乳酸菌拮抗食源性致病菌的研究及應用進展

康慎敏，武瑞赟，穆文強，張世奇,2，李平蘭,*

（1.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083；2.北京科麗科技有限公司，北京 101300）

食源性致病菌是一類可以引起食物中毒或以食品為傳播媒介的致病性細菌，常見的食源性致病菌有副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）、沙門氏菌（Salmonella）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和單核細胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）（以下簡稱單增李斯特菌）等，由于其耐受性強、傳播途徑廣、危害性大而在食品衛生方面存在較大的安全隱患[1-2]。致病菌感染人體后可能導致腸道炎癥、慢性腎臟疾病、精神殘疾、反應性關節炎和失明等疾病，甚至導致死亡。盡管衛生標準和生產規范不斷提高，醫療和食品科學技術領域不斷發展，但食源性致病菌引起的食源性疾病暴發仍然是影響機體健康的公共安全問題[3]。據世界衛生組織（World Health Organization，WHO）統計[4]，全球每年感染食源性疾病人數高達10億，并導致42萬 人死亡，其中5 歲以下兒童處于特高風險，每年有超過12萬 名兒童死于食源性疾病，因此，探尋一種有效的方法控制食源性致病菌具有重要的現實意義。

目前控制食源性致病菌的方法（巴氏殺菌、微波、輻照、電解水和等離子體等）雖然可以有效延長食品保質期，降低食品被致病菌污染的風險，但在實際應用中存在影響食品品質、安全爭議大、自動化生產受限、能源消耗大等缺點，在食品的生產加工過程中已被部分限制使用[5]。生物抑菌法是指利用拮抗性微生物或其代謝產物，抑制或破壞食品中的病原體，相比其他抑菌方法，具有更安全、更溫和、大眾接受度更高的優勢[6-7]。最近研究發現，乳酸菌對致病菌有一定的抑制能力，如羅伊氏乳桿菌可通過調節一氧化氮，有效地保護小鼠免于鼠傷寒沙門氏菌侵襲及肝脾擴散[8]。Frick等[9]研究表明雙歧桿菌能夠保護小鼠抵抗高致病性小腸結腸炎耶爾森氏菌的侵染。此外，乳酸菌可以與食源性致病菌競爭營養素（維生素、礦物質、微量元素和多肽）和能量[10]，并可以產生一系列代謝產物（乳酸、丙酸、過氧化氫、抗菌肽和細菌素）抑制某些食源性致病菌的生長繁殖[11-13]。Schuenzel等[14]發現乳酸菌培養物可以延長蔬菜產品的保質期和降低產品被多種致病菌污染的風險，同時能減少化學防腐劑的添加量。因此越來越多的學者將乳酸菌應用于不同食品中以控制食源性致病菌。本文將介紹乳酸菌在食品中的應用基礎，并主要從競爭作用、加強腸上皮屏障、干擾細菌毒力信號系統和產生抗菌代謝產物等方面說明乳酸菌拮抗致病菌的機理，同時綜述乳酸菌在不同食品（乳、肉和果蔬）中抑制食源性致病菌的進展，最后對未來的研究方向進行展望。

1 乳酸菌拮抗致病菌在食品中的應用基礎

乳酸菌是一類可在碳水化合物發酵過程中產生乳酸的革蘭氏陽性細菌，其能產生有機酸、過氧化氫和細菌素等代謝產物，大量研究證明它是抑制食源性致病菌的天然有效菌株，并且乳酸菌在食品中已被廣泛用作生產輔助劑、添加劑和生物防腐劑，具有良好的應用基礎和前景[15-18]。

1.1 控制食源性致病菌的方法

隨著現代食品工業的發展，人們對食品的安全、衛生和營養性的要求不斷提高，如何在最大限度保持食品感官品質的前提下開發出安全且高效的控制食品中食源性致病菌的方法是現代食品科學研究的一個熱點。目前，熱滅菌技術（低溫長時間、高溫短時間、超高溫、微波加熱和歐姆加熱）因低成本、高效益的優點，成為食品工業控制致病菌的主導技術。低溫長時間滅菌技術是一種廣泛用于乳業的殺菌工藝，這種殺菌方式能夠殺滅牛乳中生長型致病菌，滅菌效果達到99.9%，但研究報道，耐熱性致病菌如單增李斯特菌會由于在熱環境壓力下的提前暴露，而導致細菌存活率和熱損傷恢復能力提高[19-20]。高溫短時間滅菌技術和超高溫滅菌技術可以殺滅致病菌，并滅活細菌繁殖體和孢子。然而較高的溫度可能會導致產品中熱敏營養成分損失，以及引起食品外觀、顏色、風味和質地等感官特性發生變化[21]。微波加熱對食品中鼠傷寒沙門氏菌、單增李斯特菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等致病菌具有良好的抑殺效果[22]，例如，在肉雞胴體表面接種單增李斯特菌（1.6×106CFU/mL），在2 450 MHz和900 W下微波60 s可實現表面完全滅菌[23]。然而研究表明，微波加熱會對食品中營養成分（碳水化合物、蛋白質、維生素）造成一定影響[24]。歐姆加熱能通過電流迅速且均勻地提高食品的溫度，對果汁產品、牛奶和肉類中食源性致病菌的滅活有良好的作用效果，Sagong等[25]研究發現20 V/cm歐姆加熱120 s能使橙汁和番茄汁中大腸桿菌O157:H7、鼠傷寒沙門氏菌和單增李斯特菌的數量降低5（lg（CFU/mL））以上。但歐姆加熱不適合應用于非導電性物質（脂肪、油、空氣、酒精和骨頭）含量高的食物，具有一定的局限性[26]。

非熱滅菌技術包括電解水、輻照和等離子體滅菌等。電解水作為一種生態友好、環保高效的新型消毒劑，對多種微生物（病毒、細菌和真菌）表現出廣譜抗菌活性，并能在相對較短的時間內（通常5～20 s）殺滅食品、食品加工表面和非食品表面中的食源性致病菌，例如，研究表明酸性電解水（20 mg/mL有效氯質量濃度、pH 3.1、氧化還原電位1 150 mV）在20 ℃下處理2 min能有效滅活副溶血性弧菌、空腸彎曲桿菌、單增李斯特菌和嗜水氣單胞菌[27]，然而較低pH值的電解水具有腐蝕性，會影響某些食品的感官特性，并且電解水中的有效氯質量濃度會隨著時間的推移而降低，從而導致滅菌效果下降[28]。此外，輻照滅菌法例如紫外輻照被證明能通過破壞核酸有效滅活微生物二聚體，并誘導微生物細胞膜損傷，對多種食源性致病菌具有顯著殺菌效果[29]，但同時較高劑量的輻照會影響食品的感官和功能特性[30]。等離子體可以通過損傷致病菌DNA來達到抑菌效果，Ulbin-Figlewicz等[31]研究發現氦等離子體分別處理2、5 min和10 min后小腸結腸炎耶爾森氏菌、大腸桿菌和熒光假單胞菌均顯著減少了約2 個數量級，該技術雖環境友好但設備成本高昂，難以實現大范圍的推廣和應用。為了提高食品的安全性和功效性，生物抑菌正在逐漸替代物理和化學抑菌，基于生物源的抗菌劑主要包括益生菌及其代謝產物、噬菌體等[6]。

1.2 乳酸菌食品應用基礎

乳酸菌的菌體和代謝物均能防止食源性致病菌的生長，提高食品的安全性和質量，已在乳制品、肉制品和果蔬等食品的生產加工中被廣泛應用，食品中乳酸菌主要發揮3 種作用：一是作為生產輔助劑，在食品生產過程中起到發酵作用或者促進食品質地的形成，例如在攪拌型酸奶中添加干酪乳桿菌后，酸奶表現出更高的彈性指數和更低的固液平衡性，形成了更固態的凝膠結構，產品的內聚力和黏度顯著增加，具有更好的細菌活力和貯藏穩定性[32]；二是作為添加劑，能夠增添食品風味、增強食品營養成分，Abadía-García等[33]發現添加干酪乳桿菌和鼠李糖乳桿菌（Lactobacillusrhamnosus）制成的奶酪中生物活性肽和游離氨基酸含量顯著增加，從而增強了奶酪的抗菌、抗高血壓、免疫調節和抗氧化等潛在的益生作用；三是作為生物防腐劑，例如在植物乳桿菌發酵制成的低鹽香腸中，微生物群落多樣性減少，香腸的pH值、酪胺、腐胺和尸胺的含量降低，乳桿菌的增殖在保證食品品質的同時延長了食品的保質期，顯著抑制多種腐敗菌（發光桿菌屬、不動桿菌屬、環絲菌屬、嗜冷桿菌屬和假單胞菌屬）的生長[34]。此外，乳酸菌因其排斥競爭作用、微生物群體感應和抗菌代謝產物能在食品中充當生物源保護劑，防止食品被致病菌污染，抑制食品中致病菌生長[35-36]。

1.3 乳酸菌的抗菌機制

乳酸菌不僅具有增加食物的營養價值、延長食品保質期和促進健康等益處，還可以通過分泌黏蛋白增強自身黏附定植能力，從而競爭性地排除致病菌，有效地抑制致病菌生物膜的形成及對細胞表面的黏附作用（圖1A、D、E）。此外，還可以通過產生抗菌物質、與致病菌爭奪環境中有限的營養和生長因子等方面來抑制致病菌（圖1B、C）[37]。

圖1 乳酸菌抑制致病菌的作用機制[37]Fig.1 Mechanisms of action of probiotics[37]

1.3.1 競爭作用

乳酸菌能通過與致病菌競爭營養物質及能量來源，抑制致病菌的生長和增殖，Nadelman等[38]的研究表明干酪乳桿菌01（Lactobacillus paracasei01）能附著在牙齒表面形成生物膜，與變形鏈球菌和其他口腔致齲菌競爭營養素，從而降低口腔病原菌的致齲性，改善口腔的環境條件。蒙氏腸球菌（Enterococcus mundtii）與大腸桿菌NCTC 12900共培養30 h后，和單獨培養相比，蒙氏腸球菌與碳水化合物代謝、細胞分裂、氨基酸代謝和能量產生及轉化有關的蛋白質過表達，以此提高自身代謝速率和競爭營養底物的能力，從而抑制大腸桿菌的生長[39]。并且，乳酸菌產生的一些有機酸能夠螯合微生物生長所需的金屬離子，形成螯合物，從而抑制致病菌的生長[40]。此外，乳酸菌能阻斷致病菌的定植位點，通過排斥競爭作用在該位置對致病菌產生物理屏障。Sribuathong等[41]研究發現，乳酸菌能通過分泌代謝產物，在腸道中與致病菌釋放的分子競爭相同的受體，從而抑制致病菌對腸上皮細胞的黏附定植。Woo等[42]研究發現嗜酸乳桿菌KACC 12419、副干酪乳桿菌KACC 12427、干酪乳桿菌KACC 12413和鼠李糖乳桿菌KACC 11953（LactobacillusacidophilusKACC 12419、LactobacillusparacaseiKACC 12427、LactobacilluscaseiKACC 12413、LactobacillusrhamnosusKACC 11953）能通過競爭、排斥和置換作用，有效減少腸炎沙門氏菌亞種的生物膜形成。

1.3.2 加強腸屏障功能

致病菌可能會在食品加工的不同階段污染食品，一旦致病菌通過食物進入宿主體內，它們會通過胃腸道分泌能夠破壞腸道上皮細胞緊密連接的酶或毒素，從而破壞宿主組織的穩定。乳酸菌通過分泌能與腸上皮細胞表面糖基構成黏液層下層的黏蛋白，增加黏液層的厚度和空間位阻，從而抑制致病菌的黏附定植及毒素釋放[43]，例如Kim等[44]發現嗜酸乳桿菌A4（Lactobacillus acidophilusA4）能使細胞中黏蛋白-2（mucin-2，MUC-2）的表達增加，顯著抑制了大腸桿菌O157:H7對HT-29腸上皮細胞的黏附。此外，乳酸菌能通過提高與腸上皮細胞緊密連接相關的復合體蛋白（緊密連接蛋白、閉合蛋白、胞質銜接蛋白和連接黏連分子）表達量來增強上皮屏障的完整性[45]。Johnson-Henry等[46]研究發現鼠李糖乳桿菌對大腸桿菌O157:H7誘導的犬腎小管上皮細胞（madin-darby canine kidney-1，MDCK-1）和人結腸腺癌肺轉移細胞（T84）組織培養物中閉鎖小帶蛋白-1（zonula occludens-1，ZO-1）和閉合蛋白-1（Claudin-1）的破壞具有保護作用。Bhat等[47]發現發酵乳桿菌（Lactobacillus fermentumMTCC-5898）能夠通過維持ZO-1和Claudin-1蛋白的分布來限制大腸桿菌在Caco-2細胞中的黏附和侵襲。

1.3.3 干擾毒力信號系統

細菌在生長的過程中會分泌信號因子，在周圍環境中通過與受體結合抑制或激活特異性基因的表達，從而調控相關的生物學功能，這種現象稱為群體感應。致病菌借助群體感應機制，不僅能與周圍環境相互交流，還能通過稱為“自我誘導劑”的分子對化學物質進行信號傳導，從而調節毒力的表達。鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌O157:H7具有特定的毒力遺傳成分，如致病島和毒力質粒。這兩種微生物都具有III型分泌系統，該系統負責將效應蛋白轉移并注入宿主細胞，以幫助其黏附、連接和細胞侵襲。有報道表明乳酸菌產生的生物活性分子會抑制大腸桿菌O157:H7[48]和沙門氏菌[49]中毒力基因的表達，且乳酸菌如乳酸桿菌和雙歧桿菌能通過產生酶、分泌自誘導拮抗劑等方式抑制致病菌的定植或毒性相關基因轉錄中的信號傳導，從而降解自誘導分子[50]。

1.3.4 產生抗菌類代謝物質

1.3.4.1 細菌素

細菌素是核糖體合成的長度為20～60 個氨基酸的分泌型抗菌肽（antimicrobial peptide，AMP），它能夠抑制革蘭氏陰性和革蘭氏陽性致病菌[51]。細菌素主要分為I類（羊毛硫抗生素）、II類（熱穩定且無修飾的小分子肽）、III類（熱不穩定的大分子肽）和IV類（蛋白質化合物）[52]。其中，乳酸菌產生的乳酸鏈球菌素（nisin）是美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，FDA）認證為安全的物質，已被發現能夠應用在牛奶、火腿和鮭魚等食品中抑制革蘭氏陽性致病菌[53]。彎曲乳桿菌32Y（Lactobacilluscurvatus32Y）產生的細菌素能夠降低豬肉、牛排、碎牛肉和法蘭克福香腸中的單增李斯特菌數量[54]。Liu Guorong等[55]研究發現中國傳統發酵宣威火腿中分離出的戊糖乳桿菌31-1（Lactobacillus pentosus31-1）產生的細菌素顯示出熱穩定性，并具有良好的抗李斯特菌活性。鼠李糖乳桿菌1.0320（Lactobacillus rhamnosus1.0320）產生的新型細菌素顯示出對致病菌的廣譜抗菌活性[56]。細菌素的抗菌機制主要是由于其能引起細胞質膜的構象變化，在細胞膜表面形成孔洞，破壞細胞膜通透性，導致質子動力（protonmotive force，PMF）耗散和細胞內離子及分子泄漏（圖2I和II），從而達到抑菌效果。Wang Yao等[57]研究表明植物乳桿菌LPL-1（LactobacillusplantarumLPL-1）產生新型IIa類細菌素能夠通過靜電相互作用積聚在單核細胞增生李斯特菌的細胞膜上，并通過疏水相互作用引起孔形成，從而導致胞內物質（ATP、無機磷酸鹽、K+、蛋白質和核酸）泄漏以及質子動力的損失。

圖2 細菌素抑菌機理[58]Fig.2 Antibacterial mechanism of bacteriocin[58]

1.3.4.2 有機酸類

乳酸菌通過碳水化合物代謝發酵產生乳酸、乙酸和丙酸等有機酸，導致了酸性環境的形成，如圖3所示，當細菌細胞質的pH值高于周圍環境的pH值時，環境中未解離的有機酸會通過微生物膜擴散進入細胞內解離出酸性陰離子，使細胞質的pH值降低，從而影響細菌的酶活性、結構蛋白合成和DNA/RNA功能[59-60]，而且離解出的酸性陰離子積累會阻礙質子原動力并抑制微生物重新堿化細胞質。Harris等[61]發現在牛肉條表面噴灑2%和4%的乳酸可分別導致大腸桿菌O157:H7和沙門氏菌數量減少約2.0（lg（CFU/mL））和1.5（lg（CFU/mL））。Al-Rousan等[62]發現用體積分數0.4%乙酸分別處理沙門氏菌和金黃色葡萄球菌5 d和7 d后，細菌數量能降低至檢出限以下。乳酸菌產生的各種有機酸已被用作致病菌抑制劑，且有研究表明這些有機酸在抑制致病菌方面存在協同作用[62]。

圖3 有機酸抑菌機理[60]Fig.3 Antibacterial mechanism of organic acids[60]

1.3.4.3 胞外多糖

胞外多糖是乳酸菌通過非共價相互作用松散結合到細胞上或釋放到周圍環境中的一種代謝產物，具有抗腫瘤、抗氧化、免疫調節等功能特性。Nehal等[63]發現乳酸乳球菌F-mou菌株（Lactococcus lactisF-mou）產生的胞外多糖對9 種致病菌（金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、單增李斯特菌和蠟樣芽孢桿菌等）均表現出抑制作用，其中對革蘭氏陽性菌具有顯著的抗菌活性。此外，乳酸菌產生的胞外多糖能夠抑制致病菌的生物膜形成，這是由于胞外多糖起到了空間排阻的作用，通過屏蔽表面黏附位點，抑制了致病菌的黏附[64]。Merghni等[65]發現干酪乳桿菌產生的胞外多糖對金黃色葡萄球菌具有抗黏附和抗生物膜活性，Wang Ji等[66]研究發現植物乳桿菌YW32（LactobacillusplantarumYW32）產生的胞外多糖能夠抑制大腸桿菌O157、志賀氏菌CMCC、金黃色葡萄球菌AC1和鼠傷寒沙門氏菌S50333的生物膜形成，且呈現濃度依賴性。嗜酸乳桿菌A4產生的1 mg/mL胞外多糖能夠使大腸桿菌O157:H7生物膜形成量減少87%，這可能是胞外多糖通過部分影響細菌表面特性（減弱細胞表面修飾或減少細胞-細胞表面相互作用）來抑制病原菌的初始附著和自聚集所致[67]。

2 乳酸菌在食品中對致病菌的抗菌作用

2.1 奶及奶制品

奶制品（如奶酪）因低鹽、高蛋白質和脂肪含量的理化特性，為食源性致病菌的生存提供了有利條件。而發酵乳和其他奶制品相比，因其低pH值、低貯藏溫度及可能含有發酵微生物產生的抑菌化合物等因素具有更好的安全性，但某些致病菌如單增李斯特菌、沙門氏菌和大腸桿菌O157:H7仍可在發酵乳中生存或生長。近些年的研究發現多種乳酸菌不僅可以抑制奶制品中致病菌的生長，對奶制品的理化特性無負面影響，還能起到增強食品營養性、賦予奶制品特殊風味的作用。

2.1.1 奶酪

奶酪是生牛乳在發酵劑和凝乳酶的作用下，經過凝固、壓制、后熟等過程得到的乳制品。鼠李糖乳桿菌EM1107（Lactobacillus rhamnosusEM1107）有助于乳制品理想風味和質地的形成，它產生的乳酸可以和乳制品中其他物質形成中間體，產生風味化合物[68]。Rolim等[69]在半硬質山羊奶酪上接種鼠李糖乳桿菌EM1107后，繼續接種金黃色葡萄球菌，發現鼠李糖乳桿菌EM1107在奶酪模擬消化后仍能存活（6.75（lg（CFU/g））），且在奶酪貯存的7、14 d和21 d時分別抑制了1.55%、1.70%和21.66%的金黃色葡萄球菌，他們推測，這可能與鼠李糖乳酸菌在發酵代謝過程中產生的各種化合物（有機酸、抗菌肽和活性蛋白）有關。類似地，Prezzi等[70]將鼠李糖乳桿菌和單增李斯特菌共同接種到米納斯鮮奶酪中，發現鼠李糖乳桿菌對米納斯鮮奶酪的pH值、水分、脂肪、蛋白質和質地未產生明顯影響，并且鼠李糖乳桿菌在奶酪模擬胃腸道消化后仍使李斯特菌的存活率下降了20%，這說明鼠李糖乳桿菌能在宿主體內通過競爭細胞受體、分泌抗氧化劑或影響腸細菌病原體定植相關基因表達來降低病原體的侵襲性。同樣為了抑制單增李斯特菌，Abadía-García等[33]將干酪乳桿菌和鼠李糖乳桿菌加入含單增李斯特菌的干酪中發現，在貯存20 d后李斯特菌數量減少了約1（lg（CFU/g）），且乳酸菌的加入使干酪中生物活性肽增多，增加了干酪的營養性。

2.1.2 發酵乳

發酵乳因其營養豐富、風味獨特的特點備受大眾青睞，乳酸菌通過發酵作用生成酯、醛等芳香化合物，同時還可生成乳酸、細菌素等抑菌成分，提高發酵乳的安全性，延長產品的保質期。研究表明在利用植物乳桿菌Tennozu-SU2（LactobacillusplantarumTennozu-SU2）和乳酸乳球菌BF1（LactobacilluslactisBF1）發酵豆乳的過程中接種6（lg（CFU/mL））的沙門氏菌，發酵2 d后沙門氏菌數量下降了1 個數量級，而對照組中的沙門氏菌數量卻增加了2 個數量級[71]，可見乳酸菌在豆奶發酵過程中不僅可以作為一種發酵劑，還能降低豆奶在發酵過程中被致病菌污染的風險。Haraguchi等[71]在植物乳桿菌Tennozu-SU2和乳酸乳球菌BF1發酵制得的發酵豆奶中接種致病菌，10 ℃下貯存7 d后單增李斯特菌和鼠傷寒沙門氏菌的數量均減少了約3（lg（CFU/mL）），研究分析這與益生菌發酵劑的抗菌化合物、酸化力和氧化還原活性有關。Kamal等[72]發現添加鼠李糖乳桿菌發酵制成的酸奶和普通酸奶相比，在接種高劑量致病菌（6（lg（CFU/mL）））8 h后，乳桿菌發酵組中的大腸桿菌O157:H7、金黃色葡萄球菌和小腸結腸炎耶爾森氏菌菌量分別下降了3、1、2（lg（CFU/mL）），有明顯的抑制效果，由此可見乳酸菌制成的發酵乳產品在存儲消費的過程中具有更長的貨架期和更好的安全性。

2.2 肉及肉制品

肉類最初的微生物區系由多種微生物組成，但貯藏溫度和包裝是影響肉類和肉制品微生物生態和質量穩定性的重要因素，肉制品的貯藏方式一般有冷藏（4 ℃）、冰藏（0 ℃）和冰凍（-20 ℃）3 種。由于嗜冷致病菌如單增李斯特菌等的存在，如果受污染的食物在冷藏（4 ℃）條件下長時間保存，致病菌很容易生長到感染水平。近些年來的研究發現乳酸菌可有效抑制新鮮肉、熟肉和真空包裝肉制品中的致病菌，并且還能賦予肉制品獨特風味。

2.2.1 普通包裝肉制品

普通包裝無法達到控制微生物的目的，且微生物種類復雜。但是因為操作流程的簡便，應用較為廣泛，并適合家庭貯藏使用。近些年，人們在追求快節奏生活方式的同時，也開始注意食品的健康和安全問題，由此，控制普通包裝食品貯藏中致病菌的研究應運而生。如發酵乳桿菌ACADC179（Lactobacillus fermentumACA-DC179）被證明能應用于生雞肉，有效減少腸炎沙門氏菌和單增李斯特菌的生長，并對生雞肉沒有不利影響[73]。Koo等[74]將接種有混合乳酸菌（Lactobacillus animalisLa51、Lactobacillus amylovorusM35和Pediococcus acidilacticiD3）與單增李斯特菌的法蘭克福香腸置于4 ℃冷藏8 周后發現，接種乳酸菌會降低李斯特菌的生長幅度，但乳酸菌的數量在發酵過程中未出現較大的變化。除了乳酸菌和致病菌共培養產生的抑制作用，植物乳酸桿菌NRRL B-4496（Lactobacillus plantarumNRRL B-4496）的無細胞上清液也可以抑制新鮮牛肉中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌和單增李斯特菌，提高牛肉的安全性和質量，且熟肉的感官肉色不會受到影響，通過pH值中和實驗及上清液組成分析實驗，證明上清液抗菌活性可以歸因于有機酸（主要是乙酸和乳酸）[13]。

此外，盡管發酵肉制品因多種因素（低pH值、低水分活度、亞硝酸鹽、化學防腐劑和天然微生物區系）導致產品的衛生風險普遍較低，但某些病原微生物（例如單增李斯特菌）可以適應發酵的環境并破壞食品的安全性[75]。乳酸菌作為發酵劑不僅有助于提高發酵肉制品的質量，還能抑制肉制品中致病菌的生長。在接種有4.22（lg（CFU/g））單增李斯特菌的香腸中添加彎曲乳酸桿菌（Lactobacillus curvatus54M16）作為發酵劑，3 d內單增李斯特菌數量減少至3.05（lg（CFU/g）），而未添加乳酸菌發酵的香腸中單增李斯特菌菌量增加至5.72（lg（CFU/g）），同時，接種乳酸菌發酵的香腸中與腐敗相關的細菌（環絲菌、嗜冷桿菌、假單胞菌等）數量顯著降低[76]。

2.2.2 真空包裝肉制品

當生肉和肉制品在真空或富含CO2的環境中冷藏包裝時，占優勢的微生物區系是乳酸菌，將其用作保護劑可提高食品的安全性[77]。清酒乳桿菌TH1（Lactobacillus sakeiTH1）不會影響熟火腿和法式香腸的感官特性，且在4 ℃和8 ℃下對真空包裝的香腸中的單增李斯特菌具有抑制作用，這與清酒乳桿菌在微營養環境下的強競爭力、pH值的降低和未解離乳酸的抑菌作用有關[78]。類似地，清酒乳桿菌被證明能抑制真空包裝的切片熟火腿中的單增李斯特菌和大腸桿菌O157:H7的生長，且不會影響火腿的感官品質[79]。腸系膜明串珠菌L124（Leuconostoc mesenteroidesL124）和彎曲乳桿菌L442（Lactobacillus curvatusL442）是一類可以產生細菌素的菌株，產生的細菌素能與低pH值環境和氣體組成環境等因素協同抑制致病菌[80-81]，目前已有研究將其用在真空包裝的4 ℃的熟腌豬肩肉中，30 d內可以使李斯特菌種群減少約1.5（lg（CFU/mL））[82]。此外，多物種實驗的種間競爭模型可以更真實地反映食品中微生物群落的動態，Ye Keping等[83]使用詹姆森效應模型擬合單增李斯特菌和乳酸桿菌在真空包裝冷藏豬肉中混合培養的生長曲線，發現混合培養中估計的單增李斯特菌的最大種群密度（3.88（lg（CFU/mL）））遠低于單增李斯特菌純培養物中的估計密度（6.01（lg（CFU/mL））），且當乳酸桿菌生長到靜止期時，單增李斯特菌也停止生長。

2.3 果蔬

2.3.1 新鮮果蔬

新鮮果蔬因其所含的營養是人類飲食中的重要物質而受到廣大消費者的喜愛，但是由于缺乏食用前的烹飪過程，當諸如沙門氏菌、單增李斯特菌等致病菌污染或定植于果蔬后，可能導致人群中食源性疾病暴發。而常用的添加化學防腐劑或植物源天然防腐劑的殺菌方法會破壞果蔬的感官和營養特性。相比之下，將乳酸菌噴涂在果蔬表面的方法，既能對致病菌起到一定的抑制作用，又能不破壞果蔬品質和營養，深受研究者青睞。Alegre等[84]以6（lg（CFU/g））的鼠李糖乳桿菌添加到楔形蘋果上，在5 ℃和10 ℃下14 d的貯藏期間使單增李斯特菌數量減少了1（lg（CFU/g）），而對蘋果品質沒有任何影響。Dong Qingli等[85]研究發現植物乳桿菌可以通過抑制貯藏過程中李斯特菌毒力基因的表達，從而抑制卷心菜中李斯特菌的生長。此外，明串珠菌（LeuconostocCM160、LeuconostocCM135、LeuconostocPM249）也被應用于金冠蘋果和卷心萵苣切葉中控制食源性致病菌，結果發現明串珠菌不會促進蘋果傷口或菜葉中的變質反應（褐變、改變果膠活性或產生異味），并能使6（lg（CFU/g））的單增李斯特菌菌量降低至檢出限以下，鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌的菌量減少1～2（lg（CFU/g））[86]。

2.3.2 泡菜

泡菜是傳統的由調味蔬菜發酵而來的食品，具有助消化、預防癌癥等有益特性，乳酸菌是泡菜中的主要微生物，對泡菜風味的形成具有重要作用。Kim等[87]研究發現泡菜中分離出的短乳桿菌DF01（Lactobacillus brevisDF01）和乳酸片球菌K10（Pediococcus acidilacticiK10）能夠降低鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌O157:H7對腸上皮細胞的黏附能力。類似地，從泡菜中分離出營養改良的植物乳桿菌DGK-17（Lactobacillus plantarumDGK-17）顯示出對銅綠假單胞菌和肺炎克雷伯菌的抗微生物活性[88]。

3 結 語

近年來，雖然食品原料、生產加工和貯存物流等環節的質量管理技術不斷革新且成效良好，但食源性致病菌的控制仍是全球關注的問題，與其他控制方法相比，合理使用微生物控制的方法是符合食品安全、具有開發前景的一種技術手段，其中由于乳酸菌具有種類豐富和生理功效強的優勢，并且能夠改善食品風味、延長食品保質期，在食品領域具有良好的應用前景，受到了研究者的青睞，但是乳酸菌抑制食源性致病菌的機制研究多集中在乳酸菌的代謝產物抑菌方面，關于抗菌作用的分子模式解析較少。此外，現階段大量文獻報道了乳酸菌在乳、肉和果蔬等制品中對食源性致病菌的抑制效果，但對具有抗菌活性的乳酸菌添加到各類食品中后對食品的感官品質的影響及添加到各類食品中合適的劑量與組合仍缺乏系統研究，而這是具有抗菌活性的乳酸菌作為益生商用生物抑菌劑實際應用于食品加工生產中必須考慮的問題。