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数量:14 (1)DOI: 10.37532 / 0974 - 7532.2019.14 (1) .148

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食品微生物学的新方法:保证食品安全和公共卫生

*通信:

·拉希德努尔生命科学学院(SLS),孟加拉国独立大学(大学),图16日块B, Aftabuddin Ahmed路,Bashundhara,达卡,孟加拉国,1229年电话:+ 8801749401451;电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

虽然食物的情况下承担感染、中毒或toxi-coinfection如今很好理解在许多国家通过发展各种隔离和枚举方法涉及文化、血清学和分子方法,问题的根源识别食物的平衡以及描述发生的食源性疾病仍然需要巨大的进步。许多研究食物微生物学瓦解食品生微生物及其相关发病机理至今为止;然而,理解一个精确的数据集对这些食物病原体和承担相关的毒性因素是有限的只有有限的发达国家进行高级研究在食品安全问题上的能力。某些方面的参与至关重要群体感应食品中细菌承担发病机理,利用分子工具和微生物生物技术食品微生物学、应用和理解基因组数据库,使用纳米技术来检测食源性病原体,等出现解决与食品安全相关的并发症。目前的审查,在有点短暂的方法,讨论了这些先进的方法来传播知识的食物之一微生物学专业人士工作特别是在发展中国家,如孟加拉国维护食品安全的目标以及管理质量健康条件。

关键字

食品微生物承担;食品安全;群体感应(QS);微生物食品生物技术;基因组学;纳米技术;公共卫生

介绍

一个数组的微生物早就知道的主要食品行业的重要性,从公众吗健康视角以及生物技术的应用程序。尽管血清学和分子方法在食品的持续发展对传统文化保护的考虑方法,食品安全和质量的保证仍然是一个至关重要的问题,以及目前出现的主要面对时间敦促更有效的微生物控制在食品生产链。事实上,食物通常是容易(主要是通过微生物的攻击沙门氏菌。,空肠弯曲杆菌,埃希氏杆菌属压力包括志贺产毒大肠杆菌多O157血清型,单核细胞增多性李斯特氏菌,弧菌spp。,肉毒梭状芽胞杆菌,蜡样芽胞杆菌,青霉菌expansum,Alicyclobacillus隐孢子虫acidoterrestris Wallemia spp。诺瓦克病毒,以及,鞭毛虫intestinalis和旋毛虫),实际上是暗示但并不总是一致的诊断结果(1]。

由于食源性危害,公开健康担忧已经预计由于几个食源性致病微生物主要的产毒素的大肠杆菌、沙门氏菌spp。志贺氏杆菌spp。和弯曲杆菌spp, non-typhoidal沙门氏菌血清(nt),就要spp。李斯特菌。和金黄色葡萄球菌(2]。传统的微生物控制技术(回复化学接触,应用辐射,和热方法)已经注意到造成一些重大缺陷质量的退化和食品的质地;高能源成本;浪费的食物;职业和健康危害(3,4]。因此,消费者之间的不含化学物的方法和它的受欢迎程度上升,因此考虑发展小说,更高效,可持续和低成本的抗菌方法(5]。

安全食品的可用性可能是最重要的全球性问题以及它是具有挑战性的相应的食品部门和食品行业3]。频率和全球食源性疾病是致命的可怕的影响和重大的发病率。全球食品安全研究进展预计总食源性的知识微生物以及相关的疾病发作。除了湿实验室实验,食品安全基础数据库的建设引起了食品微生物学领域的一个巨大的改进。目前的审查试图专注于持续的应用和全球涉及先进的方法目前使用的必要性。

破坏了群体感应(QS)途径:代谢的方法

食品腐败发生主要是由于细胞间通讯在食源性病原体,这种现象被称为群体感应(QS) [6]。几项研究思考细菌QS系统密切相关的生物膜形成之后,食源性疾病发作(7]。QS的信号化合物已报告在不同食品协会的主导地位假单胞菌。、肠道细菌、乳酸菌(实验室)8,9]。因此,QS系统上的信息将帮助开发等干扰的方法细胞间通讯系统;因此防止损坏网络可能通过控制基因编码毒力因子的表达传播食源性疾病所需的主机内所示图1(6,10]。为细胞间通讯与随之而来的毒力因子生产、细菌细胞已报告使用的几类信号分子即n -高丝氨酸内酯(ahl分子,也叫做autoinducer-1或AI-1,由革兰氏阴性菌),一个furanosyl硼酸二酯(种间和种内的通信的通用信号),也称为autoinducer-2(由革兰氏阳性和革兰氏阴性菌),autoinducer-3 (AI-3,肠出血性的QS信号吗大肠杆菌),autoinducing肽(aip),由革兰氏阳性细菌,2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone (pq)铜绿假单胞菌(6,11,12]。群体感应抑制剂的发展(QSIs)为了目标和块的合成细胞信号传导分子也会有助于防止biofilm-forming食品腐败细菌明显芽孢杆菌spp。,肠球菌spp, spp葡萄球菌,链球菌spp,链霉菌属spp,根瘤菌。(6,10]。QSIs可以被认为重要的值通过他们的能力而言,食品安全监管的病原体的毒力因素与生物膜的形成特征(图1)。这种方法是众所周知的识别的毒性微生物尤其是在肉(隔离肠杆菌科菌株,气单胞菌属hydrophila,就要enterocolitica fragi假单胞菌,大肠杆菌O157: H7、乳酸菌)和蔬菜产品(隔离的肠杆菌科菌株,假单胞菌,弧菌科菌株,鼠疫enterocolitica,大肠杆菌O157: H7) [6]。

借助不同的q信号像n -高丝氨酸内酯(ahl分子,也叫做autoinducer-1或AI-1), furanosyl硼酸二酯,该autoinducer-3 (AI-3) Autoinducing肽(aip), 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone (pq),食物变质可能发生由于强劲细胞间通讯这些信号引发的食源性致病菌之一。许多QS信号化合物实际上是存在于不同的食物,因此QS系统上的信息将有助于在发展中破坏的方法细胞间通讯系统,从而防止食物变质。这样一个巧妙的机制可以通过群体感应抑制剂诱导(QSIs)目标和阻止QS信号分子的合成。

分子工具和微生物食品生物技术:主要的方法

的使用微生物在食品行业长期以来一直练习,因为他们的发酵代谢,由于他们的促进健康的影响;即。,the probiotic products [13]。众所周知,商业起动器和二次文化(细菌、酵母菌和霉菌产生的工业规模的生物反应器)应用于现代fermentation-based食品加工。文化中,通常包含一个类型的微生物或一个复杂的财团微生物制定(由可能的基因-或代谢工程)实现所需的功能和质量的成品(s) (图2)。食品中的微生物多样性已经分析使用高通量测序(高温超导)方法和几种下一代测序(上天)技术(14]。

然而,一个有趣的使用公司重建的代谢网络的分子生物学方法结合基于建模(CBM)基本上是预计通过广泛接受基因组学感兴趣的生物数据;并进一步重建网络转换成一个数学模型公司的团队模型(GEM)所示图2(13,15]。这种方法可以用来评估工业菌株的代谢潜力用于食品加工,和理解现有的交互在微生物财团和设计所需的模拟社区表型实际上是文化融合对食品发酵(13,16,17]。最近,一种方法即RedCom方法,关于建设合适的食品微生物财团发酵技术,介绍了减少社区模型由网络转换的线性单一物种模型(16]。

基于约束的知识建模(CBM)有助于理解适当的应变发展工业食物生产伴随着微生物文化进步和生物过程(发酵)优化以达到安全食品(13]。公司的整合模型(宝石,综合信息)和煤层气的组学数据分析(通过相关数据库)进一步思考全球定性和定量微生物代谢特征(即在一个给定的环境。在恒化器或一个工业发酵罐)实现高质量的产品。

的知识和应用基因组学在食品安全:数据库的方法

所示图2,整个基因组测序(WGS)提供详细描述从食源性病原体(如明显spp。沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特菌spp,弯曲杆菌。和弧菌spp),和猎枪的应用宏基因组分类分析和可能的耐药性特征已成为食品安全领域的新方法(18,19]。不同病原体的基因组成造成食源性疾病疑问会很长一段路要解决公众健康问题与食品相关的问题。这样一个基因组的方法是将函数作为食源性疾病疫情检测、识别食品污染的原因,积累所有的毒性特征,等等。19]。因此,在新技术和工具基因组学和宏基因组,显然生物信息学在食品微生物学将是一个很大的影响,以确保食品安全以及维护公共健康可持续性(18,20.]。

纳米技术在食品安全中的应用:另一个新颖的方法

对目前食品加工方法如加热、冷冻、冷藏、紫外线或γ-radiation,过滤、干燥、使用霍乱化合物、臭氧、过氧化氢、等,纳米技术的新方法(即。纳米技术,包括抗菌表面/包装,传感器对食品安全应用程序)和杀生的平台出现作为一个有前途的技术为了所需的消费者安全和食物的质量3]。使用抗菌食品接触表面和表面涂层使用工程纳米颗粒是创新的快速检LD乐动体育官网测存在的病原体或其他物质3]。这些纳米颗粒主要包括银(Ag)、氧化锌(氧化锌),氧化钛(TiO₂),氧化铈(CeO₂)、钒酸铋(BiVO₄)等,事实上随着纳米功能传感器致病性检测以及在食品包装改进食品保护属性(3,21,22]。纳米级事实上,银是一种非常有用的抗菌金属,可以完全抑制细菌依附任何表面以及可以抑制生物膜的形成23]。有趣的是,天然抗菌提取物替代上述化学物质还用于纳米应用:纳米胶囊固定化肉桂醛和大豆多糖nano-emulsion被发现传授抗菌活性大肠杆菌(24]。食用的nano-emulsion壳聚糖涂层和果胶/木瓜泥/肉桂醛nano-emulsions发现积极的反对大肠杆菌l . monocytogenes和美国血清(3,25]。

新方法对食品安全:孟加拉方面

正如上面所讨论的,除了传统文化相关的锻炼方法涉及的分子方法,食物的方法论微生物学现在在巨大的关注(我)基本数据库的建设;即。,concentrating on the基因组学和生物信息学食源性微生物;和(2)可能的预测调查食源性疾病爆发伴随着食源性致病菌的快速检测和监测的可能的应用先进的分子生物学,微生物生物技术和纳米技术的参与3,13,14,16- - - - - -19,26]。然而,在孟加拉国,这样的技术进步仍然缺乏在很大程度上因为这里有传统文化相关的主要实验。食物的研究微生物学仅限于异养的隔离和枚举微生物以及特定病原体的检测(有时伴随着他们的耐药性特征)使用选择性文化和生化方法。不仅在研究实验室还在等食品行业主要依靠传统的程序。一些分子的研究涉及具体毒性基因检测到目前为止在这个国家也有报道,但这实际上是一种原始水平在上下文来维护食品安全的完成目标更不用说食源性疾病发病的预测分析27,28]。资源匮乏,金融约束设置必要的物流,缺乏必需的专业知识可能占当前的这种不良情况研究食品安全在孟加拉国。监管机构(或立法机构)和我们的食物的研究人员,以及专业人士在食品行业工作,找出这些问题的可能的发展研究的食物微生物学按照全球持续的先进方法。

结论

发展在世界各地的食品安全研究和研究是不断升级的深入了解食源性病原体一起伴随疾病的并发症。的微调应用基因工程在食品微生物生物技术、敏感等整个程序基因组测序或下一代测序,构造发展史的食源性病原体,相关食源性创建数据库微生物通过应用程序和相关的危险的“组学”的概念(即。,基因组学和生物信息学分析),精确检测食源性病原体利用纳米技术;和预测可能的食源性疾病出现在许多发达国家维护食品安全与可持续消费安全。在孟加拉国的角度,这样的高技术吞吐量随着食品工业和食品研究实验室将是非常具有挑战性的,因为一些限制等所需的专业知识来处理这些工具以及财政赤字等能力建设进行类型的先进的研究。然而,并发知识的方法来维护食品安全会增加我们的研究人员和专业人士来设计他们的实验策略关于食品安全的未来。

承认

作者感谢本文中引用的文献。但是,没有格兰特已经收到,写这篇文章。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

·拉希德努尔概念化,草稿准备,审查和编辑。

伦理批准

这篇文章不包含任何与人类参与者或动物研究由作者完成。

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