法国团队利用PH微电极系统揭开李斯特菌在软质奶酪表面生长的秘密

法国阿尔福国立兽医学校的研究团队揭开了李斯特菌在软质奶酪表面生长的秘密。这种食源性致病菌常通过生产环境中的交叉污染侵入奶酪表皮，即使初始污染仅几个细胞，也可能在成熟过程中爆发式增长。传统风险评估模型将奶酪视为均质环境，但实际奶酪表面布满微观山丘与谷地（凹陷深度达1mm），其pH值和水活性存在显著空间差异。研究首次结合个体基模型（IBM） 与微环境监测技术，发现奶酪成熟过程中：

pH值从5.0升至7.0+，且边缘区域pH比中心高0.5单位，凸起处pH比凹陷处高0.3单位

水活性稳定在0.96-0.98，但不同奶酪间差异显著
这种微观环境变异性导致李斯特菌生长呈现“全有或全无”模式——某些位置的菌株快速增殖，而邻近细胞可能完全停滞。该发现为精准控制即食食品致病菌风险提供了新视角。

颠覆性发现

奶酪表面的“微观地理”决定菌群命运
通过微电极扫描发现，距奶酪中心半径每增加1cm，pH上升速度加快15%（图3）。凸起处菌群生长速度比凹陷处快2倍，形成“菌落高地”。

IBM模型精准预测污染热点
与传统模型相比，IBM结合微环境数据对低污染量（<100个菌）奶酪的预测准确率提升40%，成功捕捉到50%的样品无生长现象（传统模型仅预测到0.3%）。

成熟期水活性暗藏风险
尽管整体水活性稳定（图4），但不同奶酪间差异达0.02（相当于盐浓度差3%），这解释了为何相同生产线产品会呈现迥异的污染风险。

Unisense微电极探测全记录

设备核心
丹麦Unisense微型pH电极系统：

尖端直径仅50μm（约为头发丝直径）

空间分辨率达0.1mm3

配合微操纵器实现亚毫米级定位

操作流程

三维扫描

在11cm直径奶酪表面设置放射状测量点（0.7/3.6/4.3/4.7/5.0cm）

每个半径位点分别在凹陷/凸起处取5个测量位（图3）

动态监测

成熟过程中每48小时扫描一次（13.5°C，98%湿度）

发现边缘区域pH增速比中心快32%（图2）

数据建模
建立空间方程量化变异：
凹陷处pH增速=0.342+0.0018er
凸起处pH增速=0.443+0.0012er
（r=半径距离，单位cm）

食品安全新启示

奶酪工艺优化方向

靶向涂抹技术：根据pH空间分布图（图3），对低pH凹陷处加强发酵剂涂抹，平衡表面微环境

风险分级监控：采用微电极扫描快速识别高风险的“菌落高地”，将检测效率提升5倍

动态成熟控制：IBM模型显示，将初始成熟温度从13.5°C降至10°C，可使污染超标的奶酪比例从18%降至2%

微观世界的生存法则
这项研究揭示：食品表面不是均质的战场，而是微观尺度的“群岛”。李斯特菌如同登陆不同岛屿的探险队，有的岛资源丰富（高pH/适宜水活性）让菌群繁荣，有的却是生命禁区。传统检测如同卫星遥感，只能看到整体轮廓；而IBM模型结合微电极技术，相当于给每个细菌配备了GPS追踪器。当食品安全控制进入微米时代，我们终于能精准锁定风险源头，让“零污染”奶酪成为可能。

丹麦Unisense微电极可穿刺水体、动物组织、生物膜、颗粒污泥、植物根茎叶、液体-固体扩散边界层，研究微区、微生态的研究系统，微电极穿刺系统可穿刺检测动植物组织器官/沉积物/水/土壤/底泥/生物膜/颗粒污泥等不同深度的nM级O₂、NO、N₂O、H₂S、H₂、pH、氧化还原电位、温度等指标变化。unisense微电极尖端最细可达几微米，不破坏被测点微环境，无损伤。