食品加工环境中细菌生物被膜形成机制研究

长期以来，人们总认为细菌以游离状态存在。近年来才发现大多数细菌以 "生物被膜"（Biofilm,BF）状态群居，而BF态细菌比游离态抗性高10-1000倍。食品极易感染各类微生物，特别是病原菌和腐败菌易粘附于食品原料表面，在与食品接触面或系统当中形成BF。一旦形成被膜，不仅会凸增设备清洗难度，使正常设定的CIP失效，导致食品质量与安全问题；还会腐蚀设备表面，改变原设计的流速、温度等特性参数，影响正常运行。但关于BF与食品机械安全性的研究极少。本课题研究食品加工设备中BF的形成规律及分布特点，重点探索食品机械所选材料、接触表面粗糙度、零部件结构形状、温度、流速以及流体粘度等参数对BF的附着位点、形成过程、附着状态、脱落复制周期等的影响，揭示食品机械表面BF的形成机理与繁衍机制，建立BF形成的数学模型，探讨并预测食品机械表面防止BF形成及清除的系统设计思想，为食品机械的安全性设计提供理论基础。

本项目以单核细胞增生性李斯特菌为研究对象，通过改变菌落总数、延续时间、营养条件、生长环境及载体表面性质等因素探索细菌的粘附过程、生物被膜的形成、稳定及衰亡过程的影响，发现、总结食品加工环境中生物被膜的形成规律，并模拟食品加工环境，构建细菌生物被膜动态研究模型，借助扫描电镜观察、显微计数、胞外物质的提取与分离等手段，在分析探讨生物被膜态微生物与浮游状态微生物的生理生化差异的基础上，进而分析食品环境中细菌在载体表面粘附并形成生物被膜的机理，提出基于生物安全性的食品机械设备安全性设计准则，为食品机械安全性设计和运行提供理论依据。