沙门氏菌已成为全球范围内危害公众健康最主要的食源性致病菌,其每年都会引起多起食物中毒事件,并导致大批食品被召回,这对消费者和食品加工业造成了潜在的巨大危害和经济损失；食品受致病菌污染的源头和途径很多,但粘附于食品加工接触面的细菌是主要的污染源头之一；在适宜的环境下,细菌可在加工接触表面生长并形成具有一定空间结构的细菌聚集体,被称为生物菌膜,沙门氏菌在食品加工接触表面形成的生物菌膜可引发大范围的交叉污染,由该菌生物菌膜引发的多起食物中毒案例已被证实确认；研究沙门氏菌生物茵膜的形成机制和转移规律,对寻求针对性控制沙门氏菌生物菌膜的技术策略具有重要意义。因此,本研究在分离、鉴定和溯源肉源沙门氏菌的基础上,分别以肉质液和标准培养基为生长基质,并进行对比研究,重点揭示了肉源沙门氏菌在不锈钢材质表面形成生物菌膜的黏附规律、与菌体特性的关系、胞外分泌物组分结构、功能基因动态表达及其转移规律,具体研究内容及结果如下：1.肉鸡屠宰中沙门氏菌的污染溯源及粘附特性分析从某大型肉鸡屠宰线中三个不同工序点的加工接触面和鸡胴体上共采集样品104份,采用传统方法结合分子生物学手段对沙门氏菌分离株进行鉴定和分型,在溯源污染菌株的基础上,对其粘附特性进行了初步分析。结果表明：利用GB 4789.4-2010共分离出188株沙门氏菌可疑株,以invA和hilA为靶基因,利用普通PCR结合生化反应共鉴定出23株沙门氏菌,该菌在肉鸡屠宰过程中的总体污染率为22.1%(23/104),其中胴体表面和加工接触面的污染率分别为19.2%(10/52)和25.0%(13/52)；血清凝聚法结合ERIC-PCR共鉴定出8种血清型,分别为：Salmonella Indiana(9株)、Salmonella Derby(3株)、Salmonella Heidelberg(2株)、Salmonella Agona(2株)、Salmonella Infantis(4株)、Salmonella Typhimurium(1株),剩余2株菌利用常规血清未能鉴定出具体血清型；沙门氏菌在肉鸡净膛后、冷却后和分割后的污染率存在显著差异,污染率随着屠宰工序的延伸而显著减小；冷却后和分割后工序中分离菌株的ERIC-PCR指纹图谱与净膛后分离株的图谱完全匹配,表明后续的污染菌株均来源于净膛工序；生长基质和培养时间对沙门氏菌在聚苯乙烯微孔表面的粘附性能有显著影响,测试菌株中S. Agona的粘附性能较强,S. Heidelberg的粘附性能较弱；本章得到的肉源性沙门氏菌分离株及其粘附特性为后续的生物菌膜研究奠定了基础。2.沙门氏菌生物菌膜的形成规律及其与菌体特性关系研究以不同血清型的肉源沙门氏菌为研究对象,以不锈钢材质为生物菌膜形成表面,分别以鸡肉解冻损失汁液(Meat thawing losing broth, MTLB)和标准培养基(TSB)为生长基质,并进行对比(模拟肉品加工VS标准培养),研究了沙门氏菌生物菌膜的形成规律及其与菌体特性的关系。结果表明：沙门氏菌在不锈钢表面的生物菌膜形成量受血清类型、培养时间和生长基质显著影响,S. Agona表现出较强的生物菌膜形成能力,S. Derby和S. Heidelberg则相对较弱；随着培养时间的延长,多数菌株的生物菌膜形成量显著增大；各菌株在MTLB中的生物菌膜形成能力(均小于6.5 LogCFU/cm2)弱于其在TSB中的能力(最大达到了7.6 Log CFU/cm2);各血清型菌株的生长参数、自聚力、泳动和表面疏水性等指标均呈现出显著性差异；无论在何种生长基质中,S. Typhimurium的μmax均显著小于其它菌株,但其Lp和T均显著大于其它菌株；S. Agona的泳动和聚集能力较强,S. Derby的则较弱；S. Agona和S. Indiana的表面疏水性最强,各菌株均表现为电子供体；菌体表面特性指标相互之间呈现显著的正相关,但其与生物菌膜形成能力之间的相关性依赖于培养基质,在TSB中两者之间呈现显著的正相关,而在MTLB中两者则无显著关联；菌体生物菌膜形成量与其生长动力学参数之间无显著相关性；这些结果说明沙门氏菌生物菌膜的形成受菌体自身和外器环境因素的双重影响,且影响结果尚无统一规律可循,肉品基质中生物菌膜的形成规律和数量与其在标准基质中的结果存在较大差别。3.沙门氏菌生物菌膜的微观结构及胞外分泌物研究借助共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)、全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和拉曼光谱(Raman)等技术对沙门氏菌生物菌膜进行了原位无损研究,重点揭示了肉源沙门氏菌生物菌膜的空间结构和胞外分泌物(Extracellular polymeric substances, EPS)的组分构成。结果表明：沙门氏菌混合株的生物菌膜形成量显著依赖于生长基质和培养时间,其在TSB中的形成周期快于MTLB,但培养5 d后两种基质中的生物菌膜均可进入成熟期；生物菌膜中的活菌比例随生长周期而显著变化,且相同培养时间内,两种基质中生物菌膜的活菌比例也存在显著差异；菌体在两种生长基质中均能形成具有稳定三维空间结构的细菌聚集体,成熟生物菌膜在TSB中呈现均匀致密的“网状”结构,在MTLB中呈现片状聚集的“云雾状”结构；ATR-FTIR和Raman结果显示,生物菌膜EPS的形成显著依赖于培养时间,生物菌膜的光谱图与其相应浮游菌体的光谱图有显著差异,生物菌膜EPS中含有碳水化合物、蛋白类、磷酸盐复合物、脂肪酸、核酸等多种物质,其中糖类和蛋白类物质是其主要成分,这两类物质可作为生物菌膜形成的标记物,尤其是多糖类物质；同时,两种基质中生物菌膜EPS的组分构成存在较大差异,TSB中的EPS组分构成比MTLB中的EPS组分更为丰富；结合成像和光谱分析结果,可推测得知本研究中的沙门氏菌生物菌膜主要经历了4个发展阶段：菌体的不可逆粘附、生物菌膜雏形的形成、生物菌膜的成熟和生物菌膜的消散脱落。4.鼠伤寒沙门氏菌形成生物菌膜的功能基因表达规律及其相关性利用RT-qPCR研究了鼠伤寒沙门氏菌生物菌膜形成过程中关键功能基因的动态表达规律及其相关性。研究结果表明：鼠伤寒沙门氏菌生物菌膜形成过程中菌体的粘附、毒力和群体感应等基因的表达规律受菌体培养体系显著影响,相同的调控基因在不同体系中的表达规律大不相同；TSB中生物菌膜各功能基因的表达水平随着培养时间的延长显著升高,培养至7 d时,各基因均呈现高效表达的趋势；MTLB中生物菌膜各功能基因的表达水平呈现先升高再降低或持续降低的趋势,培养时间延长至7d时,毒力、I类、II类信号分子和部分粘附基因均呈现出明显的低效应表达；相对于TSB中的生物菌膜,MTLB中成熟生物菌膜(5 d和7 d)的各基因(除PreA)表达量随培养时间的延长而显著降低；相对于TSB中的浮游菌体,MTLB中浮游菌体的各基因表达水平随培养时间延长而显著增大；生物菌膜状态中各功能基因表达量之间呈现显著的正相关性,且粘附和群体感应基因的表达水平与培养时间呈现正相关,毒力基因与培养时间无相关性；相对于TSB, MTLB中生物菌膜和浮游菌中的各基因表达量也呈现显著的正相性,培养时间与生物菌膜中的基因表达量呈负相关性,与浮游菌体中的基因表达量呈正相关性。这些结果表明,鼠伤寒沙门氏菌在不同生长环境下的生物菌膜基因调控网络并不一致,且其形成过程受多种功能基因协同调控,其中CsgD, CsgB, CsrA, rpoS和PreA在粘附和成熟阶段均发挥着重要作用。5.沙门氏菌生物菌膜在肉品表面的转移过程研究以生长于不锈钢(肉品加工器械的主要材质)表面的沙门氏菌生物菌膜(生长基质为TSB和MTLB)为污染源(转移供体),以多种类型的肉制品为转移受体,在分析生物菌膜在各肉品表面转移效率的基础上,利用数学模型重点研究了生物菌膜(培养3、5和7 d)在生鲜鸡肉表面的转移规律。结果表明：沙门氏菌生物菌膜在肉品表面的转移量及转移率显著依赖于肉品类型,且TSB和MTLB中的生物菌膜在相同肉品表面的转移效果存在显著差异,两种类型的生物菌膜在培根表面和乳化肠表面的转移率均较大,在猪排表面的转移率较小；本研究说明沙门氏菌生物菌膜可能在肉品生产和烹前准备过程中通过不锈钢接触面以交叉污染的方式污染肉制品；R2、MSE、Af、Bf和F检验等模型评估参数结果显示,典型Logistic模型(模型I)、指数模型(模型II)和多次方模型(模型III)均能较好地拟合各生物菌膜(培养3、5和7 d)在生鲜鸡肉表面的转移规律,且各模型的验证误差均在合理的接受范围之内,表明各模型的拟合结果稳定、可靠,同时三种模型参数(模型I中的参数r,模型II中的参数D,模型III中的参数B)反映出的生物菌膜稳定性(粘附强度)结果一致,MTLB和TSB中的生物菌膜粘附强度无显著差异；比较三个模型的拟合曲线可发现,指数模型的拟合曲线较为平直,弯曲度较小,不利于转移前后期的菌数预测,多次方模型对第1次和最后几次(>12)的转移预测明显偏高,Logistic模型在三个模型中可相对更好的拟合转移全过程；因此,在沙门氏菌生物菌膜风险评估当中,可利用Logistic模型较为准确的预测生物菌膜的转移量。