農(nóng)產(chǎn)品中有害微生物及其產(chǎn)生的生物毒素污染與防控探析

金 諾

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100081)

農(nóng)產(chǎn)品中有害微生物及其產(chǎn)生的生物毒素污染與防控探析

金 諾

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100081)

對微生物的生物學(xué)特性、功能作用、有益微生物利用與有害微生物危害進行了分析，對食用農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、收獲、貯運等環(huán)節(jié)有害微生物及其產(chǎn)生的生物毒素污染防控提出建議。

農(nóng)產(chǎn)品；微生物；生物毒素；污染防控

為了降低農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)獸藥殘留、重金屬、有害微生物、生物毒素以及外源非法防腐保鮮添加物等有毒有害物質(zhì)對人體健康的危害，需要在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、貯藏保鮮、收購運輸、銷售等全過程加以密切關(guān)注和有針對性的消除，以保護公眾膳食消費安全和身體健康。隨著人們食物消費結(jié)構(gòu)和消費方式的異地化、貯藏化和即食化，農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)加工和收貯運環(huán)節(jié)受到有害微生物及由此產(chǎn)生的生物毒素污染的問題越來越突出，公眾越來越關(guān)注。歐美以即食西餐為主國家的食物安全監(jiān)管重點是有害微生物和生物毒素，我國對膳食中有害微生物和生物毒素的關(guān)注度也越來越高，農(nóng)產(chǎn)品中有害微生物和生物毒素正日益成為我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全監(jiān)管和公眾消費關(guān)注的重點，需要在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、收購、貯藏、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)予以著重關(guān)注和有效控制。

1 微生物與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工的相關(guān)性

微生物在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工中具有重要的價值，可將農(nóng)產(chǎn)品通過微生物發(fā)酵制成符合人們消費需求的食物，也可廣泛應(yīng)用于飼料、肥料、農(nóng)藥等生產(chǎn)加工。微生物與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工具有很強的相關(guān)性，既有互生性微生物，與農(nóng)產(chǎn)品和平共處、互惠互利或一方受益，最典型的是固氮菌與纖維分解細(xì)菌；也有與農(nóng)產(chǎn)品共生的微生物，相依為命結(jié)成整體，如真菌與藍細(xì)菌共生形成地衣；還有寄生類微生物，如植物病原菌與宿主植物；還包括拮抗和捕食類微生物，如抗生素產(chǎn)生菌與敏感微生物、原生動物吞食細(xì)菌和藻類等。與動植物相比，微生物的遺傳多樣性更為突出，不同種群間的遺傳物質(zhì)和基因表達差異大。利用微生物遺傳多樣性可有目的地選擇有用的微生物及其遺傳因子，為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工、食品發(fā)酵和醫(yī)藥制取等提供便捷途徑。同時，可有重點地規(guī)避有害微生物及其遺傳因子，為有毒有害物質(zhì)的生物防范、生物阻抗、生物降解等提出解決方案。對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工和消費安全而言，合理利用和有效防范微生物及其產(chǎn)生的生物毒素具有重要的學(xué)術(shù)價值和現(xiàn)實意義。

2 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工中微生物的來源與危害

2.1 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工中微生物的來源

與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工直接相關(guān)的微生物中，既有有益的生產(chǎn)類微生物如醋酸桿菌、酵母菌等，也有有害的微生物。農(nóng)產(chǎn)品加工中微生物最直接和最重要的來源是原料和輔料，包括原料和輔料受自然環(huán)境中微生物的污染。一類是來自植物性原料中的微生物，土壤、空氣和水體中的微生物都易附著到植物上，從植物和環(huán)境中獲取生長繁殖所需的營養(yǎng)。具有高利用價值的有益微生物有乳酸菌和一些酵母菌，與植物相關(guān)的有害微生物包括棒桿菌、短小桿菌、假單胞菌和黃單胞菌等屬的植物細(xì)菌病原菌和霉菌屬的植物真菌病原菌等。植物在生長過程中的微生物通過根、莖、葉、花、果實等不同途徑進入植物組織內(nèi)部，使得植物源性農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生微生物污染。另一類來自動物性原料中的微生物，一般屠宰前健康的動物因可有效地抵御微生物的侵染和阻止在肌肉組織中的擴散，正常動物機體組織內(nèi)部幾乎處于無菌或少菌狀態(tài)，而動物體表、皮毛、消化呼吸道等器官，微生物大量存在?；疾〉膭游锛捌鞴俳M織內(nèi)存在一定的致病微生物，如病牛體內(nèi)可能有口蹄疫病毒等。屠宰后動物機體由于喪失活體狀態(tài)下的防御機能，若屠宰過程衛(wèi)生管理不到位，有害微生物極易侵染并快速生長繁殖。動物飼料易被沙門氏菌等病原微生物感染，青貯飼料易被單核細(xì)胞增生李斯特氏菌污染。對容易導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)和食用者疾病與食物中毒的有害微生物，需要在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工進行控制，嚴(yán)防導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品腐敗變質(zhì)和產(chǎn)生食源性疾病與中毒。

2.2 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工的微生物污染及其關(guān)鍵控制點

農(nóng)產(chǎn)品有害微生物有內(nèi)源性污染和外源性污染兩種。內(nèi)源性微生物污染是農(nóng)產(chǎn)品生物體在生長過程中帶染、蓄積和殘留的微生物，如蔬菜果品在生長過程中植物性有害微生物通過根、莖、葉、花和果實等侵入植物體內(nèi)部，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部或表面存在大量有害微生物而發(fā)生病變。屠宰前的畜禽等動物活體生長期間，消化道、上呼吸道和體表都有大量的有害微生物，畜禽動物器官和組織內(nèi)也自然會有相應(yīng)的病原微生物存在。外源性微生物污染主要是在農(nóng)產(chǎn)品種養(yǎng)、收獲、貯藏、保鮮、運輸、加工、流通、消費等環(huán)節(jié)因環(huán)境、設(shè)備、從業(yè)人員操作不當(dāng)誘發(fā)所致。由于微生物廣泛存在于環(huán)境中，外源性微生物污染是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工中最主要的污染源，不僅微生物本身污染有害，而且作為主要有害微生物的真菌易產(chǎn)生生物毒素，如黃曲霉毒素、嘔吐毒素等，毒性大，可致病、致癌和致畸。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工中的真菌及生物毒素，如糧油產(chǎn)品和動物飼料感染霉菌和發(fā)霉所產(chǎn)生的黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素等毒素是未來農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全污染防控和科學(xué)研究的重中之重。

3 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工中有害微生物及生物毒素污染的防控策略

微生物污染廣泛發(fā)生在植物源性農(nóng)產(chǎn)品的種植、收獲、儲藏、運輸、加工等過程和環(huán)節(jié)。要徹底消除霉菌和完全降解霉變產(chǎn)生的生物毒素難度很大，有效可行辦法是在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中堅持預(yù)防為主，采取必要的防霉脫毒技術(shù)和產(chǎn)品，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲運、加工等過程中不感染、少感染產(chǎn)毒菌，實現(xiàn)染菌不霉變、霉變不產(chǎn)毒、產(chǎn)毒不超標(biāo)等防控目標(biāo)。

3.1 加強農(nóng)產(chǎn)品種養(yǎng)環(huán)節(jié)污染防控

選育抗有害微生物污染的農(nóng)產(chǎn)品品種，如選擇抗侵染、抗產(chǎn)毒的植物品種或高抗有害微生物的動物品種，從品種生物學(xué)特性上提高抗有害微生物浸染的能力，從源頭控制有害微生物侵染及生物毒素污染。采取農(nóng)藝措施，如輪作栽培、隔離種植、土壤處理、病蟲害防治和調(diào)整動物養(yǎng)殖密度、繁殖周期、養(yǎng)殖環(huán)境溫濕度、飼料原料收獲貯藏質(zhì)量安全控制等措施，可減少農(nóng)產(chǎn)品種養(yǎng)環(huán)節(jié)的有害微生物感染和生物毒素的發(fā)生與污染；通過使用農(nóng)藥和獸藥及其他相關(guān)的安全防霉脫毒制劑，可防治有害微生物引起的病害，同時減少生物毒素產(chǎn)生。如多菌靈、甲基托布津、滅菌丹、福美雙等農(nóng)藥可防治小麥赤霉病，從而避免和降低小麥嘔吐毒素脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)的污染。利用有益生物或生防菌抑制有害微生物特別是產(chǎn)毒霉菌，是一種綠色防治方法。

3.2 加強農(nóng)產(chǎn)品收獲環(huán)節(jié)污染防控

農(nóng)產(chǎn)品成熟后要及時收獲，避免在陰雨天收獲，防止在收獲時受損或破裂，減少有害微生物尤其是霉菌侵染和生物毒素污染發(fā)生。新收獲的農(nóng)產(chǎn)品收獲后要盡可能及時晾曬，迅速脫干水分，將農(nóng)產(chǎn)品的含水量降至安全水分以下，同時要防止農(nóng)產(chǎn)品在烘干、晾曬過程中發(fā)霉變質(zhì)和產(chǎn)生毒素，最好利用太陽光自然晾曬，太陽光中的紫外線具有天然的防霉殺菌作用，是傳統(tǒng)有效、經(jīng)濟實惠又安全的防霉變和抑制毒素產(chǎn)生的好辦法。規(guī)?；a(chǎn)基地、集中連片種植的糧油等農(nóng)產(chǎn)品，借鑒歐美國家的成功做法，可配備干燥機械設(shè)備和烤房，對新收獲的農(nóng)產(chǎn)品進行快速干燥，將農(nóng)產(chǎn)品中的水分含量烘干至可入庫貯存的安全水平，防止農(nóng)產(chǎn)品在儲藏環(huán)節(jié)發(fā)霉產(chǎn)毒。小麥、玉米、稻谷、花生等糧油農(nóng)產(chǎn)品，大多在大田生產(chǎn)過程中已感染霉菌和有發(fā)霉的籽粒，可采用風(fēng)選或光選等辦法，剔除已霉變籽粒，嚴(yán)防霉變籽粒在貯運過程中擴散和產(chǎn)生霉菌毒素。動物類農(nóng)產(chǎn)品在屠宰捕撈過程中，可采取清洗和干燥措施，避免病原性微生物污染和腐爛變質(zhì)及產(chǎn)生生物毒素。

3.3 加強農(nóng)產(chǎn)品貯運加工環(huán)節(jié)污染防控

糧油及動物飼料產(chǎn)品大量有害微生物侵染、繁衍及產(chǎn)生毒素多集中在貯藏運輸環(huán)節(jié)。貯運環(huán)節(jié)是糧油和飼料等植物性農(nóng)產(chǎn)品防霉控毒的重點。農(nóng)產(chǎn)品收獲晾曬烘干后，應(yīng)盡快貯藏在低溫干燥的庫房里，保持含水量在安全線下。倉庫應(yīng)配備通風(fēng)裝置，定期通風(fēng)換氣，保持倉庫清潔干燥，可有效防止霉菌生長和毒素產(chǎn)生。也可以采取氣調(diào)貯存，入庫農(nóng)產(chǎn)品在庫里填充對微生物繁衍有抑制作用的氣體，，調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體比例，抑制霉菌的繁衍和毒素產(chǎn)生；動物類農(nóng)產(chǎn)品，可采用氮氣等惰性氣體條件下貯存，抑制細(xì)菌包括產(chǎn)毒嗜氧菌的生長，也可抑制霉菌的繁殖。畜禽海鮮水產(chǎn)類動物性農(nóng)產(chǎn)品、糧油小雜糧等植物性產(chǎn)品，最好采用真空包裝進行貯運，可有效防止病原微生物的滋生和繁衍以及生物毒素的產(chǎn)生。冷藏和冷鏈運輸對農(nóng)產(chǎn)品的防腐保鮮和防霉變及生物毒素產(chǎn)生有很好的抑制作用，是歐美日韓等國家鮮活農(nóng)產(chǎn)品保鮮防霉和預(yù)防生物毒素污染的最主要貯運方式。特別是新鮮果蔬和動物源性農(nóng)產(chǎn)品，采用冷鏈運輸和冷凍貯藏是最佳選擇，同時保持農(nóng)產(chǎn)品加工機械設(shè)備和包裝材料清潔也很重要。加工前，要將加工機械設(shè)備清潔干凈，加工過程中保持相對封閉和密閉，加工結(jié)束后要徹底清洗干凈機械設(shè)備，嚴(yán)防殘存加工原料和產(chǎn)品，滋生和繁衍病原微生物和霉菌及生物毒素。

3.4 采取適當(dāng)除霉脫毒技術(shù)

常用除霉和脫毒技術(shù)有物理、化學(xué)等方法，如物理消減措施有人工、光學(xué)影像設(shè)備或光電、風(fēng)選機械等挑選出破損、皺皮、變色及蟲蛀的籽粒和組織，以及被有害微生物污染破壞的動物組織器官，降低產(chǎn)品中霉變成分和相關(guān)生物毒素含量；也可采取高溫高壓處理，滅活霉菌和破壞生物毒素結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)消解的作用；輻照也是控制和消減霉菌感染的常用措施，用紫外線或γ-射線可殺死霉菌和破壞生物毒素結(jié)構(gòu)，使其活性減弱或消退，是經(jīng)濟實惠的消減措施?；瘜W(xué)消減措施有使用強氧化劑(次氯酸鈉、過氧化氫、二氧化氯等)和殺菌劑等，滅活分解霉菌及破壞生物毒素的分子結(jié)構(gòu)，使其失去生物活性和毒性。通過研制對霉菌和生物毒素具有抑制、拮抗、排異等消減功能的特定目標(biāo)基因、阻抗蛋白等生物阻抗消解制劑，是未來消除和降解農(nóng)產(chǎn)品有害微生物特別是控制霉菌及生物毒素的一個重要方向。◇

[1]江漢湖，等.食品微生物學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010.

[2]李培武，馬良，楊金娥，等.糧油產(chǎn)品黃曲霉毒素B1檢測技術(shù)研究進展[J].中國油料作物學(xué)報，2005，27(2)：77-81.

[3]張笑，侯紅漫，劉陽，等.食品中伏馬菌素的污染及污染控制[J]. 食品研究與開發(fā)，2006，27(3)：127-129.

[4]張浩，侯紅漫，劉陽，等.伏馬菌素檢測方法的研究進展[J].中國糧油學(xué)報，2007，22(4)：137-142.

[5]王靜，金芬，邵華，等.國外農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全快速檢測技術(shù)發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，2007(5)：32-35.

[6]檀麗萍，劉陽，邢福國.玉米及其制品中伏馬菌素的去除方法[J].糧食與飼料工業(yè)，2008(8)：17-19.

[7]鮑蕾.黃曲霉毒素的生物積累及其檢測技術(shù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)體系研究[D].山東青島：中國海洋大學(xué)，2009.

[8]陳志娟，劉陽，邢福國.玉米中黃曲霉毒素的檢測與降解[J]. 糧食與飼料工業(yè)，2009(12)：42-44.

[9]劉陽，檀麗萍，邢福國.擠壓膨化和堿化濕磨法降低玉米中的伏馬菌素[C]. 全國農(nóng)產(chǎn)品加工科研院所聯(lián)誼會暨中國農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)研討會會刊，2009.

[10]張娟，李宗軍，王遠(yuǎn)亮.大米中的真菌毒素及其生物脫毒技術(shù)的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊)，2009(11)：4-7.

[11]劉暢，劉陽，邢福國.黃曲霉毒素生物學(xué)脫毒方法研究進展[J].食品科技，2010(5)：290-293.

[12]丁小霞，李培武，白藝珍，等.中國花生黃曲霉毒素風(fēng)險評估中膳食暴露非參數(shù)概率評估方法[J].中國油料作物學(xué)報，2011，33(4)：402-408.

[13]趙志輝.農(nóng)產(chǎn)品和飼料中常見真菌毒素的種類和危害[J].北京工商大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2012，30(4)：8-11.

[14]崔莉，劉陽，邢福國.小麥籽粒中結(jié)合態(tài)脫氧雪腐鐮刀菌烯醇毒素產(chǎn)生規(guī)律研究 [J].核農(nóng)學(xué)報，2013，27(1)：56-60.

[15]袁媛，邢福國，劉陽.植物精油抑制真菌生長及毒素積累的研究[J].核農(nóng)學(xué)報，2013，27(8)：1168-1172.

[16]常敬華，趙月菊，邢福國，等.脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)的毒性及其生物轉(zhuǎn)化研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2014，40(4)：101-107.

[17]魏丹丹，周露，張初署，等.不產(chǎn)毒黃曲霉菌對產(chǎn)毒黃曲霉菌產(chǎn)毒抑制效果分析[J]. 現(xiàn)代食品科技，2014(6)：92-97.

[17]王燕，李增梅，董燕捷，等.真菌毒素對玉米質(zhì)量安全的影響研究[J].農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全，2015(3)：58-62.

(責(zé)任編輯 李婷婷)

Prevalence and Prevention of Harmful Microorganism and Biotoxin in Agro-products

JIN Nuo

(Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences/ Institute of Food Science and Technology, CAAS，Beijing 100081,China)

The biological characteristics，function，application of beneficial microorganism and the hazard of harmful microorganism were discussed and the prevalence and prevention of harmful microorganism and biotoxin in production，harvest and storage stages of agro-products were recommended.

agro-product；microorganism；biotoxin；prevention

金諾(1992— )，女，在讀研究生，研究方向：生物化學(xué)與分子生物學(xué)。