生物膜是细菌菌群及其分泌的胞外物质聚集在一起所形成的膜状结构。与处于游离状态的细菌相比,形成生物膜的细菌对环境具有更强的适应性及对抗菌物质具有更高的耐受性。生物膜的形成会带来很多危害,包括增加食源性疾病爆发的风险等。在食品生产系统的加工机械的表面和内部,由于食物残渣的残留、清洗的不彻底、长期处于湿润状态和磨损等原因容易造成生物膜的形成,给食品生产安全带来很大威胁。基于上述原因,本文针对食品生产系统中生物膜的菌群结构、生物膜的控制方法、生物膜的检测等三方面进行了研究。为了研究食品生产系统中生物膜的菌群结构,本实验在夏季期间从乳品和肉制品加工机械表面和内部采取生物膜样品,采用土壤基因组提取试剂盒对生物膜的样品进行提取,检验合格的DNA构建文库,在Illumina平台上对细菌16S rRNA的V4区域进行测序,并对测序结果做生物信息学分析。实验结果表明,乳品生产系统生物膜菌群主要分布于酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、蓝藻、异常球菌栖热菌门、厚壁菌门、浮霉菌门和变形菌门等8个门中,占优势的三个门分别是变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。肉类生产系统生物膜菌群主要分布在厚壁菌门、变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、浮霉菌门、互养菌门、疣微菌门等8个门中。占优势的两个门为厚壁菌门和变形菌门。采用依赖于培养基的方法对乳品加工系统和肉品加工系统中的生物膜样品中的细菌进行分离,以分子生物学的方法进行鉴定,用结晶紫半定量法对其生物膜形成能力进行分析。在乳品生物膜样品中,强生物膜形成能力的为帚石南棒杆菌,中等生物膜形成能力的为鲍曼不动杆菌、约氏不动杆菌、粪肠球菌、嗜麦芽寡养单胞菌;在肉制品的生物膜样品中,强生物膜形成能力的为肠杆菌和粪肠球菌,中等生物膜形成能力的为粪肠球菌和乳酸乳球菌。为研究大肠杆菌ycbR基因与其粘附性的关系,根据ycbR基因序列设计引物,以大肠杆菌O157:H7基因组DNA为模板实现对ycbR基因的扩增,构建了含有重组质粒pET28a-ycbR的大肠杆菌表达系统,实现YCBR蛋白的异源表达。采用纯化后的YCBR蛋白免疫家兔获得抗YCBR抗体,YCBR蛋白浓度为0.5μg/mL、2μg/mL、5μg/mL时,对应抗体的效价分别为1:800、1:800、1:1600。将YCBR抗体加入大肠杆菌O157:H7对Hep-2细胞的粘附实验体系,观察其对粘附现象的抑制作用,在抗体的稀释倍数为1:50时,粘附现象下降15%;在稀释倍数为1:20时,粘附现象下降35%;在稀释倍数为1:10时,粘附现象下降75%。为探索控制食品生产系统表面生物膜形成的方法,本论文研究了乳酸片球菌PA003对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增多症李氏杆菌在不锈钢、聚氯乙烯和玻璃表面生物膜形成的生物控制效果,并进行了排除实验、替换实验和竞争实验。结果表明,乳酸片球菌PA003能够抑制上述食源性病原菌在不锈钢、PVC和玻璃表面生物膜的形成,多数实验结果表明菌落数可下降4 log CFU/片。为分析构成生物膜中的细菌的组成类别,本论文根据nisin可与G⁺阳性细菌产生特异性结合的特性和EGFP的荧光特性,拟构建nisin-EGFP的荧光探针,实现对生物膜中G⁺细菌的检测。根据Genebank公布的nisin的spaN基因序列和EGFP的egfp基因序列设计引物,构建了在nisin和EGFP序列中间不含有蛋白连接的pET42a-spaN-egfp载体和中间含有有组氨酸蛋氨酸蛋白连接的pET28b-spaN-egfp载体的大肠杆菌表达系统,实现对nisin-EGFP荧光探针的异源表达。利用nisin-EGFP荧光探针对菌液浓度为10⁸ CFU mL^-1的单核细胞增多症李氏杆菌、金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌三种革兰氏阳性菌进行了检测。本研究加深了对食品生产系统中生物膜菌群结构的理解,探讨了生物膜的形成机制及检测方法,为更有效的控制食品生产系统中的生物膜的形成和提高食品安全水平提供了依据。