为食品安全保驾护航的噬菌体

文/俞 澜

病毒并不总是带来疾病,噬菌体就是一类能够感染和杀死细菌的病毒。因此,一些噬菌体可用来保障食品安全。
细菌“杀手”
细菌是单细胞原核生物,对人类活动有着很大的影响。例如,人体胃肠道中的有益细菌对于维持胃肠道微生态平衡,促进人体健康具有非常重要的作用。此外,细菌对自然界物质循环和全球生态平衡也有举足轻重的作用。但是,细菌也是许多疾病的病原体,让人类深受其苦。
例如,有一种名为单核细胞性李斯特菌的细菌,它可以污染各种食品,甚至在冰箱里也能继续繁殖。它能引起人体感染,并令人患上李斯特菌病,其症状表现包括脑膜炎、败血症和流产等。在欧洲,每年有数百人死于李斯特菌病。很长一段时间内,人们找不到对付这种细菌的完美方法。例如,虽然电离辐射杀菌非常有效,但它会改变食品的味道、质地和外观。
后来,在美国、加拿大和澳大利亚等国家,研究人员把目光转向了同为微生物的细菌“杀手”——噬菌体。他们通过在食品上喷洒可以杀死李斯特菌的噬菌体,来降低人们感染李斯特菌病的风险。
作为能够感染和杀死细菌的病毒,噬菌体无处不在。据估计,地球上有1×1031个噬菌体,仅在一个人的肠道内,大概就有1×1015个噬菌体。
正因为噬菌体的数量如此之多,科学家设法让它们物尽其用也就不足为奇了。早在20世纪20年代,格鲁吉亚就成立了埃利亚瓦噬菌体治疗中心,利用噬菌体治疗人类感染。如今,噬菌体疗法仍被用于临床治疗,但在格鲁吉亚之外的其他地方应用较少。因为相较于找到能够杀死特定细菌的噬菌体,开抗生素处方要简单得多。
不过,在食品领域,情况又有所不同。在一些国家,噬菌体越来越多地被用于杀灭导致食物中毒的细菌,主要目标有沙门氏菌、志贺菌和大肠杆菌等。这些细菌可以潜伏在沙拉等生鲜食品上,也可以在烹饪后污染食品表面。
在使用噬菌体杀死这些细菌时,通常是将含有噬菌体的细雾喷洒在食品表面,从而有效地杀死致病细菌。大量研究表明,这种方法可以将致病细菌的数量减少几个数量级,有时甚至减少到无法检测到的程度。
噬菌体杀菌还有一些其他的优点,如噬菌体不会留下可察觉的痕迹,而且不会对人、食品包装等产生不良影响,从而使它优于化学消毒剂。

噬菌体“鸡尾酒”
然而,常规的噬菌体杀菌方法也有缺点。主要的问题是:每种噬菌体只能针对某些特定的细菌菌株,所以需要将多种噬菌体混合,调制噬菌体“鸡尾酒”,来杀死可能存在的所有菌株。同时,细菌总是在不断进化,这意味着在一个地区有效的噬菌体混合物,在其他地区可能无效。这就需要研究人员不断监测每种噬菌体的有效性,并根据需要对混合物进行调整,这给噬菌体杀菌产品的研发增加了难度。
噬菌体杀菌产品应用的一大挑战是储存。因为噬菌体一般需要冷藏,这限制了该产品的应用。好消息是,加拿大的一个团队已经开发出一种方法,可以将噬菌体转化为不需要冷藏的干粉。
此外,说服食品加工公司采用这项技术也很困难。因为噬菌体是一种病毒,一些公司谈“毒”色变,不太愿意在他们的食品上使用噬菌体。近年来,情况有所好转,一些食品加工公司为了避免因细菌超标导致的食品召回,开始使用噬菌体杀菌产品来消灭食品上的危险细菌。

更广阔的应用舞台
防止食物中毒并不是噬菌体杀菌产品的唯一作用。噬菌体越来越多地被用于在食品加工过程中消灭有害微生物、防止食品腐烂以及治疗动植物疾病等。这种方法的一大优势是,噬菌体可以杀死已经对抗生素或消毒剂产生耐药性的细菌。
延长食品保质期不仅有利于食品生产者和消费者,还有助于通过减少食品浪费来拯救生物多样性和限制碳排放。因为粮食生产是造成碳排放增加和生物栖息地减少的主要原因。
另外,一些研究团队希望利用噬菌体治疗动植物疾病,这可能有助于减少农民对抗生素的使用。有研究人员认为,食品业和农业对抗生素的可怕滥用,使抗生素耐药性问题越来越严重。如果能增加噬菌体杀菌产品的使用,将有助于解决抗生素耐药性问题。
美国一家公司还试图研发去除微生物组中不受欢迎成分的噬菌体营养品,以及含有噬菌体的护肤品和口腔卫生产品等。例如,某种噬菌体营养品将可以消灭与肥胖有关的细菌。
不过,噬菌体的大量使用也可能产生耐药性问题。研究人员认为,相比抗生素耐药性,噬菌体耐药性问题并不是太严重。如果出现噬菌体耐药性,只需要寻找细菌无法抵抗的其他噬菌体就可以,这样做比寻找新的抗生素要容易和便宜得多。
同时,随着噬菌体杀菌产品在食品和动植物上的广泛使用,相关研究成果也有助于促进它们在治疗人类抗生素耐药性感染方面的应用。

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