不同振动方式对食源性致病菌生物被膜形成的影响

发布时间：2020-07-24 21:33

【摘要】：在食品生产和运输过程中,食品原材料会接触到各种食品加工器材,例如振动筛,传送带、搅拌器、发酵罐等。副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)和单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)是都是常见的食源性致病菌,可以粘附在食品加工器械表面形成生物被膜。目前对于食源性致病菌生物被膜生长过程的研究主要集中在静置环境下被膜的生成过程。但是研究在振动条件下被膜的形成过程更符合食品实际生产环境,更具有参考意义。所以本研究主要模拟了不同振动培养条件,初步探究了振动对食源性致病菌生物被膜生成量,结构的影响。本研究为食品行业不同振动加工器械的选择以及食品安全风险评估提供理论参考。本文主要研究了VP和LM这两种常见的食源性致病菌生物被膜的形成过程。在食品生产环境中,细菌种类多样,生物被膜可能是多种细菌混合共同形成。所以本研究首先探究了副溶血性弧菌和单增李斯特菌在玻璃和不锈钢表面混合生物被膜的形成过程;然后探究了不同振动方式对细菌生物被膜生长的影响;接着探究了振动对被膜结构特性的影响,并且从宏观到微观方面探究了振动对被膜均一性的影响。本文主要研究内容及研究结果如下:1.副溶血性弧菌-单增李斯特菌混合生物被膜的形成本研究运用结晶紫染色法检测VP,LM和Mix在玻璃和不锈钢表面的形成过程,分析了单菌培养与混菌被膜量,生物总量以及被膜形成过程中的生长变异性。利用共聚焦显微镜法观察了被膜的形成过程。分析了被膜生长过程中总生物量的变化。结果发现:混合生物被膜的形成能力介于VP和LM之间。被膜发育前期被膜形成能力VPMixLM,被膜发育后期被膜形成能力LMMixVP。VP,LM及其混合生物被膜生长趋势类似,都是先上升后下降。在48 h时VP和Mix生物被膜形成量达到峰值,60 h LM被膜形成量最多。生物被膜形成过程主要分为三个阶段,初始粘附期,发展成熟期和分散期。VP和LM粘附在玻璃和不锈钢表面,不断生长发育,逐渐覆盖材料表面,被膜结构越来越复杂,荧光强度也逐渐增强,最终形成具有三维立体结构的成熟生物被膜。随着孵育时间的增加,被膜进入分散期,被膜量开始逐渐减少,材料表面出现缝隙。在玻璃(GS)和不锈钢表面(SS)接触材料不同,细菌生物被膜形成量存在差异性,VP(GS)VP(SS);Mix(GS)Mix(SS);前36 h,LM(GS)LM(SS)。通过变异系数分析发现:在玻璃表面被膜生长变异性:MixLMVP,在不锈钢表面被膜生长变异性:VPLMMix。2.不同振动培养对生物被膜生长的影响本文应用结晶紫染色法和激光共聚焦显微镜检测水平旋转式振动,翘板式振动以及垂直翻转式振动条件下生物被膜的形成过程。结果发现:生物被膜生长趋势为先上升后下降;被膜生成量达到峰值时间为48-60 h;在不锈钢表面:VP,LM和Mix生物被膜形成能力总趋势为:静置水平旋转式振动翘板式振动垂直翻转式振动;玻璃表面振动培养条件下与静置培养生物被膜增长趋势相同。与静置培养相比,VP,LM和Mix生物被膜都出现了不同程度的减少。部分时间段被膜的减少量超过了90%。振动导致被膜生长出现明显差异性。振动培养对VP被膜生长的影响小,对Mix影响大。通过激光共聚焦显微镜直接观察被膜的生长变化发现,荧光强度与被膜生长呈正相关。振动导致VP和LM粘附初期在材料表面聚集较少,被膜形成缓慢,无法覆盖整个材料表面,被膜与材料表面存在空隙。荧光强度明显弱于静置培养的生物被膜。同种振动条件下,振动转速的增加,生物被膜的形成量减少。3.不同振动培养方式对生物被膜结构的影响利用ISA分析了振动条件下被膜结构特性的变化。并进一步从宏观到微观分析了振动对VP被膜的不均一性影响。结果表明,振动对被膜的影响总趋势为生物被膜多孔性、均一性和粗糙度增加,结构熵降低。振动导致VP被膜在不同位点存在不均匀性,并且在同一材料表面存在局部不均匀性。位于中心点的生物被膜相比较于周边位点生物被膜的平均被膜厚度要高,结构相对比较致密,多孔性相对较小。振动方式不同导致培养基对材料表面生物被膜的作用力不同,被膜生长出现差异性。翘板式振动培养:位于振动轴处被膜与轴外两侧相比:被膜总生物量高,多孔性低,平均被膜厚度高。旋转式振动培养与静置培养,被膜生长比较均匀。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS201.3
【图文】：

上海海洋大学硕士学位论文Mix 在玻璃和不锈钢表面被膜发育趋势类似，随着培养时间的增加，被膜不断生长发育，逐渐覆盖整个材料表面，被膜结构也越来越复杂，在 48 h 形成成熟的生物被膜，60-72 h 被膜形成量和荧光强度出现减少。

26图 3-4 激光共聚焦观察不同振动方式培养下 VP，LM 和 Mix 在玻璃和不锈钢表面被膜生长过程（a 组为静置培养；b 组为水平旋转式振动；c 组为翘板式振动；d 组为垂直翻转式振动）。Figure 3-4 VP and LM biofilm production under different oscillation modes.. (a) control, (b)horizontal rotary oscillation, (c) bevel oscillation, (d) vertical rotary oscillation

被膜激光共聚焦观测点示意图ser confocal observation point o representing vertical inverted v

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