在食品安全领域，单增李斯特菌（Listeria monocytogenes ）一直是令人头痛的“顽固分子”。这种食源性病原体生命力极其顽强，能在冷藏温度、低pH和高盐浓度等多种不利条件下存活甚至生长，是引发李斯特菌病（一种严重的食物中毒，可导致死亡）的主要元凶，尤其威胁老年人、孕妇和免疫力低下人群的健康。尽管高静水压力（High Hydrostatic Pressure, HHP）作为一种非热加工技术，在杀灭微生物的同时能较好地保留食品的感官和营养品质，但研究发现，不同的单增李斯特菌菌株对HHP的耐受性存在显著差异，一些耐压菌株（如本研究中的L6和F2365）会限制单一HHP处理的效果。更棘手的是，那些遭受亚致死损伤的细菌细胞，在后续的贮藏过程中还可能“复活”并重新生长，留下安全隐患。为了构建更坚固的微生物控制防线，研究人员将目光投向了“组合拳”——将HHP与天然抗菌剂结合使用。乳酸链球菌素（Nisin）是目前唯一被批准作为食品防腐剂的细菌素，它通过破坏细菌细胞壁合成和形成孔道来杀死细菌。那么，将这两种技术强强联合，是否能产生“1+1>2”的协同效应，更有效地制服包括耐压菌株在内的单增李斯特菌呢？其效果是否会因菌株特性、处理强度或食品基质的复杂程度而异？为了回答这些问题，一项系统性的研究在《Food and Bioprocess Technology》期刊上得以发表。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，采用肉汤微量稀释法测定了乳酸链球菌素对五种具有不同HHP耐受性的单增李斯特菌菌株（LO28, FBR13, 10403S, L6, F2365）的最低抑菌浓度（Minimum Inhibitory Concentration, MIC）。其次，在富培养基（脑心浸液肉汤，BHI broth）和缓冲液（ACES buffer）两种模型体系中，系统评估了HHP（200, 300, 350 MPa，处理10分钟）单独、乳酸链球菌素（100, 250, 500 IU/mL）单独以及两者联合处理对上述菌株的抗菌效果。通过平板计数法量化处理前后的活菌数变化，并依据特定公式计算联合处理是否产生协同效应（其数值大于0表示协同）。
结果与讨论
MIC的测定
研究首先明确了各菌株对乳酸链球菌素的敏感性。MIC测定显示，五株菌的MIC值在300至500 IU/mL之间，其中10403S菌株最为敏感（MIC为300-350 IU/mL），而其他菌株（LO28, FBR13, L6, F2365）的MIC更高，为450或500 IU/mL，表明存在菌株依赖性的敏感性差异。这为后续选择100、250和500 IU/mL这三个亚抑菌或接近MIC的浓度进行联合处理实验提供了依据。
HHP与乳酸链球菌素在BHI和ACES缓冲液中的联合效应
研究发现，在大多数测试条件下，HHP与乳酸链球菌素的联合处理都实现了比单一处理更高的杀菌效果。尤其是在300 MPa压力下联合使用500 IU/mL的乳酸链球菌素时，对最敏感的菌株（LO28, FBR13, 10403S）在BHI中达到了5.2-5.3 log10 的减菌量，在ACES缓冲液中达到2.7-4.0 log10 。菌株的耐压性是影响联合效果的关键因素，L6和F2365被确定为最耐压的菌株，在300 MPa下需要提高压力至350 MPa并联合高浓度乳酸链球菌素才能实现有效灭活。有趣的是，单一HHP处理在BHI（pH较低）中通常比在ACES缓冲液（pH中性且缓冲能力强）中更有效，这归因于微生物在酸性条件下对压力更敏感。相反，乳酸链球菌素单独处理在ACES缓冲液中的效果显著优于BHI，所有浓度下均如此，这可能是由于BHI中复杂的有机成分（如肽和氨基酸）会与乳酸链球菌素结合，降低其生物可利用性。
HHP与乳酸链球菌素在BHI和ACES缓冲液中的协同效应
对数据的进一步分析证实了协同效应的存在。协同效应（指联合处理实现的减菌量超过两种单独处理减菌量之和的部分）在较高压力（300-350 MPa）和较高乳酸链球菌素浓度（500 IU/mL）下最为明显。例如，在ACES缓冲液中，300 MPa联合200 IU/mL乳酸链球菌素产生的协同减菌量为0.6至1.2 log10 。对于最耐压的L6菌株，350 MPa联合500 IU/mL乳酸链球菌素在ACES缓冲液中产生了高达2.9 log10 的额外协同减菌量。总体而言，在ACES缓冲液中观察到的协同效应在大多数条件下显著高于BHI，这再次凸显了基质成分对HHP-乳酸链球菌素协同作用的强烈影响。协同作用的机制可能在于HHP导致细菌细胞膜发生亚致死损伤，增加了其通透性，从而使细胞对乳酸链球菌素的抗菌作用（形成孔道、抑制细胞壁合成）更加敏感。
HHP与乳酸链球菌素协同效应的菌株依赖性变异
研究还发现了显著的菌株间差异。尽管FBR13菌株并非对压力最敏感的菌株，但在大多数处理条件下（尤其是在ACES缓冲液中），它表现出了最高的统计学显著的协同效应。这可能与其细胞表面特性（如膜组成）有关，这些特性可能影响乳酸链球菌素在HHP处理后的渗透和孔道形成能力。值得注意的是，对乳酸链球菌素最敏感的10403S菌株（MIC最低）并未表现出最高的协同效应，这表明在多栅栏条件下，除了单纯的抗菌剂敏感性外，还有其他生理或细胞因素在起作用，影响着联合处理的菌株特异性效能。
结论与意义
本研究系统证实了高静水压力与乳酸链球菌素联用对控制单增李斯特菌具有增强的抗菌功效，并在特定条件下产生了明确的协同效应。其减菌效果和协同水平受到菌株、压力强度、乳酸链球菌素浓度以及培养基质的显著影响。研究的关键发现包括：联合处理在300 MPa和500 IU/mL浓度下能达到显著的额外减菌；基质的化学复杂性（如BHI vs. ACES缓冲液）会差异化地影响HHP和乳酸链球菌素的活性及二者的协同作用；即使在耐压性相似的菌株间，对联合处理的响应也存在显著变异，FBR13菌株表现出最强的协同效应。
这项研究的意义在于，它强调了在设计和验证食品保鲜的多栅栏策略时，必须充分考虑挑战菌株的选择和基质效应，因为这两者会极大地影响最终的处理效果。该工作为优化HHP-乳酸链球菌素联合处理参数提供了宝贵的科学依据，展示了该组合作为一种高效、有潜力的非热多栅栏技术，用于控制包括耐压菌株在内的单增李斯特菌的应用前景。未来研究需要在真实的食品体系中进行评估，以考察该联合处理对微生物灭活、食品感官品质和冷藏货架期的综合影响，从而推动该技术迈向实际应用。
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