《Food Control》：Quantifying variability and viability: A dual-modeling and cytometry approach to
Salmonella survival in low-moisture conditions
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本研究通過分析巴西五種大豆加工廠分離的5株沙門氏菌血清型在不同低水分活度（0.6-0.9）下的存活特性，發(fā)現(xiàn)韋伯模型（R2>0.90）能有效預測其滅活動力學，表明即使檢測極限下仍存在生理鹽水不可培養(yǎng)活菌，為低水分食品防控提供依據(jù)。
瑪雅拉·M·奧利維拉（Mayara M. Oliveira）|阿圖爾·凱爾·羅德里格斯·達皮亞（Arthur Kael Rodrigues da Pia）|西拉斯·B.S.奧利維拉（Syllas B.S. Oliveira）|安德森·S·桑塔娜（Anderson S. Sant’Ana）
巴西坎皮納斯大學（University of Campinas）食品工程學院食品科學與營養(yǎng)系，坎皮納斯，SP州，郵編13083-862
摘要
數(shù)十年來，已有關于低水分食品（LMF）中食源性疾病暴發(fā)的報道，在大多數(shù)情況下，沙門氏菌是主要的致病菌之一。本研究使用了來自巴西五家加工廠大豆粕生產(chǎn)鏈中的5株沙門氏菌分離株，并采用預測建模方法來描述沙門氏菌血清型在四種不同低水分活度（aw，分別為0.9、0.8、0.7和0.6）條件下的存活情況。同時，通過流式細胞術測量了細胞活力。Weibull模型最能準確描述沙門氏菌血清型在測試條件下的存活情況，其擬合優(yōu)度（R2 = 0.79）可接受。該模型的結果為二次多項式。在評估t5D數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)血清型的變異性大于生物變異性。即使在沙門氏菌血清型達到檢測限后，仍能檢測到存活細胞，表明存在處于存活但不可培養(yǎng)狀態(tài)的細胞。本研究提供了關于沙門氏菌在低水分活度（aw）壓力下的耐藥性的關鍵數(shù)據(jù)，有助于理解這種病原體在這些條件下的行為。了解沙門氏菌的行為對于開發(fā)預防和減少動物源性產(chǎn)品或低水分食品中該病原體存在的工藝至關重要。
引言
水分活度（aw）是指食品中可利用的自由水含量。水分和營養(yǎng)物質的存在是微生物在食品中存活的必要條件。食品根據(jù)其aw進行分類，其范圍可以從0到1。食品中自由水的可用性越高，病原菌和腐敗微生物的生長就越有利。因此，食品工業(yè)采用各種技術來降低食品中的水分含量，從而延長即食產(chǎn)品的保質期。然而，數(shù)十年來一直有低水分食品（LMF）中的食源性疾病暴發(fā)的報道，在大多數(shù)情況下，沙門氏菌是主要的致病菌之一（Karuppuchamy等人，2024年）。
在之前的研究中，評估了五家加工廠大豆粕生產(chǎn)鏈中沙門氏菌腸炎亞種（Salmonella enterica）的分布情況（Rocha等人，2022年）。結果顯示，所有大豆加工廠的最終產(chǎn)品和環(huán)境樣本中均分離出了29種不同的沙門氏菌血清型（Rocha等人，2022年）。由于沙門氏菌分離株的變異性，結果表明來自大豆產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品可能含有與人類食源性疾病暴發(fā)相關的沙門氏菌血清型，而且這種微生物可能通過動物飼料傳播到整個動物產(chǎn)品鏈中，因為大豆制品是圈養(yǎng)動物飼料的組成部分。
了解沙門氏菌在極端條件（如大豆生產(chǎn)環(huán)境）下的行為和存在情況對于防止病原體在食品鏈中的傳播以及減少由沙門氏菌引起的食源性疾病暴發(fā)至關重要。預測模型有助于理解微生物在實驗條件下的行為，并允許利用獲得的參數(shù)來分析其他未經(jīng)過實驗測試的同種菌株（Stavropoulou & Bezirtzoglou，2019年）。然而，預測值與實際值之間的差異可能是由于微生物種間固有的變異性或它們所暴露的條件造成的。開展與變異性相關的數(shù)學模型研究對于為產(chǎn)品和工藝的風險分析項目提供更可靠的數(shù)據(jù)非常重要，因為這些參數(shù)組合時的影響可能不同于單獨評估時的影響（Den Besten等人，2017年；Freire等人，2018年）。
遺傳變異性是促進病原體在各種環(huán)境和不利條件下傳播和存活的重要因素（Morasi等人，2022年）。關于沙門氏菌在低aw食品中存活的預測研究表明，在不同的底物、溫度和aw條件下存在高度變異性（Farakos等人，2014年）。鑒于沙門氏菌作為病原體的重要性及其在食品鏈中的傳播，本研究旨在了解來自大豆生產(chǎn)鏈的不同沙門氏菌血清型在低aw條件下的行為，量化它們在不同環(huán)境中的存活能力，并比較不同血清型之間的差異。
部分摘錄
細菌菌株和培養(yǎng)條件
坎皮納斯大學（Unicamp）的定量食品微生物實驗室擁有超過400株在巴西大豆加工過程中分離出的沙門氏菌菌株，其中約200株之前已接受過抗干燥能力的測試。最常見的血清型為. Mbandaka、. Cubana和. Agona，而在大豆加工過程中較少見的血清型為. enterica (O:3,10:e,h:)、. enterica (O:16)和. enterica (O:6,8)（Rocha等人，2022年）。不同低水分活度條件下的滅活動力學
在25°C下，四種不同低aw溶液（0.9、0.8、0.7和0.6）中，沙門氏菌血清型的滅活動力學表現(xiàn)出非對數(shù)線性模型。盡管. Mbandaka、. enterica (O:3,10:e,h)和. Cubana在0.9 aw條件下表現(xiàn)出線性滅活動力學（見圖1）。如圖1和表2所示，Weibull模型對所有血清型和測試條件下的數(shù)據(jù)都有很好的擬合度，R2 > 0.90。RMSE值介于0.29到0.78之間，均小于1個對數(shù)周期。結論
本研究提供了關于沙門氏菌在低水分活度（aw）壓力下的耐藥性的關鍵數(shù)據(jù)，有助于理解其在這些條件下的行為。了解沙門氏菌的行為對于開發(fā)預防和減少動物源性產(chǎn)品或低水分食品中該病原體存在的工藝至關重要。本研究中的所有沙門氏菌腸炎亞種血清型都與Weibull模型有很好的擬合度，該模型被廣泛用于預測建模。
作者貢獻聲明
瑪雅拉·M·奧利維拉（Mayara M. Oliveira）：概念設計、方法論、數(shù)據(jù)分析、軟件應用、數(shù)據(jù)可視化、研究、數(shù)據(jù)管理、資源獲取、初稿撰寫及審閱編輯。阿圖爾·凱爾·羅德里格斯·達皮亞（Arthur Kael Rodrigues da Pia）：方法論、數(shù)據(jù)分析、軟件應用、數(shù)據(jù)可視化、研究、初稿撰寫。西拉斯·B.S.奧利維拉（Syllas B.S. Oliveira）：方法論、數(shù)據(jù)分析、研究、初稿撰寫。安德森·S·桑塔娜（Anderson S. Sant’Ana）：概念設計、方法論、研究、資源獲取、撰寫。利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的財務利益沖突或個人關系可能影響本文的研究結果。致謝
A. S. Sant’Ana感謝“國家科學技術發(fā)展委員會”（Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico，CNPq）的財政支持。所有作者還要感謝“高等教育人員培訓協(xié)調委員會”（Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de Nível Superior，CAPES）的財政支持（資助代碼001）。作者感謝坎皮納斯大學（Universidade de Campinas）的應用光子學細胞生物學國家科學技術研究所（INFABIC）提供的設備和軟件支持。
