臭氧根除污染食品接触表面的李斯特菌高活量研究

       这项研究证明了低浓度的冷气态臭氧处理在从玻璃、聚丙烯、不锈钢和发泡聚苯乙烯食品接触表面根除高李斯特菌活细胞负荷方面的有效性。使用循序渐进的方法，包括选择很耐药的菌株 - 表面组合，11种李斯特菌菌株导致在1.07 mg m处的连续臭氧流失活-3冷孵育24或48小时后，取决于评估的菌株和表面。

       将接种量增加到 9 对数 CFU 优惠券-1，在3.21mg m下处理48小时后获得很佳灭活率-3当细胞沉积在不锈钢和膨胀聚苯乙烯试样上时，臭氧浓度在以前的测定中产生了很耐受的食物接触表面。将天然污染的肉类提取物添加到高负荷的单核细胞增多性 LMG 23775 细胞中，这是 11 种测定李斯特菌属菌株中很具抗性的菌株，导致其在处理 4 天后完全失活。据我们所知，这是第一篇描述单核细胞增多性李斯特菌存活以及冷库条件下臭氧处理对膨胀聚苯乙烯（一种食品包装中常用材料）的影响的报告。本研究结果可用于减少冷食贮藏过程中的病原体交叉污染现象。

介绍

       食源性疫情每年影响全球成千上万的消费者。2012年，美国疾病控制和预防中心（CDC，2014）报告了超过19，500例感染，4，600例住院治疗和69例死亡。同样，2011年，欧盟报告了5，500多起食源性疫情，造成7，000多例住院治疗和93例死亡（EFSA-ECDC，2013年）。

       在美国，从1999年到2008年，大约47%的食源性暴发与肉类（牛肉、猪肉、家禽等）有关。其中超过75%归因于产气荚膜梭状芽胞杆菌和沙门氏菌属菌株（Batz，2013）。

       欧洲食品和饲料快速预警系统（RASFF）门户网站报告称，从2010年1月至2015年6月，在超过16，000份通知中，有1035份涉及肉类和肉制品（家禽除外），其中87份涉及单核细胞增多性李斯特菌的存在，其中68份与即食肉制品有关。很近，由“rullepølse”（一种用作冷切肉的卷熟食香肠）引起的食源性暴发导致12人在李斯特菌检测呈阳性的30天内死亡（SSI，2014;http://www.ssi.dk）。

       单核细胞增多性李斯特菌经常从食品加工环境中分离出来（Chambel等人，2007年;迪·博纳文图拉等人，2008年;福克斯等人，2009）这种细菌由于其精神营养性质而引起冷藏食品行业的关注（诺伍德和吉尔莫，2001）。超过95%的人类李斯特菌病主要是由于血清型1/2a，1/2b和4b（斯瓦米纳坦和Gerner-Smidt，2007;斯卡兰等人，2011）。血清型的差异，几种毒力因子的发生以及侵袭性感染的长潜伏期导致特定消费者群体（如孕妇，新生儿和免疫功能低下患者）的高病死率（20-30%）（Rocourt等人，2003）。然而，当食物中活的单核细胞增多性乳杆菌细胞的浓度较低时，通常认为加工后污染和冷藏条件下生长的现象足以引起人类李斯特菌病（Wang和Orsi，2013）。

       单核细胞增多性李斯特菌可以在塑料，聚丙烯，橡胶，不锈钢和玻璃等食品接触表面上迅速形成生物膜（Hood和Zotola，1997;席尔瓦等人，2008年）。生物膜的固有性质阻碍了化学物质的吸收，这使得单核细胞增多性李斯特菌不易受到清洁操作的影响（Stopforth等人，2002年），改善了食品加工场所内菌株的持久性（Norwood和Gilmour，2001;韦勒等人，2013）。由于这些原因，关于食品微生物标准的委员会条例2073/（委员会条例（EC），2005）要求25克食品中必须不存在单核细胞增多性李斯特菌。

       正如Ngadi等人（2012）很近回顾的那样，物理方法，化学防腐剂和生物保存能够确保食品的微生物安全性，即使它们会导致食品的风味，质地和营养成分发生不良变化。正在研究控制食源性病原体的新兴技术，以在促进健康的生物活性化合物和感官特性方面保持食品新鲜度。特别是，600 W微波处理能够在12-15分钟内在人工准备吃的法兰克福牛肉中实现7对数的单核细胞增生性减少（Huang，2005）。相反，受控的射频能量影响较差的单核细胞增多性李斯特菌接种在肉球中（Schlisselberg等人，2013）。同样，脉冲电场的应用导致食品中食源性失活率低，尽管它增加了对热处理的微生物敏感性（Hermawan等人，2004;拉多等人，2004年）。高静水压力处理的应用导致冷熏鲑鱼中单核细胞增多性李斯特菌的弱失活（Lakshmanan和Dalgaard，2004），而当它与乳链菌肽结合使用时，RTE腌制肉制品中的杀出效果增加（Hereu等人，2012）。

       臭氧 （O3）是一种强大的氧化剂，从臭氧发生器产生，具有高反应性，穿透性和自发分解为无毒化合物（Miller等人，2013）。它具有强大的抗菌特性（Gurley，1985），并通过攻击细胞膜与细胞发生反应，导致膜中碳 - 碳双键的裂解，导致细胞裂解和死亡。用气态或水性臭氧处理被食源性病原体污染的肉类样品通常会导致非常低的去污水平。在三种浓度和暴露时间下对三种不同的臭氧处理（气态，水性和加湿性）的比较表明，气态处理在减少单核细胞增多性李斯特菌扩散到腌制火腿片上是很有效的（Julson等人，2001年）;在这种情况下，由于存在干扰性有机物，活细胞计数的减少可能再次受到限制。皮亚钦和沙竺葵（2011）报告说，引入高达1000毫克h-1将臭氧放入装有人为污染的新鲜猪肉的气密塑料袋中，在8°C下储存15天内无法减少李斯特菌的负荷。

       使用高臭氧浓度（154×10-6公斤 米-3）在三小时内仅减少了在牛肉样品中接种的非致病性大肠杆菌的1 log10周期（Coll Cárdenas等人，2011）。将被不同非致病性大肠杆菌菌株污染的天然猪肠衣暴露于臭氧化水（约7mg L）后，获得了类似的低杀伤率-1; 本利等人，2008）。

       很近，2 × 106鸡样品上单核细胞增多性李斯特菌的CFU / g在33mg min的气态臭氧处理9分钟后失活-1在一个小的臭氧化室（约3.5升）;然而，在遭受如此严重的臭氧化后，没有关于肉类质量的结果报告（穆图库马尔和穆图查米，2013）。

       Güzel-Seydim等人（2004）的研究结果表明，当暴露于臭氧化水短时间（10分钟）时，高水平的蛋白质或脂肪可以保护细菌孢子和营养细胞。

       据报道，食源性病原体从惰性表面到食物的交叉污染是弥漫性的（Kusumaningrum等人，2003年;林等， 2006;威尔克斯等人，2006）。Lin等人（2006）证明，单核细胞增多性李斯特菌可以从受污染的切片机转移到肉类上，病原体在未经腌制的烤箱烤火鸡上比在带有防腐剂的萨拉米香肠或博洛尼亚上存活得更好。

       另一方面，Nicholas等人（2013）报告说，在对受污染的接触表面进行臭氧处理后，单核细胞增多性李斯特菌的活细胞负荷显着减少。发现沉积在不锈钢，花岗岩和聚丙烯试样上的单个单株单株的活细胞负荷显着降低至3.42平均对数CFU cm-2臭氧浓度为96.3毫克m-3（45 页/分钟）。然而，这种浓度值通常被认为对人体健康有害，并可能导致肉类营养质量不可接受的恶化（Coll Cárdenas等人，2011）。

       许多政府和私人机构已经考虑了人类长期暴露于臭氧的影响。通常，臭氧暴露的阈值限制，计算为8 h天-1（一周 40 小时-1）平均暴露（TLV-TWA值）被认为是0.1 ppm（0.2毫克米）-3).臭氧暴露和浓度的增加会导致头痛，眼睛，鼻子，喉咙和呼吸道刺激，肺损伤伴慢性呼吸道疾病，水肿和出血（OSHA，2012）。

       这项工作的目的是评估低浓度（与人类接触相容）气态臭氧对食源性病原体的抗菌功效，特别是单核细胞增多性李斯特菌，污染冷藏食品接触表面。

       图  连续气态臭氧流的影响（3.21 mg m-3= 1.5 ppm）对单核细胞增多性李斯特菌LMG 23775的存活，重悬于肉提取物中并置于膨胀聚苯乙烯试样上，在4°C下孵育6天。对于未经处理或臭氧处理的样品，条形表示具有不同大写或小写字母的均值（及其SD），分别表示与单向方差分析（P < 0.05）的显着差异。富集过程后显示活细胞的样品用“+”表示。

结论

       这项工作表明，气态臭氧处理可用于冷藏室，以根除污染食品接触表面的单核细胞增多性李斯特菌活细胞，尽管杀伤效果显示，在≥聚丙烯>不锈钢>膨胀聚苯乙烯的鳞屑玻璃之后，消毒的难度越来越大。独立于应变特异性灵敏度，在 1.07 mg m 下连续 2 天臭氧流-3足以控制5-6对数CFU水平的污染（图4）;尽管食品接触表面的污染水平可能受到多种因素（菌株，生物膜形成，表面材料，清洁程序等）的影响，但它们对单核细胞增多性李斯特菌的人为污染从未显示高于4-5对数CFU试样的负荷-1 (马夫等人，1990年;贝雷斯福德等人，2001年）。但是，在污染水平较高的情况下（8-9 对数 CFU 优惠券-1），并且在存在肉类来源的干扰有机物的情况下，通过将臭氧浓度提高到3.21mg m，实现了活的单核细胞增多性李斯特菌的完全根除-3并将冷处理延长5天（图）。

       基于这些结果，食品接触表面的单核细胞增多性李斯特菌污染的正常水平，以及当它们存在有机物时，可以通过在寒冷环境中应用低浓度的气态臭氧来控制。