IF:6.3|华中农业大学王小红教授:载噬菌体明胶水凝胶膜:一种控制食品中沙门氏菌污染的新型策略

沙门氏菌是全球高发的食源性致病菌，广泛污染肉、蛋、奶及生鲜果蔬，是引发食物中毒、造成公共卫生安全与经济损失的主要病原之一。传统化学防腐剂、抗生素及热杀菌等方式存在抑菌谱广、破坏食品风味品质、易导致细菌耐药性等问题，开发靶向、安全、温和的新型生物抑菌技术成为食品保鲜领域的迫切需求。

噬菌体作为专一侵染细菌的病毒，具有宿主特异性强、对人体和环境无害、不破坏食品有益菌群等突出优势，已获 FDA 批准用于食品致病菌防控，是替代传统抑菌手段的理想选择。但噬菌体直接应用于食品体系时，易受 pH 波动、酶解、高离子强度、干燥及加工剪切等环境胁迫影响，导致活性大幅丧失；同时存在分布不均、与致病菌接触效率低、释放不可控等瓶颈，亟需稳定、高效的递送载体体系。

水凝胶具有三维亲水网状结构，可为噬菌体提供保湿、缓冲、抗逆的保护环境；明胶来源广泛、可食用、成膜性好且生物相容性优异，是制备食品级活性包装的理想基材。然而现有明胶 - 噬菌体体系普遍存在干燥与储存过程中噬菌体活性损失大、力学与光学性能难以平衡、缺乏适配食品冷链的智能控释能力等问题。基于此，本研究将宽宿主谱、高稳定性的沙门氏菌噬菌体 STP55 与优化明胶水凝胶膜结合，构建兼具高噬菌体存活率、良好力学光学性能、温度响应控释的新型活性包装膜，系统评价其理化结构、释放行为、储存稳定性与实际食品抑菌效果，旨在为食品中沙门氏菌的靶向、绿色、高效控制提供全新技术方案。

负载噬菌体明胶水凝胶膜（G/STP55）的制备与工艺优化

以明胶为基材、甘油为增塑剂制备负载沙门氏菌噬菌体 STP55 的活性包装膜，通过溶剂、增塑剂比例和噬菌体添加量的系统优化，确定最佳工艺为无菌水溶解、20%（w/w）甘油添加量、20%（v/v）噬菌体添加量，该条件可最大程度保持噬菌体活性，同时保证成膜均匀性与柔韧性。

G/STP55 膜的理化与结构特性

噬菌体 STP55 以物理嵌入方式均匀分布于明胶膜基质中，未产生新化学键，仅降低明胶分子间氢键作用与结晶度。G/STP55 膜具有良好透明度、轻微黄色调与优异紫外屏蔽性能，噬菌体加入使膜断裂伸长率显著提升、拉伸强度略有下降，同时赋予膜更好的抗氧化性，氧气透过性无明显变化。

G/STP55 膜中噬菌体的释放与储存稳定性

G/STP55 膜中噬菌体的释放具有显著温度依赖性，25℃条件下释放速度快，4℃条件下释放缓慢且持久，可适配冷链与常温不同应用场景。明胶基质对噬菌体具有显著保护作用，4℃储存 7 周噬菌体效价无明显损失，25℃储存 7 天仍保持较高活性，稳定性远优于游离噬菌体。

G/STP55 膜的体外抑菌性能

G/STP55 膜对鼠伤寒沙门氏菌具有高效靶向杀菌能力，在低污染浓度下可实现致病菌完全清除，高污染浓度下杀菌率超过 98.0%，处理后沙门氏菌出现明显皱缩、破裂与结构坍塌。纯明胶膜无抑菌作用，证明抑菌效果完全来源于膜中释放的活性噬菌体。

G/STP55 膜在实际食品中的应用效果

G/STP55 膜在牛奶、生菜、鸡胸肉三种典型食品基质中均表现出优异的沙门氏菌控制效果，低污染水平下可实现 100% 清除，中高污染水平下致病菌数量显著降低，杀菌率保持在 98.89% 以上，证明该活性包装膜适用于多种食品场景，具备良好的实际应用潜力。

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