感人群的产品则设为每毫升（或每克）100 CFU（EFSA生物危害专家小组（BIOHAZ）, 2016）。这提供了至少2至3个log CFU的安全余量，以避免达到足以引起食源性疾病的≥5 log CFU阈值（B. cereus必须生长至5 log CFU或更高才会产生足够的cereulide毒素）（da Silva等, 2022）。尽管来自不同地区的研究对B. cereus群产生cereulide的情况已有大量报道，但关于新西兰菌株的数据十分有限（Andersson等, 2004；Biesta-Peters等, 2016；Liu、Hu、Xu、Ding和Zhu, 2020；Rajkovic等, 2006）。从实际的食品安全风险管理角度来看，通常假定B. cereus群的所有菌株都会产生这种毒素，但实际上研究表明cereulide的产生并不常见，尤其是在乳品分离株中更为少见（例如仅1.1%——Liu等, 2020）。此外还需注意，尽管从分类学上讲不够精确，执行乳品常规检测的实验室通常将所有B. cereus群细菌视为具有呕吐型致病性的B. cereus（即在甘露醇卵黄多粘菌素琼脂上呈粉色菌落且伴有卵磷脂酶沉淀晕圈的，并记录为疑似B. cereus）。虽然B. cereus群细菌既可引起腹泻型也可引起呕吐型疾病，但本研究重点关注cereulide产生株以及在乳制品加工相关条件下影响该毒素产生的因素。为了更好地了解新西兰乳品环境中产生cereulide的B. cereus群分离株，本研究对从乳品加工过程中分离并保存于新西兰某菌株保藏中心的历史菌株进行了检测。分析工作包括环境变化（如温度、搅拌、pH、其他细菌的存在以及表面条件）对cereulide产生的影响。此外，还对清洁消毒处理进行了测试，以期改进降低和管理乳品加工中这些细菌风险的策略。## 各章节摘要### 细菌分离株从Fonterra研究与开发中心（新西兰帕勒斯顿纳）的历史乳品菌株库中（320株B. cereus群细菌，占0.94%），通过内部筛选试验发现有3株能够在牛奶中产生cereulide毒素的Bacillus cereus群菌株（分别称为BC25、BC80和BC149）。这些菌株被认为具有代表性，因为它们与乳品生产环境密切相关，并分别从不同的乳品加工流程和生产工厂中分离得到。### Cereulide产生阳性菌株及基因分析本研究中的3株分离株和3株参考菌株均成功使用Illumina NextSeq平台完成了测序。基因组序列以高测序深度（>100倍）进行组装，未检测到显著污染。所有分离株最接近Bacillus paranthracis，属于MLST基因型ST-26和panC III组。利用wgMLST程序fast-GeP对分离株的亲缘关系进行了分析，结果表明它们之间存在密切的亲缘关系。### 分离株鉴定与毒素基因总体而言，现有研究表明，虽然B. cereus群细菌通常存在于一般环境中，例如土壤中，但产生cereulide的菌株发生率被认为较低（Altayar和Sutherland, 2006）。本研究从一个包含300多株的菌株库中仅分离出3株产生cereulide的B. cereus群菌株，这强调了此类细菌在乳品分离株中的流行率较低，并与多项国际研究相符。### 结论及其对乳品加工的启示本研究中的乳品分离株较为特殊，它们在静态条件下产生的cereulide明显更多。大多数文献报道的是在震荡条件下cereulide的产生，仅有少数研究报道过静态条件下的情况。从实际应用角度来看，这突出了乳品生产过程中过程控制的重要性。许多储存罐和大规模储罐容纳大量乳品，通常不会进行剧烈搅拌或震荡，尽管可能通气，但……### CRediT作者贡献声明**K Fouhy：**撰写——审阅与编辑、资源、方法学、调查。**D Lindsay：**撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、指导、方法学、调查、形式分析、数据管理、概念构思。**M Harrigan：**撰写——审阅与编辑、资源、方法学、调查。**G Peddie：**撰写——审阅与编辑、资源、方法学、调查、形式分析。**J Zhang：**撰写——审阅与编辑、资源、方法学、调查。### 未引用参考文献A?ai等, 2014；EFSA生物危害专家小组, 2016；Guinebretiere等, 2010；Guinebretiere等, 2025；H?ggblom等, 2002；2017_2017；Terashima等, 2020。### 数据可用性声明本研究中的数据为新西兰Fonterra的知识产权。## 利益冲突声明? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务关系/个人关系：D Lindsay担任IDJ的审稿人。所有作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本研究报告的工作。## 致谢我们特别感谢A Killington、J Warren、R Fraser和M Price为本研究提供的技术支持贡献。D. Lindsay|K. Fouhy|G. Peddie|M. Harrigan|H.E. Tegetmeyer|J. Zhang