论文标题：Biofilm Formation of Staphylococcus aureus under Food Heat Processing Conditions: First Report on CML Production within Biofilm

期刊：Scientific reports

作者：Jian Miao, Shiqi Lin et.al

发表时间：2019/02/04

数字识别码：10.1038/s41598-018-35558-2

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《科学报告》发表的一项研究“Biofilm Formation of Staphylococcus aureus under Food Heat Processing Conditions: First Report on CML Production within Biofilm”指出，在模拟食品热加工条件下，食源性微生物金黄色葡萄球菌生物被膜中可形成Nε-羧甲基赖氨酸（CML）。

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食品加工过程中产生的安全问题一般可分为生物与化学来源两大类，前者主要由致病或腐败微生物引起，其中食品加工过程中80%的微生物污染来自于微生物被膜（Microbial biofilm）形式存在的菌体；后者主要由有毒有害化学物质或者潜在化学危害物引起，常见的包括丙烯酰胺、5-羟甲基糠醛、晚期糖化产物（AGEs）等。AGEs是美拉德反应的产物，其中糖与蛋白质发生反应，导致蛋白质交联和产物褐变，其中CML是研究最广泛的AGEs之一。微生物被膜中含有大量蛋白与糖类物质，其外基质层主要由蛋白与多糖组成。本研究旨在探讨食品加工过程中存在的微生物被膜，在加热条件下被膜内的蛋白与糖类物质是否会形成晚期糖化终末产物。

研究选择典型食源性致病菌金黄色葡萄球菌，对其在热处理条件下被膜中形成的CML浓度进行检测。结果表明，热处理后金黄色葡萄球菌被膜中能检测到游离态与结合态CML，且CML的形成与微生物被膜成熟度以及不同菌株的被膜形成能力相关。随被膜成熟，游离态与结合态CML生成量总体为增加趋势，其中粘附阶段（前16小时）增长速率缓慢，在被膜成熟阶段（24小时后）增加速率较快。携带不同被膜调控基因（如ica、atl、sasG与agr等）菌株形成的微生物被膜在7天内可生成浓度较高的结合态CML（约1.18-9.75 μg/mL）。

研究结果表明，食品热加工条件下微生物被膜中可形成晚期糖化终末产物CML，提示在食品加工过程中微生物被膜除造成生物污染外，在高温条件下还可能形成有毒有害化学物质，影响食品安全。

摘要：This study aimed to evaluate the Staphylococcus aureus biofilm formation and Nε-carboxymethyl-lysine generation ability under food heat processing conditions including pH (5.0–9.0), temperature (25 °C, 31 °C, 37 °C, 42 °C and 65 °C), NaCl concentration (10%, 15% and 20%, w/v) and glucose concentration (0.5%, 1%, 2%, 3%, 5%, 10%, w/v). S. aureus biofilm genetic character was obtained by PCR detecting atl, ica operon, sasG and agr. Biofilm biomass and metabolic activity were quantified with crystal violet and methyl thiazolyl tetrazolium staining methods. S. aureus biofilm was sensitive to food heat processing conditions with 37 °C, pH 7.0, 2% glucose concentration (w/v) and 10% NaCl concentration (w/v) were favorable conditions. Besides, free and bound Nε-carboxymethyl-lysine level in weak, moderate and strong biofilm were detected by optimized high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry. Nε-carboxymethyl-lysine level in S. aureus biofilm possessed a significant gap between strong, moderate and weak biofilm strains. This investigation revealed the biological and chemical hazard of Staphylococcus aureus biofilm to food processing environment.

（来源：科学网）