酶响应型果胶膜实现噬菌体可控释放：高效靶向杀灭食品中耐药金黄色葡萄球菌
发布时间：2025-08-08 浏览次数：9 分享：
研究背景
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）污染已成为全球食品安全的重大威胁，其生物膜形成能力及多重耐药性导致传统抑菌手段失效。裂解性噬菌体虽具高效靶向杀菌潜力，但常规包埋系统存在被动释放、环境稳定性差等问题。本研究利用低甲氧基果胶（DE=42.65%）与钙离子形成的“蛋盒结构”，结合细菌分泌的果胶酶响应机制，实现致病菌存在时噬菌体的按需释放。
研究结果
噬菌体SAC特性
分离自生乳的裂解性噬菌体SAC（肌尾病毒科），头部直径82.14±2.01 nm，尾长238.07±0.44 nm。广谱抑制26株金黄色葡萄球菌（含MRSA），MOI=1时1小时内快速杀菌，效果持续24小时且无耐药菌再生。其具有很强的极端环境耐受性，在-18~60℃及pH 5-10条件下存活率>90%，基因组无耐药基因及溶原化风险。
果胶膜智能释放系统
优化配方：1.5%果胶+5%氯化钙交联（Ca5P膜），形成致密“蛋盒结构”，透湿率（WVP）降低35%（0.55 vs 0.85 g·mm/m²·h·kPa），溶解度从100%降至35.5%。
酶触发机制：金葡菌分泌的果胶酶（≥36 U/mL）可降解果胶链，使膜溶解度提升至44.6%，噬菌体释放时间从7小时缩短至1小时。
均匀分布：共聚焦显微成像（CLSM）证实噬菌体在膜内均匀分散，无聚集现象。
杀菌效能验证
体外模拟实验中再25°C下，含噬菌体膜（Ca5P）使TSB培养基中MRSA减少11.59-log；添加果胶酶后进一步提升至12.07-log。此外，食品应用实验显示，在富含谷氨酸（促金葡菌生长）的豆奶中，Ca5P膜使MRSA降低8.90-log；添加果胶酶后杀菌效率跃升至10.47-log，且6小时即显现显著差异。
安全性与应用前景
细胞毒性试验（RAW 264.7巨噬细胞）显示膜材料生物相容性良好，细胞存活率>89%。该系统可拓展至生鲜食品包装、加工设备涂层及液体食品容器内衬，通过感知致病菌自动激活杀菌功能。未来需延长存储周期验证工业适用性。
参考文献：ALVES D, MARQUES A, MILHO C, et al. Bacteriophage varphiIBB-PF7A loaded on sodium alginate-based films to prevent microbial meat spoilage[J]. International Journal of Food Microbiology, 2019, 291: 121-127.
来源：微生物安全与健康网，作者~童思奕。
