牛奶中单核细胞增生李斯特菌的生物防治：新型噬菌体混合物的分离与特性研究

《International Dairy Journal》：Biocontrol of Listeria monocytogenes in Milk: Isolation and Characterization of a Novel Bacteriophage Cocktail

噬菌体LM1116TR和LM1418TR可有效抑制牛奶中单核细胞增生李斯特菌，其热稳定性达60℃/1小时，在pH3时仍保留活性。基因组分析确认不含耐药基因，TSB+20%甘油保存液效果最佳。研究为乳制品行业生物防控提供了新工具。

　　

Gizem Cufaoglu|Ayse Nur Erdinc|Ilg?n Ata Vural|Gorkem Cengiz|Bahar Onaran Acar|Gultekin Unal|Muammer Goncuoglu|Irfan Erol|Naim Deniz Ayaz

土耳其伊斯坦布尔G?ztepe市马尔马拉大学环境工程系

摘要

Listeria monocytogenes是一种重要的食源性病原体，以其能在食品加工环境中持续存在以及对多种压力条件的抵抗力而闻名。本研究旨在分离并鉴定针对L. monocytogenes的噬菌体，并评估它们作为牛奶生物控制剂的潜力。从土耳其各地的废水样本中共分离出43种噬菌体。根据宿主范围、裂解活性和生长动力学，选择了两种噬菌体（LM1116TR和LM1418TR）进行进一步的表型和基因组特征分析。宿主范围试验显示这两种噬菌体对L. monocytogenes具有高度特异性，且能对多种血清型（1/2a、1/2b、1/2c和4b）产生裂解作用。透射电子显微镜观察表明，这些噬菌体具有类似肌病毒的形态特征，属于Caudoviricetes类。全基因组测序确认这两种噬菌体具有完整的环状基因组，且不含抗菌耐药基因。热稳定性测试显示，这些噬菌体在40°C、50°C和60°C下仍可被检测到，但对酸性环境（尤其是pH 3）敏感。噬菌体混合物处理后，L. monocytogenes的数量显著减少，在体外（37°C）降至4.22 log CFU/mL，在UHT牛奶（4°C）中降至1.66 log CFU/mL（p < 0.001）。此外，在+4°C、-20°C和-80°C的胰蛋白酶大豆肉汤（TSB）、SM缓冲液和Tris-Buffered Saline（TBS, 1×）中储存一年后，发现含20%甘油的TSB是最适合保持噬菌体稳定性的条件。这些结果表明，新的噬菌体在食品安全应用中具有作为有效且稳定的L. monocytogenes生物控制剂的潜力，尤其是在乳制品行业中。

章节摘录

引言

Listeria monocytogenes是一种革兰氏阳性、兼性厌氧、不形成孢子的细菌，也是主要的动物源性食源性病原体。它对多种压力条件的适应能力以及其在农业和加工环境中的广泛存在，使其成为食品链中的持续威胁。这种适应性使L. monocytogenes不仅能够在食品加工过程中存活，还能在产品中繁殖，从而增加了有效控制措施的难度（Ribeiro等人，2023年）。全球范围内，L.

样本采集

2022年期间，从土耳其七个地区（中央安纳托利亚、马尔马拉、黑海、地中海、东南安纳托利亚、东部安纳托利亚和爱琴海）的24个省（安卡拉、克尔克卡莱、开塞利、内夫谢希尔、尼德、克尔谢希尔、锡瓦斯、布尔萨、博卢、阿达纳、卡赫拉曼马拉什、加济安泰普、伊斯坦布尔、巴勒克埃西尔、科尼亚、安塔利亚、伊兹密尔、库塔希亚、凡、埃拉泽格、迪亚巴克尔、尚勒乌尔法、萨姆松、奥尔杜）收集了共计1719份废水样本（图1）。样本来自废水处理厂

噬菌体分离、筛选和生长动力学

最初，从1719份废水中分离出43种能裂解Listeria的噬菌体，使用L. monocytogenes ATCC 19111作为宿主菌株，分离率为2.5%。其中34种（79.1%）来自废水处理厂，5种（11.6%）来自家禽屠宰场废水，4种（9.3%）来自牛/羊屠宰场废水。根据裂解能力和形成噬斑的能力，选择了16种噬菌体进行进一步研究。

讨论

本研究分离并鉴定了两种新的、基因上不同的针对L. monocytogenes的裂解性噬菌体。这些噬菌体对多种L. monocytogenes血清型具有广泛的裂解活性，耐受高温和微酸性环境，并在各种储存条件下保持稳定。作为混合物使用时，这些噬菌体在体外实验和牛奶中均能有效降低L. monocytogenes的数量。

结论

本研究从土耳其的废水样本中分离出了两种基因上新的裂解性噬菌体LM1116TR和LM1418TR，并对其进行了详细的表型和基因组分析。这些噬菌体对多种L. monocytogenes血清型具有广泛的裂解活性，具有中等的耐热性和较低的pH耐受性。基因组分析确认它们不含抗菌耐药基因，表明这些病毒是之前未被发现的。

作者贡献声明

Ilg?n Ata-Vural：撰写初稿、数据可视化、实验设计。Gorkem Cengiz：撰写、审稿与编辑、实验设计。Bahar Onaran Acar：实验设计。Gultekin Unal：撰写初稿、数据可视化、数据分析。Gizem Cufaoglu：撰写初稿、数据可视化、方法学设计、实验设计。Ayse Nur Erdinc：撰写初稿、数据可视化、实验设计。Muammer Goncuoglu：审稿与编辑、项目监督、方法学设计。Irfan Erol：审稿

未引用参考文献

EFSA & ECDC, 2023.

利益冲突

作者声明无利益冲突。

写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本论文的过程中，作者使用了ChatGPT工具来编辑语法。使用该工具/服务后，作者对内容进行了必要的审阅和修改，并对出版物的内容负全责。

资助

本研究得到了土耳其科学技术研究委员会（TüB?TAK）的支持，项目编号为121Z447。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。