IF=9.1!|细菌群体感应:从作用机制到食品领域应用


发布时间:

2026-05-08

来源:

食探未来

 

 

Current Opinion in Food

Science| 细菌群体感应:从作用机制到食品领域应用

 

近日,巴西圣保罗大学团队在《Current Opinion in Food Science》期刊上发表了题为《Quorum sensing in bacteria: from mechanisms to applications in foods》的综述论文(一区,IF=9.1)。该研究系统梳理了细菌群体感应(QS)的核心调控系统与群体淬灭(QQ)作用机制,重点聚焦天然活性物质的抗毒力潜能,分析了 QS 对食品腐败、食品安全及发酵发酵剂性能的调控影响,揭示了酚类化合物可作为核心天然群体感应抑制剂,在不产生强细菌耐药选择压力的前提下阻断细菌通讯、抑制生物膜形成与食品腐败,且农业工业副产物可作为可持续的生物活性物质来源。这一发现为食品微生物安全防控、新型绿色保鲜技术开发及抗微生物耐药策略构建提供了新的思路和方法。

Background

过去学界长期将细菌视作孤立的单细胞生物,近三十年来人们逐渐认识到细菌具备复杂的群体行为,可通过群体感应这一依赖菌群密度的细胞间通讯机制,借助可扩散的自诱导信号分子协调基因表达,进而调控生物膜形成、毒力因子表达、食品腐败等多种生理过程;由于群体感应调控的表型直接关系到微生物致病性与食品变质问题,干扰该通讯系统的群体淬灭策略应运而生,该策略因对细菌的耐药选择压力更低、靶向性更强且能保护原位微生物组,成为传统抗菌剂的理想替代或补充手段,而全面厘清细菌群体感应的系统类型与调控机制,是开发食品微生物防控创新策略的关键前提。

Results

 
细菌群体感应系统具备清晰的分类与核心调控功能

细菌群体感应是依赖菌群密度的细胞间通讯机制,革兰氏阴性菌以酰基高丝氨酸内酯作为主要信号分子,革兰氏阳性菌以自诱导肽为核心信号,AI-2 则承担种间通讯的信号功能,该系统统一调控生物膜形成、毒力基因表达、食品腐败相关酶合成以及发酵菌株代谢等关键表型,直接决定食品的微生物安全与货架期长短。

群体淬灭是低耐药风险的新型微生物防控手段

群体淬灭可从信号分子合成、信号降解、受体竞争性拮抗三个环节阻断群体感应通路,该策略仅抑制细菌的毒力与腐败相关表型,不影响细菌自身生存,相较于传统抗菌剂,对微生物群落的选择性压力更低,能有效保护食品原位菌群,大幅降低细菌耐药性的产生概率。

酚类化合物是食品领域最优的天然群体感应抑制剂

酚类化合物是食品体系中最具应用价值的天然群体感应抑制物质,可通过靶向结合群体感应受体、阻断信号传递通路发挥作用,能显著抑制食源性腐败菌与致病菌的生物膜形成、毒力因子分泌及腐败酶活性,同时具备来源广泛、生物安全性高的特点,完全契合食品保鲜的应用要求。

群体感应调控技术在食品产业中应用价值突出

群体感应直接参与肉类、水产品、乳制品、鲜切果蔬等多种食品的腐败进程,同时调控发酵食品中发酵剂的代谢活性,群体淬灭技术可有效延缓食品腐败、控制食源性致病菌的生物膜污染、优化发酵工艺,还能通过活性包装、可食用涂层等形式落地应用,提升食品保鲜效果与微生物安全性。

群体感应抑制技术的工业化应用仍存在关键瓶颈

天然群体感应抑制剂普遍存在水溶性差、化学稳定性不足、生物利用度低的问题,当前多数研究仅局限于实验室单一菌株与简化模型体系,在复杂食品基质中的有效性、对食品感官品质的影响以及合规性均未得到充分验证,未来需借助包载技术、农业副产物资源化利用及多学科交叉研究,突破产业化应用的技术壁垒。

 

图文赏析

原文链接   https://doi.org/10.1016/j.cofs.2026.101394