在生产这些保鲜盒的过程中,食品科学的研究人员还必须考虑到生物进化的问题。
每当你要消灭某个东西,比如细菌(这对其他任何微生物也都适用)的时候,要格外注意不能让微生物产生抗药性。让我们以抗生素杀菌为例。首次使用之后,少数细菌存活下来,这些幸存的细菌大量繁殖。等你再次使用抗生素时,又有一些细菌存活下来。多次反复使用后,留下的菌株会对抗生素产生抵抗,最终,你培养了一个无法用这种特定抗生素杀死的细菌菌株。在进化学中,这个过程被称作“选择压力”(或“进化压力”)。
戈达德博士称,选择压力是一个主要问题。当研究人员和工程师研制新的抗菌聚合物时,他们尝试将一些杀菌成分加入更大的聚合物结构中,杀除方法仍然有效,同时降低了毒性,减少了潜在的抵抗力。“抵抗的风险并没有消除。她补充道,他们还在寻找综合性的添加聚合物的办法,从而降低风险。研究人员还用微生物做实验,确保它们不会在一定时间内生成抗体。
制造抗菌保鲜盒的另一大挑战就是要找到一种能杀死生物膜中的大部分生物体的方法,而微生物种类繁多,对抗菌剂的表现也不一样。这时,就需要微生物学家的帮助。“和我一起工作的优秀的微生物学家帮了我大忙,结果证明,不同微生物对待同一处理方法(抗菌处理法和热处理法等)的反应是不同的。因此,有时候你用一种处理方法杀死了大多数细菌,而它对原虫却没有影响。或者用热处理法杀死某一类细菌的同时又为其他类型的细菌制造了温床。
另外,即便是同一种微生物,也会因生长阶段不同,而呈现截然不同的面貌。戈达德博士说:“新生长的微生物和处于‘稳定期’的微生物对处理方法的反应不同,而安全隐藏在生物膜内部的微生物需要另外一种处理方法。”换句话说,研究人员必须在微生物生长周期的各个阶段采用不同的处理方法。
王博士说,研究人员用一些标准化的测试来检测物体的抗菌性能。比如我们要测试抗菌塑料的性能,就要在培养皿中培养特定的微生物,生成一小块生物体“草坪”。然后把塑料样本放在“草坪”中间,同时放置一块普通塑料作为参照。接下来,科学家会观察塑料中的抗菌剂是如何杀死“草坪”的。