金黄色葡萄球菌生物被膜检测及控制方法研究进展

金黄色葡萄球菌极易在食品的加工、储存过程中形成生物被膜,使得被膜内的细菌很难被清除,给食品安全带来了巨大隐患。综述了金黄色葡萄球菌生物被膜的形成、检测、控制方法和影响因素,特别是针对国内外金黄色葡萄球菌生物被膜的检测及物理、化学和生物等控制方法进行了详述,旨在为食品工业领域生物被膜的消除提供借鉴。     

培养条件对金黄色葡萄球菌生物被膜生长的影响

以常见的食源性病原菌金黄色葡萄球菌为研究对象,采用微孔板检测法对其生物被膜形成过程中的不同影响因素进行了研究。结果表明：在37℃下,采用1．6％胰酶大豆肉汤（TSB）培养时,金黄色葡萄球菌易形成大量生物被膜;添加低浓度的单糖及双糖可以大大提高金黄色葡萄球菌形成生物被膜的能力;添加氯化钠对金黄色葡萄球菌形成生物被膜影响显著。     

金黄色葡萄球菌的耐药性及生物被膜形成能力研究

为分析金黄色葡萄球菌的耐药情况及生物被膜形成能力,以70株金黄色葡萄球菌为研究对象。利用纸片扩散法分析其耐药谱,组合利用刚果红平板测试法和结晶紫染色法分析其生物被膜形成能力。应用PCR技术检测生物被膜形成相关基因,并分析这些菌株耐药谱与其生物被膜形成能力强弱之间的关系。结果表明:金黄色葡萄球菌菌株耐药情况较为严重,其中97.14%的菌株具有耐药性;所有菌株均能形成生物被膜,能形成强、中等与弱粘附生物被膜能力的菌株分别占71.43%、18.57%和10%;生物被膜相关基因fnb A、fnb B和clf B的检出率分别为57.14%、20.00%和44.29%;生物被膜形成能力强的菌株,其耐药谱更广,且对利奈唑胺的耐药率差异有统计学意义(p0.05)。临床来源的金黄色葡萄球菌多重耐药性和生物被膜普遍存在,已成为食品安全中的隐患来源,研究结果为控制金黄色葡萄球菌感染提供理论依据。     

食品接触表面对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的影响

在食品工业中,如果金黄色葡萄球菌粘附在食品接触表面并形成生物被膜,不但会造成设备的腐蚀,更重要的是会污染食品,影响了食品的安全性.生物被膜形成的第一步是微生物在食品接触表面的粘附.本文研究了4种不同食品接触表面对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的影响.结果表明：与玻璃和PE塑料相比,不锈钢表面粘附形成生物被膜的活菌数较多.不同的食品接触表面影响了生物被膜的形成.     

金黄色葡萄球菌生物被膜基因型的分子鉴定

本文选用常见的典型食源性微生物金黄色葡萄球菌,从食品微生物安全角度出发,采用生物被膜菌落结晶紫染色法定量检测58株金黄色葡萄球菌菌株生物被膜的形成能力。并对金黄色葡萄球菌生物被膜相关基因型进行分型研究,包括ica调控子分型(ica A、ica D、ica BC)与粘附特性分型(agr、atl E和aap)研究。结果显示,所有检测菌株均能生成生物被膜,其中3株能生成强粘附性生物被膜,占5.2%;生成中等生物被膜能力菌株有23株,占39.7%;32株金黄色葡萄球菌生成弱粘附生物被膜,占55.2%。实验所用的58株菌株中有48株能扩增出ica A基因,56株扩增出ica D基因,57株扩增出ica BC基因,56株扩增出agr,分别有53株和57株染色体中存在aap和atl E基因。本实验的结论:ica操纵子为金黄色葡萄球菌生物被膜形成所必须,aap基因可能作为促进金黄色葡萄球菌生物被膜形成的一个独立因素。而atl E,agr基因是金黄色葡萄球菌生物被膜粘附过程中形成所必须的调节因子。     

低浓度乙二胺四乙酸对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的影响

研究了低浓度乙二胺四乙酸(EDTA)对食源性病原菌金黄色葡萄球菌生物被膜形成的影响。实验结果表明,0.2mmol/L的EDTA可有效抑制金黄色葡萄球菌生物被膜形成;EDTA只能影响金黄色葡萄球菌生物被膜形成的早期阶段;Ba2+不能完全阻断EDTA抑制生物被膜生成,Fe2+、Ca2+、Mg2+可以阻断EDTA抑制生物被膜的效应;即使是高浓度的EDTA也不能影响成熟的细胞被膜数量;EDTA能抑制细胞之间的粘附作用。     

405 nm LED处理对不锈钢片表面金黄色葡萄球菌生物被膜的清除作用

该研究探究了405-nm LED(light-emitting diode)对不锈钢片表面金黄色葡萄球菌生物被膜的清除作用.首先测定了405-nm LED对不锈钢表面金黄色葡萄球菌生物被膜中活菌的灭活效果,随后通过分析405-nm LED处理后金黄色葡萄球菌生物被膜对消毒剂的耐受性、生物被膜化学成分以及生物被膜微观结构...     

江香薷挥发油的化学成分分析及其对金黄色葡萄球菌生物被膜的抑制作用

目的：研究江香薷挥发油的化学成分及其对金黄色葡萄球菌生物被膜的影响。方法：运用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）技术鉴定江香薷挥发油的化学成分,并对其中相对含量较大的8 种化学成分的金黄色葡萄球菌生物被膜抑制作用进行研究。结果：GC-MS分析鉴定出29 种成分,其中相对含量比较大的成分为百里香酚、香荆芥酚、对聚伞花素、γ-松油烯、百里香酚乙酸酯、α-石竹烯、3-蒈烯和香荆芥酚乙酸酯。江香薷挥发油对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的抑制率可达91.3%,对成熟的金黄色葡萄球菌生物被膜清除率为78.5%,香荆芥酚、3-蒈烯、香荆芥酚乙酸酯和α-石竹烯对金黄色葡萄球菌生物被膜的形成抑制作用显著,其中3-蒈烯的抑制率最高,为93.9%,而对聚伞花素和百里香酚乙酸酯对成熟的金黄色葡萄球菌生物被膜清除作用比较明显。结论：江香薷挥发油对金黄色葡萄球菌生物被膜形成有较强的抑制作用,也具有一定的成熟金黄色葡萄球菌生物被膜清除作用,这可能是江香薷挥发油中多种化学成分共同作用的结果。     

腐败牛奶中三种细菌生物被膜特性探究

生物被膜的形成给牛奶保藏和保鲜带来极大的隐患,探讨牛奶腐败过程中生物被膜形成特性以及寻求有效的抑制生物被膜的方法具有重要意义。本实验通过微孔板法模拟牛奶腐败过程,研究食源性金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌和大肠杆菌在牛奶中生物被膜形成能力、生物被膜中活菌数目与种间群体感应信号分AI-2活力三者之间的关系。随后利用AI-2抑制剂呋喃酮,检测三种细菌生物被膜形成能力及AI-2活力变化。最后证明,三种细菌生物被膜形成能力、生物被膜中活菌数目以及AI-2活力顺序均是金黄色葡萄球菌大肠杆菌沙门氏菌。添加呋喃酮之后,三种细菌的生物被膜形成能力以及AI-2活力均下降,其中金黄色葡萄球菌的生物被膜形成能力下降为原来的25%。因此表明,此三种细菌生物被膜形成能力的大小可能是是通过调节生物被膜中AI-2的活力实现的。     

硝酸钠对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的影响

为了评估在硝酸钠存在的食品环境中金黄色葡萄球菌生物被膜的污染风险,研究了硝酸钠对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的影响,并初步研究了其抑制机理。结果表明,在1.25 mmol/L~10 mmol/L的食品安全浓度下,硝酸钠即能抑制生物被膜的形成;当硝酸钠浓度为10 mmol/L时,生物被膜生物量减少了73.90%,生物被膜活性降低了92.56%。在生物被膜培养物中,硝酸钠生成了亚硝酸钠;在起始硝酸钠浓度为10 mmol/L培养基中,最终培养物中的亚硝酸钠浓度为5 mmol/L。食品安全浓度的硝酸钠对不同来源的食源性金黄色葡萄球菌菌株的生物被膜形成有普遍的抑制作用,抑制效果因菌株而异。此外,在较高浓度下,硝酸钠对生物被膜形成的抑制效果更好,当硝酸钠添加浓度为640 mmol/L时,基本检测不到活菌数。因此,硝酸钠有潜力成为食品环境中金黄色葡萄球菌生物被膜的杀菌剂与去除剂。     

Different patterns of biofilm formation in Staphylococcus aureus under food-related stress conditions

Staphylococcus aureus and its biofilm formation are recognized as a serious clinical problem. S. aureus is also a food borne pathogen, and little is known regarding biofilm formation of food-related strains. We have studied biofilm formation of both food-related and clinical S. aureus strains grown under different stress conditions (temperature, sodium chloride, glucose and ethanol) relevant for food processing. Strong biofilm formers were identified among food-related S. aureus strains, and biofilm formation was affected by environmental conditions relevant for the food industry. The results showed that temperatures suboptimal for growth increased the production of biofilm. The combined presence of sodium chloride and glucose enhanced the biofilm formation. Both temperature and osmolarity affected the expression of several biofilm associated genes (e.g. icaA and rbf). Variations in gene expression (e.g. icaA, agrA and sigB) between strains were also observed. Our results support the existence of both ica-dependent and ica-independent mechanisms of biofilm production in S. aureus. The phenotypic and genotypic results showed highly diverse and complex patterns of biofilm formation in S. aureus. This clearly demonstrates that caution must be exercised before drawing general conclusions about gene expression in S. aureus in relation to regulation of biofilm formation. The results are relevant for food safety as they indicate that food processing conditions could promote biofilm formation by S. aureus.     

冷诱导金黄色葡萄球菌环境胁迫耐受性及生物被膜控制

为研究金黄色葡萄球菌经冷诱导后对其他环境胁迫耐受性的变化,将耐冷冻能力较强的分离株S.aureus W3与标准菌株S.aureus CICC10201分别在4 ℃下冷胁迫5 h后,测定其在高温、酸碱、氯化钠、过氧化氢、酒精的胁迫下存活率变化。同时对分离株S.aureus W3的生物被膜形成及控制进行了研究。结果表明,经-20 ℃冷藏8周后,S.aureus W3的存活率显著高于S.aureus CICC10201(p<0.05)。经冷诱导后,S.aureus W3在45~60 ℃环境下存活率提升至18.5%。冷诱导使金黄色葡萄球菌对酸敏感性增强但对碱产生交叉抗性。冷诱导后的两株菌在氯化钠中的存活率均降低,S.aureus W3最低下降了24.09%。另外,冷诱导后金黄色葡萄球菌对酒精的耐受性增强。分离株S.aureus W3在冷诱导前后过氧化氢耐受性没有明显变化(p>0.05),但标准菌株S.aureus CICC10201敏感性增强,存活率显著下降(p<0.05)。分离株S.aureus W3较S.aureus CICC10201具有更强的生物被膜形成能力,运用1% 84消毒水能有效清除其生物被膜。本研究为冷冻食品中金黄色葡萄球菌的安全控制提供理论依据。     

食源性金黄色葡萄球菌生物膜形成调控与生物防控策略研究进展

生物膜是很多食源性致病菌应对各种极端环境、杀菌理化因子以及维持菌体内环境稳定的重要基质屏障。数据显示,有超过80%的细菌感染由生物膜引起,尤以金黄色葡萄球菌感染多见。食源性金黄色葡萄球菌是引发细菌性食物中毒和食品安全事故的重要风险源, 特别是多重耐药菌株。金黄色葡萄球菌的耐药性、致病性和免疫逃逸与生物膜复杂的三维结构有重大关系。由于生物膜结构基因和调控因子结构相对保守, 现已成为金黄色葡萄球菌生物防控新的重要的效应靶点。本文从多糖细胞间黏附素、胞外DNA和生物膜形成相关蛋白等角度阐明了生物膜形成机制,从群体感应系统（如Agr系统和LuxS/AI-2群体感应系统）、全局性调控因子（如附属调节因子Sar和转录因子SigB）以及双组分信号转导系统（如SrrAB系统、SaeRS系统、ArlSR系统、LytRS系统和WalKR系统）等角度系统阐述了生物膜形成调控机制。最后,从抗菌肽（蛋白）、植物源化合物、生物酶、抗菌药物等角度提出新的防控策略, 以期为食源性金黄色葡萄球菌的生物防控提供指导。     

葡萄柚籽提取物及其纳米乳对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生物菌膜的抑制作用

目的：研究葡萄柚籽提取物(grapefruitseedextract,GSE)及其纳米乳(grapefruitseedextract nanoemulsion,GNE)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生物菌膜的抑制作用。方法：分析菌膜黏附菌数变化、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)含量并进行微观结构观察,比较GSE和GNE对两菌菌膜(单种菌膜和混合菌膜)形成的抑制作用和已形成菌膜的清除效果。结果：与对照组相比,1/2最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)GSE和GNE可以抑制两菌单种菌膜形成时黏附菌和EPS产生,且对金黄色葡萄球菌的抑制作用更强。扫描电子显微镜(scanning electron microcopy,SEM)和共聚焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscope,CLSM)所观察到的微观结构变化也显示出GSE和GNE对两菌菌膜形成具有抑制作用。GSE和GNE对已形成菌膜也有良好清除效果,且对金黄色葡萄球菌菌膜的清除作用更强,但混合菌膜...     

Effects of Nisin and Lysozyme on Growth Inhibition and Biofilm Formation Capacity of Staphylococcus aureus Strains Isolated from Raw Milk and Cheese Samples

Effects of nisin and lysozyme on growth inhibition and biofilm formation capacity of 25 Staphylococcus aureus strains isolated from raw milk (13 strains) and cheese (12 strains) were studied. Nisin was tested at concentrations between 0.5 and 25 μg/ml; the growth of all strains was inhibited at 25 μg/ml, but the resistances of strains showed a great variation at lower nisin concentrations. In contrast, lysozyme tested at concentrations up to 5.0 mg/ml showed no inhibition on the growth of strains. Nisin used at the growth inhibitory concentration prevented the biofilm formation of strains, but strains continued biofilm formation at subinhibitory nisin concentrations. Lysozyme did not affect the biofilm formation of 19 of the strains, but it caused a considerable activation in the biofilm formation capacity of six strains. Twelve of the strains contained both biofilm-related protease genes (sspA, sspB, and aur) and active proteases; eight of these strains were nisin resistant. These results suggest a potential risk of S. aureus growth and biofilm formation when lysozyme is used in the biopreservation of dairy products. Nisin can be used to control growth and biofilm formation of foodborne S. aureus, unless resistance against this biopreservative develops.     

辣木籽抗菌肽对金黄色葡萄球菌生物膜的影响

辣木籽抗菌肽MOp2、MOp3对金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌效果,但是其对生物膜是否产生影响尚未清楚。采用结晶紫半定量法、荧光显微镜观察、酶解实验和分子对接技术等探讨从辣木籽蛋白水解物中分离鉴定到的新型抗菌肽MOp2、MOp3对金黄色葡萄球菌生物膜的影响。结果表明:MOp2、MOp3的最小抑制生物膜质量浓度(MBIC)和最小清除生物膜质量浓度均为4mg/mL和8mg/mL;1×MBIC下MOp2与MOp3对金黄色葡萄球菌生物膜清除率分别为63.28%和67.90%;荧光显微镜发现,MOp2、MOp3处理后的生物膜黏附减少,细菌数量减少;细菌初期黏附率在1×MBIC的MOp2、MOp3处理后分别降低44.19%和50.77%,且表面疏水性降低;酶解实验表明,金黄色葡萄球菌生物膜胞外聚合物中含量最多的为胞外蛋白(质量分数49.01%),其次为胞外多糖和胞外DNA,且MOp2、MOp3会抑制胞外聚合物中这3种成分的分泌合成;分子对接结果显示,MOp2、MOp3均可以与生物膜形成关键蛋白AgrA、CshA、LuxS和SarA结合,这可能对金黄色葡萄球菌群体感应系统造成一定影响,从而抑制生物膜形成。研究旨在为辣木籽抗菌肽在食品工业中的防腐保鲜应用提供理论依据。     

广东地区46株食源性金黄色葡萄球菌耐药性、生物被膜形成能力及IcaAB基因的特征分析

目的 分析广东地区食源性金黄色葡萄球菌耐药现状、生物被膜形成能力及生物被膜相关基因IcaAB的特征。方法 对46株食源性金黄色葡萄球菌采用微量肉汤稀释法进行药敏实验,采用结晶紫法检测生物被膜生成能力,运用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)检测生物被膜相关基因。结果 97.83%的菌株对至少1种抗生素耐药, 30.43%为多重耐药菌株,对青霉素(97.83%)、氨苄西林(97.83%)耐药性最高; 65.22%菌株能够形成生物被膜,其中强、中和弱粘附生物被膜能力的菌株分别占17.39%、30.43%和17.39%,且产生物被膜能力强的菌株对特定抗生素(头孢西丁、环丙沙星)的耐药性更高(P<0.05); PCR结果显示, icaA、icaB的检出率分别为56.67%、36.67%,基因携带率与产膜能力无显著关联(P>0.05)。结论 广东地区食源性金黄色葡萄球菌普遍表现出耐药性和生物被膜形成能力,对公共卫生带来挑战,需采用措施以确保公共安全。     

噬菌体vB_SauM_RS对乳源金黄色葡萄球菌生物被膜的清除作用

目的:以金黄色葡萄球菌为宿主菌,分离裂解性噬菌体vB_SauM_RS,测定其生物学特性,并探究其在两种牛奶中的抑菌效果及对生物被膜的清除作用.方法:将噬菌体与金黄色葡萄球菌以1∶100的比例(菌体数量比)分别接种于脱脂牛奶和全脂牛奶中,分别在4℃和25 ℃环境下处理,测定不同时间脱脂牛奶和全脂牛奶中细菌浓度和噬菌体效价...     

食品和临床来源金黄色葡萄球菌对Caco-2细胞侵袭力的比较研究

目的 比较研究食品和临床来源金黄色葡萄球菌不同克隆系(Clonal complex,CC)菌株对Caco-2细胞的侵袭力和菌膜形成能力。方法 采用Caco-2细胞体外培养方法、庆大霉素与溶葡萄球菌酶保护试验,研究金黄色葡萄球菌12个不同来源的克隆系菌株对人体肠道表皮细胞的体外侵袭力;采用96孔板结晶紫染色法,评估不同菌株的菌膜形成能力。结果 体外侵袭能力试验结果表明CC5、CC30、CC25、CC59、CC239、 CC50和CC398等克隆系都具有细胞强侵袭株,与牲畜特异相关的CC9也展现出细胞强侵袭力,而CC1、CC72 、CC20和CC121等克隆系则明显具有较弱的细胞侵袭能力。此外,不同克隆系菌株菌膜形成的能力也具有一定差异,其中CC5、CC9、CC25和CC239等克隆系菌膜形成能力相比较强,而CC1、CC72、CC59和CC121等则菌膜形成能力较弱。进一步分析发现不同克隆系菌株的菌膜形成能力与细胞侵袭力呈现正相关(R=0.743)。结论 金黄色葡萄球菌不同克隆系菌株的细胞侵袭能力、菌膜形成能力具有一定差异,本研究结果能够为有效防控金黄色葡萄球菌临床感染提供重要支持。