噬菌體抗菌膜的制備與特性
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種以酪蛋白（CA）和海藻酸鈉（SA）為基質(zhì)、甘油為增塑劑的可食用抗菌膜，并將噬菌體SaTp-04嵌入其中。這種抗菌膜的機(jī)械性能和噬菌體包封率是關(guān)鍵指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，噬菌體SaTp-04的加入并未顯著改變膜的厚度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、水蒸氣透過(guò)性、水分含量或水溶性。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、X射線(xiàn)衍射（XRD）和微觀(guān)形態(tài)學(xué)分析，噬菌體膜與無(wú)噬菌體膜在結(jié)構(gòu)上相似。噬菌體在膜中的滴度在4°C下可穩(wěn)定保持長(zhǎng)達(dá)五周。此外，噬菌體從膜中釋放的量和速率在4°C的LB平板表面低于25°C，表明低溫有助于控制噬菌體的釋放。
圖1. 噬菌體膜對(duì)食品表面沙門(mén)氏菌的滅活
噬菌體抗菌膜的抗菌效果
噬菌體抗菌膜在4°C和10°C下對(duì)新鮮雞胸肉和胡蘿卜表面的沙門(mén)氏菌生長(zhǎng)表現(xiàn)出顯著的抑制效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，用噬菌體膜包裝的雞胸肉表面沙門(mén)氏菌數(shù)量比對(duì)照組減少了約6個(gè)對(duì)數(shù)單位（log CFU/cm2），而胡蘿卜表面的沙門(mén)氏菌數(shù)量在37°C下降低到檢測(cè)限以下（10 CFU/cm2）。這些結(jié)果證實(shí)了噬菌體SaTp-04 CA-SA可食用膜在食品安全中的可行性，為開(kāi)發(fā)針對(duì)食源性病原菌的靶向捕獲包裝提供了有效策略。
噬菌體抗菌膜的穩(wěn)定性與釋放特性
噬菌體SaTp-04在CA-SA膜中的穩(wěn)定性是其應(yīng)用于食品包裝的關(guān)鍵因素。研究發(fā)現(xiàn)，在4°C下，噬菌體滴度在五周內(nèi)保持穩(wěn)定，而在25°C下，噬菌體滴度在四周后顯著下降。噬菌體從膜中釋放的特性也受到環(huán)境條件的影響。在液體環(huán)境中，噬菌體的釋放符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，且在水中的釋放速率高于30%乙醇。在模擬固體表面（如LB平板）的條件下，噬菌體的釋放量和速率低于液體環(huán)境，且在低溫下釋放更為緩慢，這有助于在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中保持抗菌效果。
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)
1、噬菌體SaTp-04嵌入的酪蛋白-海藻酸鈉（CA-SA）可食用膜在機(jī)械性能和抗菌功能上表現(xiàn)出色。噬菌體的加入并未顯著改變膜的厚度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、水蒸氣透過(guò)性、水分含量或水溶性，表明其與基質(zhì)材料具有良好的相容性。
2、噬菌體SaTp-04在CA-SA膜中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。在4°C條件下，噬菌體滴度可保持穩(wěn)定長(zhǎng)達(dá)五周，而在25°C下，噬菌體滴度在四周后顯著下降。這表明低溫條件有利于噬菌體的保存和活性維持。噬菌體從膜中的釋放符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，且釋放速率在液體環(huán)境中高于固體表面。在4°C的LB平板表面，噬菌體釋放速率較低，有助于在低溫儲(chǔ)存條件下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效抗菌效果。
3、噬菌體膜在4°C和10°C下對(duì)新鮮雞胸肉和胡蘿卜表面的沙門(mén)氏菌表現(xiàn)出顯著的抑制效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，用噬菌體膜包裝的雞胸肉表面沙門(mén)氏菌數(shù)量比對(duì)照組減少了約6個(gè)對(duì)數(shù)單位（log CFU/cm2），而胡蘿卜表面的沙門(mén)氏菌數(shù)量在37°C下降低到檢測(cè)限以下（10 CFU/cm2）。這表明噬菌體膜在不同溫度下均能有效抑制沙門(mén)氏菌的生長(zhǎng)。
未來(lái)展望與應(yīng)用潛力
這項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)的噬菌體抗菌膜為食品安全提供了一種創(chuàng)新的解決方案。與傳統(tǒng)的抗菌包裝材料相比，這種可食用膜具有特異性抗菌能力，能夠有效減少沙門(mén)氏菌的污染，同時(shí)避免對(duì)有益菌的影響。此外，這種膜的可食用性使其在食品包裝中的應(yīng)用更為廣泛，減少了傳統(tǒng)塑料包裝帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探索這種抗菌膜在不同類(lèi)型食品中的應(yīng)用效果，以及如何優(yōu)化其在不同溫度和濕度條件下的性能。
參考來(lái)源：Guo P, Zhang L, Ning M, et al. Characterization and release of casein?sodium alginate embedding phage edible film and the application in controlling of Salmonella contamination in food[J]. International Journal of Food Microbiology, 2025, 434: 111137.
來(lái)源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~曹璐璐。
