研究揭示了沙門氏菌在低溫下如何“死亡”的新亮點
根據(jù)一組研究人員的說法,最經(jīng)濟的方法是殺死導致常見食源性疾病的細菌 - 主要是由腸道沙門氏菌引起的 - 是熱量,但是,在較低溫度下殺死沙門氏菌的機制直到現(xiàn)在才被完全理解。研究人員說,細菌可以開發(fā)出應對熱休克的方法,因此重要的是要全面了解熱量如何殺死它們。
她在普渡大學的博士生,賓夕法尼亞州電氣工程助理教授Aida Ebrahimi開發(fā)的基于液滴的電子傳感器確定,在華氏120度左右的溫度下,溫和的熱應力會破壞細菌的細胞壁而不會使細胞破裂。
“我們假設沙門氏菌可能因細胞壁滲漏而死亡,”Ebrahimi說。“如果你加熱它們,構(gòu)成細胞壁的脂質(zhì)就會振動。隨著細胞壁的減弱,它會讓小分子泄漏出來。因為這些小分子主要是離子分子,我們期望電導率發(fā)生變化。”
為了證明他們的假設,該團隊開發(fā)了一種對生長培養(yǎng)基電導率變化敏感的傳感器。當細菌的細胞壁失去完整性時,帶電分子從細胞中噴射到含有細菌的溶液中,因此溶液的電導率發(fā)生變化。
研究人員使用野生型和耐熱沙門氏菌進行了多項實驗,并將電學結(jié)果與熒光測量和標準微生物學方案相關聯(lián)。修飾的細菌需要更高的能量以使細胞膜可滲透到足以泄漏小分子。該團隊還研究了加熱時間和加熱方法,無論是加熱速度較慢還是突然加熱,都發(fā)現(xiàn)脈沖熱能更有效地殺死細菌。
該論文的作者出現(xiàn)在當前的“生物物理學雜志”上,然后基于他們的實驗開發(fā)了一個分析模型,該模型將膜損傷,細胞質(zhì)滲漏和細胞死亡相關聯(lián)。通過更好地了解高溫下細菌死亡的機制,這些發(fā)現(xiàn)可以潛在地改善食品安全策略,并提供更有效的方法,在較低溫度下使用較短的加熱時間來滅活細菌。
“我們知道高溫如何殺死細菌,”Ebrahimi說。“但我們想知道為什么沙門氏菌會在較低的溫度下死亡。與加熱到高溫的食物相比,使用較低的溫度會有好處,例如節(jié)約能源和保持更好的營養(yǎng)質(zhì)量。但更重要的是,細菌會產(chǎn)生耐熱性震驚,所以知道它們對熱休克的反應非常重要。“
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