研究揭示了沙門(mén)氏菌在低溫下如何“死亡”的新亮點(diǎn)
根據(jù)一組研究人員的說(shuō)法,最經(jīng)濟(jì)的方法是殺死導(dǎo)致常見(jiàn)食源性疾病的細(xì)菌 - 主要是由腸道沙門(mén)氏菌引起的 - 是熱量,但是,在較低溫度下殺死沙門(mén)氏菌的機(jī)制直到現(xiàn)在才被完全理解。研究人員說(shuō),細(xì)菌可以開(kāi)發(fā)出應(yīng)對(duì)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(xué)的博士生,賓夕法尼亞州電氣工程助理教授Aida Ebrahimi開(kāi)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(yīng)力會(huì)破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁而不會(huì)使細(xì)胞破裂。
“我們假設(shè)沙門(mén)氏菌可能因細(xì)胞壁滲漏而死亡,”Ebrahimi說(shuō)。“如果你加熱它們,構(gòu)成細(xì)胞壁的脂質(zhì)就會(huì)振動(dòng)。隨著細(xì)胞壁的減弱,它會(huì)讓小分子泄漏出來(lái)。因?yàn)檫@些小分子主要是離子分子,我們期望電導(dǎo)率發(fā)生變化。”
為了證明他們的假設(shè),該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種對(duì)生長(zhǎng)培養(yǎng)基電導(dǎo)率變化敏感的傳感器。當(dāng)細(xì)菌的細(xì)胞壁失去完整性時(shí),帶電分子從細(xì)胞中噴射到含有細(xì)菌的溶液中,因此溶液的電導(dǎo)率發(fā)生變化。
研究人員使用野生型和耐熱沙門(mén)氏菌進(jìn)行了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn),并將電學(xué)結(jié)果與熒光測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)微生物學(xué)方案相關(guān)聯(lián)。修飾的細(xì)菌需要更高的能量以使細(xì)胞膜可滲透到足以泄漏小分子。該團(tuán)隊(duì)還研究了加熱時(shí)間和加熱方法,無(wú)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(xì)菌。
該論文的作者出現(xiàn)在當(dāng)前的“生物物理學(xué)雜志”上,然后基于他們的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)了一個(gè)分析模型,該模型將膜損傷,細(xì)胞質(zhì)滲漏和細(xì)胞死亡相關(guān)聯(lián)。通過(guò)更好地了解高溫下細(xì)菌死亡的機(jī)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(shí)間來(lái)滅活細(xì)菌。
“我們知道高溫如何殺死細(xì)菌,”Ebrahimi說(shuō)。“但我們想知道為什么沙門(mén)氏菌會(huì)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(huì)有好處,例如節(jié)約能源和保持更好的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量。但更重要的是,細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生耐熱性震驚,所以知道它們對(duì)熱休克的反應(yīng)非常重要。“
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