在加拿大，每年約有474例食源性疾病病例與大腸桿菌（E. coli）O157:H7相關(guān)。作為一種產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌（STEC），O157:H7是導(dǎo)致食源性疾病爆發(fā)和食品召回最常見的血清型，可引起包括血性腹瀉和危及生命的溶血性尿毒綜合征在內(nèi)的嚴(yán)重疾病。食源性病原體可在食品加工設(shè)施中存活，若常規(guī)清潔消毒程序未能有效清除，它們可能在環(huán)境中持續(xù)存在。生物膜形成是細(xì)菌關(guān)鍵的生存策略，它能保護(hù)細(xì)菌抵抗抗生素、消毒劑和干燥等環(huán)境脅迫。先前研究表明，溫度和濕度會(huì)影響多種表面（包括橡膠、玻璃、不銹鋼和塑料）的生物膜形成。在食品工業(yè)中，由熱塑性聚氨酯（TPU）制成的傳送帶和不銹鋼（SS）表面是最常見的食品接觸材料。研究表明，TPU可能比SS支持更多的細(xì)菌生物膜形成。因此，評(píng)估TPU（廣泛用于牛肉加工）與不銹鋼的差異，對(duì)于準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估至關(guān)重要。

本研究使用了六種細(xì)菌菌株，包括一株強(qiáng)生物膜形成能力的O157:H7菌株（R508）、兩種乳酸菌（LAB）和兩種腐敗菌（SP）組合。研究在TPU和SS試片（coupons）上形成單物種（僅O157:H7）和多物種生物膜。多物種生物膜包括三種組合：T1（中性）：Carnobacterium piscicola+ Lactobacillus bulgaricus+ O157:H7 R508；T2（協(xié)同）：Comamonas koreensis+ Raoultella terrigena+ O157:H7 R508；T3（拮抗）：Pseudomonas aeruginosa+ C. koreensis+ O157:H7 R508。生物膜在10°C或25°C下形成，并在濕態(tài)（相對(duì)濕度60–90%）和干態(tài)（相對(duì)濕度20–50%）條件下于10°C和25°C儲(chǔ)存長達(dá)60天。隨后，試片經(jīng)過清洗（一組擦洗，一組不擦洗），然后暴露于六種消毒劑之一：季銨鹽化合物（Quats）、次氯酸鈉（Shypo）、氫氧化鈉（SHyd）、過氧化氫（Hyp）、過氧乙酸（PeroA）或BioDestroy^?。通過菌落計(jì)數(shù)評(píng)估殺菌效果，并使用ATP生物發(fā)光測試評(píng)估表面清潔度。

相關(guān)性分析顯示，儲(chǔ)存時(shí)間與菌落減少量呈最強(qiáng)的負(fù)相關(guān)（r = -0.537, p<0.01），表明生物膜越成熟，消毒劑效力越低。溫度也與減少量呈負(fù)相關(guān)（r = -0.323, p<0.01），25°C下形成的生物膜比10°C下的更具耐受性。擦洗與不擦洗相比，與O157存活呈負(fù)相關(guān)（r = -0.146, p<0.01），表明機(jī)械擦洗能提高殺菌效果。試片材質(zhì)呈現(xiàn)正相關(guān)（r = 0.264, p<0.01），消毒劑在不銹鋼（SS）上的效果優(yōu)于熱塑性聚氨酯（TPU）。生物膜干濕條件和消毒劑類型本身未顯示出顯著相關(guān)性。主成分分析（PCA）進(jìn)一步揭示，儲(chǔ)存時(shí)間、溫度、機(jī)械去除和表面材質(zhì)是影響消毒劑效果的關(guān)鍵交互因素。

在選定的條件下（培養(yǎng)6天，10°C和25°C，SS和TPU表面，擦洗與不擦洗，干態(tài)與濕態(tài)），對(duì)所有消毒劑進(jìn)行了比較。總體而言，消毒劑按效果從低到高排序?yàn)椋哼^氧化氫 < 氫氧化鈉 < Quats (GM) < Quats (PQ) < 次氯酸鈉 < BioDestroy。濕態(tài)生物膜比干態(tài)生物膜表現(xiàn)出更高的耐受性。較高的溫度（25°C）和TPU表面降低了消毒劑效力。機(jī)械擦洗顯著增強(qiáng)了所有消毒劑的效果，特別是在不銹鋼表面。

在所有測試的消毒劑中，BioDestroy（過氧乙酸） consistently是最有效的。對(duì)于含有乳酸菌（Carnobacterium和 Lactobacillus）的T1組合，濕態(tài)生物膜對(duì)所有消毒劑的反應(yīng)均優(yōu)于干態(tài)生物膜。值得注意的是，在25°C下于未擦洗的TPU表面形成的6天齡干態(tài)生物膜對(duì)大多數(shù)消毒劑具有極強(qiáng)的耐受性，只有BioDestroy能完全滅活O157:H7。對(duì)于含有腐敗菌Comamonas和Raoultella的T2組合，消毒劑總體效果低于對(duì)乳酸菌的效果。過氧化氫和某些Quats在干態(tài)生物膜上效果較差，且TPU表面的生物膜比SS表面的更具抵抗力。對(duì)于含有Pseudomonas aeruginosa的T3組合，該菌表現(xiàn)出極強(qiáng)的耐受性，尤其是在10°C的濕態(tài)TPU生物膜中，成為最難控制的腐敗菌。

ATP生物發(fā)光測試顯示，擦洗能顯著降低有機(jī)殘留物，將未擦洗表面的相對(duì)光單位（RLU）值從>14,000降低至擦洗后的~100–180。在肉類加工業(yè)中，RLU值低于100通常被視為食品接觸表面可接受的清潔度閾值。研究還通過富集培養(yǎng)評(píng)估了消毒處理后O157:H7的存活情況。結(jié)果表明，在特定不利條件下（如成熟干燥的生物膜、無機(jī)械擦洗、使用過氧化氫處理），即使平板計(jì)數(shù)無法檢出，O157:H7仍可能存活，凸顯了其頑強(qiáng)的生存能力。

本研究表明，消毒劑對(duì)抗生物膜內(nèi)病原體的效力受到多種環(huán)境和管理因素復(fù)雜交互作用的強(qiáng)烈影響。生物膜的成熟度（儲(chǔ)存時(shí)間）、形成溫度、表面材質(zhì)（SS vs. TPU）以及是否進(jìn)行機(jī)械擦洗是決定消毒成功與否的關(guān)鍵因素。在測試的消毒劑中，BioDestroy^?（過氧乙酸）因其專為滲透和破壞生物膜基質(zhì)而設(shè)計(jì)，表現(xiàn)出最優(yōu)異的廣譜殺菌效果。機(jī)械擦洗作為清潔程序的關(guān)鍵一環(huán)，能物理破壞生物膜結(jié)構(gòu)，顯著提高所有化學(xué)消毒劑的效力。研究還揭示了多物種生物膜中微生物相互作用的復(fù)雜性：某些乳酸菌組合可能增強(qiáng)對(duì)病原體的清除，而某些腐敗菌（如Pseudomonas aeruginosa）則表現(xiàn)出極強(qiáng)的消毒劑抗性，可能為病原體提供庇護(hù)。此外，研究強(qiáng)調(diào)，基于浮游細(xì)菌敏感性的標(biāo)準(zhǔn)消毒劑濃度，可能不足以應(yīng)對(duì)成熟生物膜的挑戰(zhàn)。最后，在濕態(tài)或干態(tài)條件下儲(chǔ)存60天后，未在TPU或SS上檢測到O157:H7，但消毒處理后的存活評(píng)估表明，在不利條件下病原體仍可能以可復(fù)蘇的狀態(tài)存在，構(gòu)成交叉污染風(fēng)險(xiǎn)。這些發(fā)現(xiàn)為食品加工設(shè)施制定更有效、更具針對(duì)性的衛(wèi)生 protocols 提供了重要的科學(xué)依據(jù)，強(qiáng)調(diào)了結(jié)合機(jī)械清潔、選擇合適的消毒劑并考慮環(huán)境條件對(duì)于控制生物膜相關(guān)病原體至關(guān)重要。