单核细胞增生李斯特菌在低水分花生酱粉与全蛋粉中的贮藏存活及热失活

《Foods》：Storage Survival and Thermal Inactivation of Listeria monocytogenes in Peanut Butter and Whole Egg Powders

　　

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)是低水分食品(low-moisture foods, LMFs)中的关注对象，因为该菌可在长期干燥贮藏条件下存活，并在低水活度(aw)下表现出增强的热抗性。研究人员评估了平衡至约0.25和0.45 aw的花生酱粉与全蛋粉中L. monocytogenes的存活与热抗性。接种粉末于22 °C贮藏16个月，随后在75 °C和80 °C进行热处理。研究人员采用对数线性(log-linear)、双相(biphasic)和威布尔(Weibull)模型，并依据拟合优度指标与信息准则进行比较；Weibull尺度参数(δ)由重复水平拟合计算。贮藏期间，两种基质中L. monocytogenes在0.25 aw下的存活时间长于0.45 aw。花生酱粉中，种群由8.48降至2.70 log CFU/g(0.45 aw)，由8.89降至3.64 log CFU/g(0.25 aw)。全蛋粉中，0.45 aw下由8.25 log CFU/g于第15个月降至不可检测，而0.25 aw下第16个月仍剩4.62 log CFU/g。非线性模型总体优于对数线性模型。首次1-log减少的建模时间(δ)最大者出现在75 °C、0.25 aw的全蛋粉(18.28 min；95% CI：16.34–20.45)与花生酱粉(13.38 min；95% CI：9.18–19.52)。较低aw增强了L. monocytogenes的长期存活与热抗性，表明低水分食品的热处理验证需考虑aw与基质特异性。

研究背景方面，低水分食品虽不支撑病原体生长，但疫情与召回事件显示其可长期携带单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)，并因低水活度(a_w)适应而获得高热耐受性。过去沙门氏菌(Salmonella)是低水分食品主要关注菌，但坚果、种子和面粉中L. monocytogenes召回增加，使监管与行业更关注该菌。现有机制研究表明，低水可用性降低分子迁移率、减缓热损伤，并激活渗透与干燥胁迫适应反应；L. monocytogenes依赖兼容溶质如甘氨酸甜菜碱(glycine betaine)与肉碱(carnitine)及σ^B介导的一般胁迫响应。已有研究在花生制品、杏仁粉、脱脂乳粉、小麦粉和可可粉中观察到a_w越低、存活与热抗性越强的现象，但L. monocytogenes在代表性干燥配料中的数据仍少于Salmonella。花生酱粉与全蛋粉组成差异大，适合研究a_w与基质共同影响，因此研究人员开展本项贮藏存活与热失活研究，论文发表于《Foods》。

主要关键技术方法方面，研究人员使用市售花生酱粉与全蛋粉作为低水分基质，接种五血清型L. monocytogenes鸡尾酒，经种子接种并平衡至0.25与0.45 a_w后，分别于22 °C长期贮藏和75 °C、80 °C等温热处理；采用热死亡时间(TDT)细胞与循环水浴控制时间温度，以涂布平板计数，低于检测限时用活力PCR(vPCR)结合富集评估膜完整性与恢复潜力；使用GInaFiT拟合对数线性、Weibull与双相模型，并以RMSE、R²、调整R²、贝叶斯信息准则(BIC)和校正阿凯克信息准则(AICc)判别模型，再用Weibull尺度参数(δ)进行方差分析与Tukey检验。

3.1 近似组成与初始基质特征

研究人员通过近似组成分析发现，花生酱粉初始a_w与水分低于全蛋粉，脂肪低于全蛋粉而碳水化合物更高；全蛋粉蛋白与脂肪更高。结果表明两基质组成差异明显，为后续a_w与基质效应分析提供基础。

3.2 22 °C贮藏期间L. monocytogenes长期存活

研究人员对两基质进行16个月贮藏计数，发现低a_w均延长存活。花生酱粉中0.45 a_w由8.48降至2.70 log CFU/g，0.25 a_w由8.89降至3.64 log CFU/g；全蛋粉中0.44 a_w至第15个月培养计数不可检测，但vPCR仍可检出膜完整细胞，0.27 a_w第16个月仍有4.62 log CFU/g。结论为降低a_w增强长期存活，全蛋粉中更明显。

3.3 模型判别支持非线性热失活

研究人员比较模型拟合，发现两基质热失活普遍偏离对数线性。花生酱粉75 °C时双相模型AICc最低，80 °C时Weibull最优；全蛋粉多数条件Weibull排名第一或接近最优。对数线性模型拟合最差。研究人员保留Weibull作跨条件比较，因其参数少、支持强且可提供统一尺度参数；双相模型存在边界参数与可辨识性问题。结论为低水分体系中非线性模型更合适。

3.4 Weibull参数反映低a_w与低温下抗性更强

研究人员分析Weibull尺度参数(δ)与形状参数(β)，发现温度由75升至80 °C时δ下降，0.25 a_w下δ高于0.45 a_w；β均小于1，表明生存曲线下凹并出现拖尾(tailing)，花生酱粉非线性更显著。结论为a_w与基质共同改变热失活速率与形态。

3.5 Weibull尺度参数(δ)受产品、温度与水活度影响

研究人员以δ作因子分析，花生酱粉在75与80 °C均为0.25 a_w的δ显著大于0.45 a_w；全蛋粉75 °C时同样显著，80 °C时不显著。最大δ为全蛋粉75 °C、0.25 a_w的18.28 min，最小为花生酱粉80 °C、0.45 a_w的0.44 min。结论为低a_w提升热抗性，但效应大小依赖基质与温度。

讨论部分总结中，研究人员指出低a_w是贮藏存活与热抗性的主导因素，全蛋粉高a_w下培养阴性但vPCR阳性说明存在膜完整、培养能力降低的胁迫细胞，不能直接证明存活或VBNC状态。基质方面，0.45 a_w下全蛋粉δ大于花生酱粉，说明脂肪、蛋白、兼容溶质与微结构共同起作用；动物源全蛋粉可提供肉碱等兼容溶质，经OpuC与σ^B增强渗透适应。非线性失活反映干燥群体异质性，对数线性会低估高对数减少所需处理时间。应用含义是低水分食品不能仅按温度和名义a_w外推热失活，而需产品与基质特异验证，并结合a_w控制、卫生与再水化后恢复风险管控。

结论部分翻译如下：本研究证明a_w是低水分食品中L. monocytogenes长期存活与热抗性的主要决定因素，较低a_w在22 °C贮藏中促进更久存活，并在等温热处理中产生更大的首次1-log减少建模时间(δ)。两基质中热抗性随处理温度升高而下降，但a_w效应大小取决于食品基质，说明基质组成会修饰低a_w的保护效应而非独立作用。热失活数据表明非线性行为占优势，Weibull与双相模型持续优于经典对数线性模型，支持低水分体系采用非线性建模进行工艺评价。总之，L. monocytogenes可在干燥食品基质中高度稳定，并在低a_w下表现强热抗性，低水分食品热控制策略需进行基质特异与水活度特异的致死验证。