低能X射线对沙门氏菌的杀菌机制

微生物污染导致的食品安全和公共卫生问题一直是社会各界关注的热点问题,因此挖掘安全高效的食品杀菌技术具有重要意义和应用价值。X射线辐照是一种穿透性高且安全可控的新型非热杀菌技术,具有更高的线性能量传递值和相对生物学效应,但其对食源性致病菌如革兰氏阴性细菌的杀菌机理鲜有报道,限制了其在食品微生物安全领域的应用发展。本实验以常见食源性革兰氏阴性细菌沙门氏菌为研究对象,借助转录组学技术研究低能X射线辐照对其杀灭效果及作用机理,为低能X射线应用于食品安全控制提供理论依据。采用平板计数方法分析0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5kGy和0.6kGyX射线辐照剂量对沙门氏菌存活和亚致死效应的影响;通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜进一步观察辐照处理对细菌超微结构的作用情况;通过转录组学分析低能X射线抑制沙门氏菌的分子机制。结果表明,当辐照剂量为0.5kGy时,沙门氏菌的亚致死率最高,为99.44%;低能X射线辐照可导致细菌细胞壁和细胞膜破裂;转录组测序结果表明292个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)中分别有214个基因上调和78个基因下调。DEGs分析结果显示,低能X射线辐照会造成沙门氏菌的DNA损伤,对细菌细胞的氧化应激、氨基酸合成、能量代谢、毒力、跨膜运输等具有明显的调控作用。综上,低能X射线是一种有效的非热杀菌方法,可以抑制细胞的生长代谢从而降低其感染风险。