原始牛奶既可直接饮用,也可用于生产各种乳制品,它构成了一个支持多种微生物群落的复杂生态系统。虽然人们通常关注病原体,但导致变质的微生物群落,尤其是嗜冷细菌,对乳制品行业来说是一个重要的经济和技术挑战(Quigley等人,2013年;Yuan等人,2019年)。嗜冷菌是能够在冷藏温度下生长的微生物,而这种温度通常用于抑制中温菌的生长并延长牛奶的保质期。然而,现代供应链中常见的延长冷藏时间反而有利于这些耐寒细菌的繁殖,这些细菌通常来源于水、土壤和挤奶设备等环境(Fricker等人,2011年;Júnior等人,2018年;Yuan等人,2017年)。
由于嗜冷细菌在原始牛奶冷藏过程中产生的水解酶,乳制品行业面临重大技术挑战。虽然巴氏杀菌或超高温(UHT)处理可以杀死细菌本身,但它们的耐热脂肪酶和蛋白酶仍然存在。这些残留酶是导致变质的主要原因,会降低产品质量(Machado等人,2017年;Stoeckel等人,2016年)。脂肪酶会分解牛奶中的甘油三酯,导致脂肪酶引起的酸败和类似肥皂或丁酸的异味(Bekker等人,2016年)。蛋白酶会分解酪蛋白,产生苦味并导致凝胶化(Zarei、Mohammadpour等人,2020年)。因此,了解嗜冷细菌的多样性和变质潜力对于确保乳制品的质量和安全至关重要(Yuan等人,2019年)。
在原始牛奶中的多种嗜冷菌属中,不动杆菌属经常被识别为一种主导且代谢多样的成分。该属细菌为革兰氏阴性、非发酵的球杆菌,以其广泛的分布和利用多种底物的能力而闻名(Carvalheira等人,2021年;Doughari等人,2011年;Gurung等人,2013年)。不动杆菌通过两种主要机制影响乳制品行业:产生胞外水解酶(如脂肪酶和蛋白酶)以及形成持久的生物膜(Baur等人,2015年;Cherif-Antar等人,2016年;von Neubeck等人,2015年;Zou & Liu,2018年)。这些生物膜会在管道、储罐和其他乳制品设备上形成,成为持续污染的来源。它们不断将变质微生物引入产品中,可能破坏清洁程序,从而构成严重的、反复出现的卫生风险(Anand等人,2014年;Brooks & Flint,2008年;Galié等人,2018年;Marchand等人,2012年)。该属的公共卫生意义重大。虽然主要在医疗环境中被视为机会性病原体,不动杆菌表现出对临床相关抗菌药物的强大耐药性发展能力,这是一个严重的问题。这一显著特性,特别是在临床菌株中,突显了该属的遗传适应性,强调了在包括食品链在内的所有储存库中进行密切监测的必要性(Jain & Danziger,2004年;Zarrilli等人,2013年)。
尽管嗜冷不动杆菌普遍存在,但它们在原始牛奶变质中的具体作用仍不充分了解。详细了解它们在冷藏温度下的蛋白酶和脂肪酶活性,以及它们在寒冷条件下形成生物膜的能力——这是它们在乳制品环境中持续存在的关键因素——是其生态学中一个关键但研究不足的方面。因此,本研究旨在系统地调查从冷藏原始牛奶中分离出的嗜冷不动杆菌的变质相关特性。具体来说,它研究了它们的生物膜形成潜力、冷藏条件下的蛋白酶/脂肪酶活性,并评估了它们的抗菌敏感性,以全面确定其对产品质量和公共卫生的风险。