肉和肉制品營養(yǎng)豐富，含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)以及一些微量元素。是人體良好的蛋白質(zhì)、必需氨基酸的營養(yǎng)來源，同時也為微生物的生長提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。在肉類食品加工及貯藏過程中，通常會因加工環(huán)境及設(shè)備污染物污染，加工操作不當(dāng)，包裝容器和材料污染及貯藏條件的改變而引起細菌污染，細菌能夠在肉制品表面形成生物膜，使肉類食品腐敗變質(zhì)。生物膜是1種或多種細菌不可逆地附著在肉制品表面上，形成的具有三維結(jié)構(gòu)的細菌膜樣物的微生物群落。生物膜形成的動力學(xué)過程，主要包括初始可逆粘附、不可逆粘附、形成、成熟和分散等。最近，關(guān)于肉類食品中的微生物生物膜引起研究者的廣泛關(guān)注。肉類食品中的細菌可分為致病性細菌和腐敗性細菌，在肉及肉制品表面形成生物膜的細菌種類也存在差異，在冷鮮肉中存在的病原性細菌主要是大腸桿菌，腐敗性細菌主要是假單胞菌、不動桿菌等；在熟肉制品中存在的病原性細菌主要是芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等，腐敗性細菌主要是變形桿菌以及一些其它的微桿菌。目前，許多學(xué)者對細菌生物膜機制、影響因素，以及對殺菌劑的耐受性、生物和化學(xué)方法對生物膜抑制作用等進行深入研究，為肉類食品工業(yè)中新型生物膜控制策略的研究提供了借鑒。針對以上研究現(xiàn)狀，本文主要介紹肉類食品生物膜的發(fā)現(xiàn)、形成機制，致病菌和腐敗菌的成膜特點，以及新型的生物膜抑制途徑，總結(jié)近5年國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，以期為肉類食品生物膜的有效防治提供理論與應(yīng)用支持。

1 生物膜的發(fā)現(xiàn)及定義

Costerton等基于對呼吸系統(tǒng)氣管感染的細菌群體所引發(fā)相關(guān)性肺炎的研究結(jié)果，首先提出了“Biofilm”（細菌生物膜或微生物生物膜）這一專用名詞，得到了國際學(xué)術(shù)界的認同，從此推動了細菌生物膜成為國內(nèi)外研究熱點。生物膜通常被定義為細菌附著于肉制品表面，建立的具有三維結(jié)構(gòu)的微生物群落，它由多種微生物組成，原核細胞和真核細胞嵌入由微生物群落組成的胞外基質(zhì)中。EPS主要由多糖、蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)構(gòu)成，它們能維持生物膜的機械穩(wěn)定性，介導(dǎo)其與表面的粘附，并形成粘合的三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，使其互連并瞬時固定生物膜細胞。各種細菌胞外基質(zhì)組成成分差異明顯。當(dāng)多個粘附的細菌聚合成菌落基質(zhì)后，群體感應(yīng)系統(tǒng)開始啟動，產(chǎn)生大量胞外基質(zhì)，與細菌黏結(jié)形成微生物菌落。群體感應(yīng)是細菌進行種內(nèi)或種間信息交流的一種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制，能夠調(diào)控細菌的各種生理生化功能。包括生物膜的形成以及毒力因子的產(chǎn)生等。生物膜中水分含量可達97%，此外還含有細菌分泌的大分子多聚物、吸附的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物及細菌裂解產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)、多糖、DNA、RNA和肽聚糖等。對于微生物細胞來說，生物膜是一個庇護所，它可以改善惡劣環(huán)境和環(huán)境波動對微生物造成的影響，如各種殺菌方式、pH值或氧氣變化、抗菌劑的存在以及宿主對生物膜的反應(yīng)等。

2 生物膜的形成機制

生物膜由復(fù)雜的細菌群落組成，大多數(shù)細菌不可逆地附著在肉制品表面。生物膜的形成是一個層遞、動態(tài)的過程，各種不同的物理、化學(xué)、遺傳、生物作用都參與生物膜的最終成熟。自然界中絕大多數(shù)細菌都是以生物膜形式存在的，只有極少數(shù)細菌以浮游形式存在。

肉制品表面的細菌生長和生物膜形成可以分為5步：可逆粘附階段、不可逆粘附階段、早期生物膜形成階段、生物膜成熟階段和生物膜分散階段。

2.1 可逆粘附階段

生物膜形成始于浮游細菌附著于肉制品表面，通過范德華力、疏水相互作用和靜電力在細菌和肉制品表面之間進行可逆粘附。細菌通過其表面附屬物（如鞭毛、菌毛和細胞外聚合物等）可逆地粘附在肉制品表面。

2.2 產(chǎn)生群體感應(yīng)系統(tǒng)和EPS，進入不可逆粘附階段

隨著微生物細胞的繁殖，產(chǎn)生以多糖和蛋白質(zhì)為主要成分的EPS，EPS使生物膜更牢固地附著，并以不可逆的方式固定在肉制品表面。

2.3 早期生物膜形成階段

細菌細胞緊密生長，開始向周圍環(huán)境分泌聚合物基質(zhì)，并進一步變成離散的細胞群體，形成早期生物膜。

2.4 生物膜成熟階段

小菌落聚集成大菌落，形成完全成熟的生物膜結(jié)構(gòu)。

2.5 生物膜脫落分散階段

成熟的生物膜細胞脫落分散成浮游細胞或形成新的生物膜。

生物膜的實際形成機制尚不明確，未來幾年依舊是科學(xué)研究的熱點問題，然而生物膜的組成及其作用機制與微生物的抗性和毒力密切相關(guān)。

3 肉類食品加工及貯藏過程中的生物膜形成

近年來，細菌生物膜引起了食品界的廣泛關(guān)注。據(jù)估計，80%的微生物感染與生物膜有關(guān)，微生物能夠在許多食品工業(yè)領(lǐng)域形成生物膜，如肉制品加工、乳制品加工、新鮮農(nóng)產(chǎn)品加工、家禽加工和釀造業(yè)等。尤其是肉類食品，由于生產(chǎn)鏈條長，環(huán)節(jié)多，不能完全封閉式、自動化生產(chǎn)，更加重了微生物污染的可能，導(dǎo)致嚴重的衛(wèi)生問題以及由于食物腐敗導(dǎo)致的經(jīng)濟損失。

肉類食品中的主要病原性細菌包括沙門氏菌屬、單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、出血性大腸桿菌0157：H7和嗜熱性空腸彎曲桿菌等；主要腐敗菌包括乳酸桿菌、假單胞菌、不動桿菌、熱殺索絲菌、莫拉氏菌、明串珠菌和變形桿菌等。在冷鮮肉中所存在的病原性細菌主要是大腸桿菌，腐敗性細菌主要是假單胞菌、不動桿菌等；在熟肉制品中存在的病原性細菌主要是芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等，腐敗性細菌主要是變形桿菌以及一些其它的微桿菌。不同肉類食品中存在的細菌種類如表1所示。

3.1 病原性細菌

3.1.1 沙門氏菌

沙門氏菌（Salmonella.spp）是革蘭氏陰性棒狀桿菌，在肉類、家禽和蛋制品等動物源性食品中最為常見，約占50%～75%。沙門氏菌具有附著、定植以及在各種食品和食品接觸面上形成生物膜的能力，從而有助于增強其在宿主和非宿主環(huán)境中的抗性和持久性。現(xiàn)在人們普遍認為，像沙門氏菌這樣的食源性病原體可能主要以生物膜的形式，在固體表面生長，它們大多數(shù)的生長環(huán)境是在自然環(huán)境和食品工業(yè)環(huán)境中，而不是浮游環(huán)境。沙門氏菌等食源性病原體的生物膜廣泛存在于各種食品加工場所，包括魚類加工、家禽、乳制品和即食食品等。形成的生物膜很可能造成持久性的污染，破壞食品安全，危害人類健康。闡明調(diào)節(jié)腸道沙門氏菌生物膜形成過程的環(huán)境信號網(wǎng)絡(luò)已成為近幾年的研究熱點。沙門氏菌形成的生物膜可以抵抗環(huán)境壓力和殺菌劑等，在食品工業(yè)中很難清除，目前有關(guān)沙門氏菌生物膜的控制主要集中在一些存在于標準實驗室生長條件下的沙門氏菌生物膜，有關(guān)在肉類加工環(huán)境中去除生長在肉類食品中的沙門氏菌生物膜的研究較少。因此需要研究新型、高效的方法來抑制肉類食品中沙門氏菌生物膜的形成。

3.1.2 單核細胞增生李斯特菌

單核細胞增生李斯特菌（Listeriamonocytogenes）能夠引起李斯特菌病，這是一種能威脅孕婦、新生兒、老年人等免疫功能低下者生命的疾病。單核增生李斯特菌在自然界中廣泛分布且能夠在低溫下存活，在4℃條件下3h內(nèi)便可附著在肉制品表面，24h后能夠形成稀疏集群的生物膜。研究表明，單核增生李斯特菌可以與革蘭氏陰性菌或革蘭氏陽性菌一起形成混合菌種生物膜，物種間的相互作用，使單核增生李斯特菌生物膜的形成以及對抑菌劑的抗性高度依賴于環(huán)境和細菌種類。單核細胞增生李斯特菌在食品中廣泛存在，并且李斯特菌對干燥、紫外線、輻照和殺菌劑具有持久的抵抗性，因此肉制品及肉制品生產(chǎn)設(shè)備中李斯特菌形成的生物膜需要持續(xù)控制。由此看來，更好地了解李斯特菌的特性、環(huán)境影響因素以及毒性因子與宿主易感性的相互作用，對于更好地控制李斯特菌生物膜的發(fā)生是有必要的。

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