【摘 要】
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沙门氏菌是一种在乳制品、肉制品和禽蛋产品中常见的食源性致病微生物,由沙门氏菌引起的食源性疾病对普通民众健康造成了巨大威胁。对于食品中沙门氏菌的有效控制技术研究已经成为人们关注的焦点。其中,研究已经发现与传统的热灭菌技术相比,超声杀菌技术在节能、提高效率和保持风味方面皆表现出了其优越性。但是,也发现超声处理存在杀菌效果有限,不能有效保证食品安全,且对设备和能源要求高等问题。这也进一步限制了超声除菌技
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沙门氏菌是一种在乳制品、肉制品和禽蛋产品中常见的食源性致病微生物,由沙门氏菌引起的食源性疾病对普通民众健康造成了巨大威胁。对于食品中沙门氏菌的有效控制技术研究已经成为人们关注的焦点。其中,研究已经发现与传统的热灭菌技术相比,超声杀菌技术在节能、提高效率和保持风味方面皆表现出了其优越性。但是,也发现超声处理存在杀菌效果有限,不能有效保证食品安全,且对设备和能源要求高等问题。这也进一步限制了超声除菌技术在实际食品加工中的进一步加工与应用。基于此,本课题以沙门氏菌为研究对象,通过对于超声处理下沙门氏菌细胞内部的生理代谢变化进行探究,以深入揭示超声处理及其增强二氧化氯抑制沙门氏菌效果的背后机理。主要研究结果如下:首先,对高强度超声（HIU）处理下沙门氏菌的生存机制进行探究。研究发现高强度超声处理可在一定程度上减少沙门氏菌的可培养细胞数。电镜结果初步表明高强度超声处理会造成沙门氏菌细胞结构受损甚至是瓦解,而菌悬液上清液中电导率值的增加（13.47-18.10%）,以及蛋白含量的增加（27.62-38.30倍）进一步表明高强度超声能引起沙门氏菌细胞结构受损,进而引起胞内物质渗漏。此外,高强度超声处理还会造成细菌细胞内的能量代谢异常,其中高强度超声处理后柠檬酸合成酶、苹果酸脱氢酶等TCA循环关键蛋白质显著下调,导致细胞内ATP积累受阻,进而影响了沙门氏菌细胞的应激损伤修复和物质摄取过程,使得细菌细胞逐步走向死亡。最后,存活的沙门氏菌可能是通过上调其环境感知（双组分系统）、趋化性（细菌趋化性）、物质摄取（ABC转运体）和ATP产生（氧化磷酸化）来增强对高强度超声不利胁迫的适应性。进一步探究低强度超声处理对沙门氏菌生理状态和生理调控过程的影响。研究发现探头式超声波（US）和水浴式超声波（WUS）这两种处理方法都破坏了沙门氏菌的细胞结构,增加了其细菌外膜的渗透性（US:9.00%,WUS:11.96%）,并造成细胞内活性氧的积累（US:13.95%,WUS:4.34%）。同时,还引起了细胞内ATP（US:15.22%,WUS:14.15%）和ATP酶活性的降低（US:3.13%,WUS:26.06%）。这一系列的不利影响导致了沙门氏菌细胞的物质和能量代谢过程被破坏,进而影响细菌细胞的正常生理状态。同时,细菌细胞内部也进行了一系列复杂的代谢调控来有效应对超声所带来的不利影响,如脂质代谢,小分子物质代谢和能量代谢等,这也可能是两种低强度超声均未导致沙门氏菌可培养细胞数显著减少的内在原因。最后,深入探究低强度超声增强二氧化氯抑制沙门氏菌效果的潜在机制。电镜结果表明,低强度超声处理增强了二氧化氯对沙门氏菌细胞膜结构的损伤,进而导致细菌细胞外膜的通透性进一步增加（CLO2:31.23%,CLO2+WUS:66.25%）,菌悬液上清中的电导率进一步增加（CLO2:6.57%,CLO2+WUS:10.28%）。同时,还发现低强度超声处理增强了二氧化氯处理后沙门氏菌细胞内部能量供给失调,其中联合处理导致细菌细胞中ATP含量进一步减少（CLO2:78.63%,CLO2+WUS:91.66%）,以及ATP酶活力的显著下降（CLO2:14.32%,CLO2+WUS:38.06%）。此外,代谢组学的研究结果表明超声处理还进一步加剧了二氧化氯对沙门氏菌细胞内小分子物质代谢和核苷酸代谢等重要生理过程的破坏。本研究通过蛋白质组学和代谢组学技术对不同条件超声波单独作用以及联合二氧化氯对沙门氏菌的杀菌效果及机理进行探究,进一步探明了超声的抗沙门氏菌具体效果及应用潜能,进而为超声波联合除菌技术拓展更多的应用场景提供了理论和实践基础。
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