肉制品加工過程中食源性致病菌交叉污染及風(fēng)險評估的研究進展

江榮花，汪 雯，蔡 錚，林玉海，董慶利,*

肉制品是以畜禽肉或可食副產(chǎn)品等為主要原料，加入適當(dāng)輔料（含食品添加劑），經(jīng)相關(guān)加工工藝制成的產(chǎn)品，包括香腸、火腿等。主要加工工藝包括原料緩化、切塊、腌制、絞肉、斬拌或滾揉、灌裝、蒸煮、巴氏殺菌、切片、真空包裝等[1]。其中，絞肉、斬拌、滾揉及切片過程的交叉污染現(xiàn)象尤為嚴(yán)重[2]。

按照傳統(tǒng)的加工方式，正常的加工條件（溫度和時間）可完全殺滅食品中的致病菌[3-4]，但部分肉制品在生產(chǎn)、運輸和銷售過程中，由于環(huán)境衛(wèi)生、加工工藝、貯藏及銷售條件不當(dāng)極容易導(dǎo)致肉制品被食源性致病菌污染[5-6]，因此，需盡快完善肉制品的定量風(fēng)險評估研究體系。

由食源性污染引發(fā)的食品安全問題已成為目前世界上重要的公共衛(wèi)生問題之一，其中采用風(fēng)險評估是世界公認(rèn)的評估手段之一[7]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）2012年的調(diào)查，25%食源性疾病的暴發(fā)與交叉污染有關(guān)[8]。2015年1月至12月期間，國家衛(wèi)生計生委監(jiān)測了我國28 個?。òㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的食品中毒事件，結(jié)果顯示：微生物性食物中毒人數(shù)最多，占全年食物中毒總?cè)藬?shù)的53.7%，其中發(fā)生在集體食堂的食物中毒事件中毒人數(shù)最多，主要原因是食物變質(zhì)、加工不當(dāng)或儲存不當(dāng)所造成的交叉污染[9]。因此，為降低食源性疾病的暴發(fā)頻率，整合交叉污染的風(fēng)險評估工作刻不容緩。

1 肉制品加工過程交叉污染基本現(xiàn)狀

1.1 致病菌交叉污染導(dǎo)致的食品安全事件

食源性致病菌交叉污染導(dǎo)致的食品安全事件逐年增多，引起了消費者的廣泛關(guān)注。歐洲食品安全局（European Food Safety Authority，EFSA）統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，肉制品加工過程中發(fā)生的交叉污染導(dǎo)致的食物中毒發(fā)病率達到18.6%[10]。單增李斯特菌（Listeria monocytogenes）、沙門氏菌（Salmonella）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大腸桿菌（Escherichia coli）等為重點致病菌檢測對象，表1歸納了部分肉制品中食源性致病菌的檢出情況。

表1 肉制品加工中常見致病菌和涉及的食品介質(zhì)Table 1 Pathogens and food media involved in meat processing

從表1結(jié)果可知，單增李斯特菌、沙門氏菌及金黃色葡萄球菌等為食品中的常見致病菌，香腸、火腿等則是最典型的肉制品致病菌載體。1990—2013年，歐洲肉制品的銷售量從10 963 t/年增長至202 446 t/年，不合格的肉制品共引起414 起食品安全事件，造成805 人入院治療[22]。2014年4月至2016年2月，我國肉制品銷售量從43 235 t/月增長至48 108 t/月[23]，不合格肉制品事件頻發(fā)。因此，加強對肉制品品質(zhì)的監(jiān)控，有效地進行風(fēng)險評估工作顯得極為重要。

1.2 肉制品加工過程中交叉污染研究現(xiàn)狀

肉制品污染事件逐年增多，亦引起研究者們的廣泛關(guān)注。加工環(huán)境及設(shè)備表面的衛(wèi)生狀態(tài)對肉制品的安全有重要影響，設(shè)備使用后不當(dāng)?shù)那鍧嵓跋礈爝^程容易引起交叉污染。有研究表明，食源性致病菌會在任何加工階段污染肉制品，然而，在肉制品加工的后期階段，風(fēng)險主要與致病菌的存活狀態(tài)有關(guān)，所以由于加工過程的復(fù)雜性不同，不同肉制品的風(fēng)險可能不同[24-26]。根據(jù)文獻[27-29]總結(jié)繪制兩類典型肉制品（熏煮香腸和熏煮火腿）的生產(chǎn)加工過程（圖1）。

圖1 熏煮香腸和熏煮火腿的生產(chǎn)加工過程Fig. 1 Flow chart for production of smoked and cooked sausage and ham

由圖1可知，絞肉、斬拌、滾揉及切片等過程容易發(fā)生交叉污染。Flores等[30]對絞肉過程的交叉污染進行研究，將一塊接種大腸桿菌O157:H7的牛肉塊（15.3±2.0）g與大量未接種牛肉塊（322±33）g混合后絞切，描述絞后碎肉中大腸桿菌O157:H7的分布特征，發(fā)現(xiàn)污染大腸桿菌的碎牛肉量與肉塊初始接種量線性相關(guān)，同時殘留在絞肉機內(nèi)的碎肉中大腸桿菌菌量與肉塊初始接種量及所處絞肉機內(nèi)位置有關(guān)，如螺母處的碎肉中菌量最多。此后，F(xiàn)lores等[31]在之前研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建經(jīng)驗?zāi)Ｐ兔枋鑫廴敬竽c桿菌O157:H7的分布情況，同時評估了殘留于絞肉機內(nèi)碎肉中大腸桿菌O157:H7的污染水平。碎牛肉中污染大腸桿菌O157:H7的菌量與初始接種量的相關(guān)性可用指數(shù)算法描述（R2＝0.82），同時殘留于絞肉機內(nèi)碎肉中的大腸桿菌O157:H7污染水平可用卡方分布中模型描述（R2＝0.81～0.99）。有研究探究絞肉機經(jīng)大腸桿菌污染后的自我清潔能力，對經(jīng)大腸桿菌污染的絞肉機進行絞切實驗，前3 組初始無菌的樣品經(jīng)絞切后均有大腸桿菌陽性的樣品檢出[32]。然而，以上研究并未涉及具體菌落轉(zhuǎn)移情況，建議將來可以開展具體菌落轉(zhuǎn)移情況的相關(guān)研究，進行一般化描述，可對后期交叉污染研究提供更有幫助。

斬拌在肉糜類（腸類）產(chǎn)品加工中起著極為重要的作用。Sneed等[33]評估了美國愛荷華州40 臺斬拌機與食品接觸表面的菌落情況，70%斬拌機表面菌落總數(shù)、5%斬拌機表面腸桿菌數(shù)及15%斬拌機表面金黃色葡萄球菌數(shù)均不符合檢測標(biāo)準(zhǔn)ISO 16140—2003[34]；因此，操作者應(yīng)注意日常操作后斬拌機的清洗工作，減少交叉污染的發(fā)生。有研究比較了3 種常用清潔產(chǎn)品（清洗劑、消毒劑和洗碗劑）對污染金黃色葡萄球菌或蠟樣芽孢桿菌斬拌機的清洗效率，3 種方法均可顯著減少斬拌機表面菌落數(shù)，但無顯著性差異[35]。因此，簡單的清洗劑清洗即可充分減少斬拌機表面菌落數(shù)。

滾揉可加速腌制液的滲透與發(fā)色，是火腿類產(chǎn)品加工中的重要環(huán)節(jié)。Thanissery等[36]研究真空滾揉過程中接種標(biāo)記的腸炎沙門氏菌與空腸彎曲桿菌的雞胸肉及雞翅與未接種部分之間是否有交叉污染發(fā)生，未接種的雞肉部分檢測出標(biāo)記菌落，因此，滾揉過程中有交叉污染發(fā)生。有研究表明，滾揉機轉(zhuǎn)速（0～26 r/min）與去骨雞腿肉表面菌落總數(shù)及腸桿菌數(shù)的減少量相關(guān)，高轉(zhuǎn)速（20 r/min）可顯著減少雞腿表面的菌落總數(shù)及腸桿菌數(shù)[37]。因此，操作人員應(yīng)注意調(diào)節(jié)滾揉機參數(shù)，減少交叉污染的發(fā)生。

切片在西式火腿、培根及肉脯的加工過程中起著重要作用，同時也是交叉污染頻發(fā)的加工單元。Lin等[38]構(gòu)建了3 種熟肉制品（爐烤火雞、意大利蒜味香腸、波洛尼亞香腸）與切片機間的單增李斯特菌交叉污染動力學(xué)。單增李斯特菌可從污染的切片機轉(zhuǎn)移至肉片，且切片機刀片表面接種的單增李斯特菌量與陽性單增李斯特菌肉片數(shù)成正比。因此，操作者應(yīng)注意加強日常工作中切片機的清洗工作，減少交叉污染的發(fā)生，目前，已有這方面的研究工作。Rajkovic等[39]研究脈沖強度及處理時間對切片機刀片表面單增李斯特菌和大腸桿菌O157:H7失活的影響，切片機表面菌落的失活效率與脈沖光處理時間有關(guān)，但與脈沖光數(shù)目無關(guān)（交叉污染后60 s內(nèi)處理，切片機表面菌落失活效率最高）。有研究表明，乙酰丙酸（levulinic acid，LA）及十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）的聯(lián)合使用對切片機表面單增李斯特菌、沙門氏菌、大腸桿菌O157:H7的失活效應(yīng)有顯著影響；體積分?jǐn)?shù)1% LA+0.1% SDS在1 min內(nèi)可減少6.0～8.0（lg（CFU/g））的致病菌，使致病菌達到最高失活效率[40]。因此，操作者因注意日常清洗時處理時間的設(shè)定及清洗劑的選擇，以達到最高的除菌效率。

上述研究成果表明，絞肉、斬拌、滾揉及切片等過程均容易發(fā)生肉制品與食源性致病菌的交叉污染，因此，降低食源性疾病的暴發(fā)水平，仍需加強對肉制品加工過程的風(fēng)險評估研究工作。

2 肉制品加工過程中交叉污染建模的研究進展

早期的肉制品加工過程中交叉污染建模研究可追溯到Schaffner等[41]的相關(guān)研究，其將交叉污染模型簡化為以下5 個等式：

式中：Ni為介質(zhì)i的帶菌量；Nsi為介質(zhì)i表面存活菌數(shù)；Tij為介質(zhì)i與介質(zhì)j之間的交叉污染率；Si為介質(zhì)i表面的存活率；下標(biāo)0為原料肉；1為環(huán)境；2為產(chǎn)品接觸表面；3為成品。

該研究為之后的交叉污染建模奠定了基礎(chǔ)。以下分述絞肉及切片過程容易引起肉制品的交叉污染的建模進展。

2.1 絞肉過程

肉制品加工過程中，需將腌制好的肉塊用絞肉機絞切成肉泥狀，然而，絞肉機的清潔力度不夠或操作者操作不當(dāng)都會造成肉制品的交叉污染。M?ller等[42]使用污染的絞肉機絞切滅菌豬肉（10～20 kg），定量分析沙門氏菌轉(zhuǎn)移情況，發(fā)現(xiàn)絞切過程中沙門氏菌轉(zhuǎn)移有拖尾現(xiàn)象，因此假定絞肉機內(nèi)有兩種環(huán)境基質(zhì)，在Nauta等[43]建立的交叉污染模型基礎(chǔ)上，增添兩個模型修正式，并比較三者的預(yù)測能力。M?ller等[42]構(gòu)建的5 個參數(shù)、2 種環(huán)境基質(zhì)的修正模型（式（6）），可以較好地預(yù)測豬肉絞切過程中沙門氏菌的交叉污染情況。此后，M?ller等[44]在前期研究基礎(chǔ)上對豬肉及牛肉絞切過程中沙門氏菌及單增李斯特菌轉(zhuǎn)移情況進行了描述，評估該模型的適用性。該模型可以很好地描述絞切實驗過程中菌落轉(zhuǎn)移情況。因此，建議將來可結(jié)合該模型對絞肉環(huán)節(jié)交叉污染進行風(fēng)險評估。

式中：a為致病菌從肉樣至絞肉機的轉(zhuǎn)移率；b為致病菌從絞肉機至碎肉的轉(zhuǎn)移率；c為絞肉機表面致病菌的失活率；Si為第i片肉片攜帶的致病菌數(shù)；gri為絞肉機的污染狀態(tài)；Mi為絞切后碎肉中菌落數(shù)。

2.2 切片過程

切片過程為西式火腿、培根等肉制品加工過程的重要環(huán)節(jié)，同時，切片機的清洗不當(dāng)亦會引起肉制品的交叉污染。有研究表明，對數(shù)線性模型（式（7））及威布爾模型（式（8））可對大腸桿菌O157:H7及金黃色葡萄球菌切片過程中的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象進行良好描述（R2＞0.73）[45]。此后，Aarnisalo等[46]對兩種單增李斯特菌接種量（大約5（lg（CFU/片））或8（lg（CFU/片）））下兩種切片場景（一種為從接種的刀片轉(zhuǎn)移至肉片；另一種為從接種的肉塊轉(zhuǎn)移至刀片后轉(zhuǎn)移至未接種的肉塊）的轉(zhuǎn)移過程進行了描述，指數(shù)模型（y＝a×e－x/b，式中a、b為回歸分析的相關(guān)系數(shù)；x為肉樣的片數(shù)；y為每片肉樣表面菌落數(shù)（lg（CFU/g）））可對肉片中單增李斯特菌量進行預(yù)測。在之前研究的基礎(chǔ)上，Sheen等[47]對切片過程中不同接種量下（4、5、6、7、8（lg（CFU/片））大腸桿菌O157:H7的轉(zhuǎn)移情況進行描述，當(dāng)初始接種量不低于5（lg（CFU/片））時，功率方程（y＝axb）及指數(shù)方程（y＝a×e－x/b）可分別對以上兩個切片場景進行描述，但當(dāng)初始接種量不超過4（lg（CFU/片））時，該研究未能構(gòu)建相應(yīng)的模型進行描述。但此后Sheen等[48]在以上研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建了經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛯η衅^程中不同接種量（4、5、6、7、8（lg（CFU/片）））下沙門氏菌的轉(zhuǎn)移情況進行描述，經(jīng)驗?zāi)Ｐ停▂＝a×e－x/b可對以上過程進行很好地描述（R2＞0.97））。綜上，經(jīng)驗?zāi)Ｐ涂蓪? 種致病菌（單增李斯特菌、大腸桿菌O157:H7及沙門氏菌）在切片過程中的轉(zhuǎn)移情況進行描述，可對實際工業(yè)生產(chǎn)中機器的清洗及操作者的操作行為提供參考，同時可為今后發(fā)展肉制品的風(fēng)險評估工作提供工具。

式（7）、（8）中：Nslice為切片數(shù)/個；Islice為肉片表面菌數(shù)（lg（CFU/cm2））；Iblade、a和b為回歸參數(shù)；k為一級常數(shù)。

3 即食肉制品加工過程的風(fēng)險評估

即食肉制品是以畜禽肉為主要原料經(jīng)發(fā)酵或特殊加工工藝制成的直接可食的肉制品[1]，主要包括香腸類及火腿類制品，若后期加工階段發(fā)生交叉污染，消費者食用時會有較高的患病風(fēng)險。

3.1 香腸制品

2012年EFSA調(diào)查結(jié)果表明，3 268 起感染沙門氏菌事件中有約300 起與消費者食用香腸制品有關(guān)[10]。2002年瑞典暴發(fā)的大腸桿菌感染事件中，發(fā)酵香腸的消費量與感染大腸桿菌的人數(shù)顯著相關(guān)（P＜0.002）。因此，為降低食源性疾病的暴發(fā)水平，對香腸進行風(fēng)險評估工作刻不容緩。早期香腸的風(fēng)險評估研究工作可追溯到Alban等[49]的相關(guān)研究，其對香腸消費階段進行風(fēng)險評估，每245 份香腸（25 g/份）中至少有兩份檢出鼠傷寒沙門氏菌DT104，但該研究未表明低劑量鼠傷寒沙門氏菌DT104是否會使消費者致病。Gonzales-Barron等[50]構(gòu)建了香腸運輸及貯藏階段鼠傷寒沙門氏菌的暴露評估模型，香腸中沙門氏菌污染水平高于3（lg（CFU/片））的概率為8.3×10-4，同時，若冷藏溫度降低2 ℃及初始污染水平減半會使香腸中沙門氏菌最終污染概率降低一半（2.3×10-4～4.3×10-4）；同年，該研究者構(gòu)建了香腸煮制及消費階段沙門氏菌的暴露評估模型，煮制后香腸中沙門氏菌的失活率僅為約6×10-3，同時，若煮制時間延長0.5 min，貯藏時間減半（5～6 min），可減少70%的暴露水平[51]。相似的結(jié)論見于Mataragas[52]和Campelos[53]等的研究中。以上研究均表明操作者應(yīng)注意加強對香腸的風(fēng)險監(jiān)控，改進加工參數(shù)設(shè)置，減少食用風(fēng)險。

3.2 火腿制品

火腿一般是經(jīng)鹽漬、煙熏、發(fā)酵和干燥處理的腌制動物后腿。Hong等[54]使用iRisk 1.0軟件對干腌火腿、圓火腿、調(diào)味火腿及香腸中空腸彎曲桿菌進行半定量風(fēng)險評估并比較，火腿的食用風(fēng)險高于香腸。Lee等[55]對火腿中空腸彎曲桿菌進行危害識別及危害特征描述，韓國每日火腿的消費量為23.93 g/人，食用火腿的發(fā)病概率為2.2×10-12。此后，Giovannini等[56]在前人研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了火腿加工修整過程的暴露評估模型，同時結(jié)合不同溫度下貯藏的劑量效應(yīng)模型，比較消費者食用火腿后的發(fā)病概率；食用火腿存在風(fēng)險，正常人群的發(fā)病概率為4.7×10-10，器官移植患者的發(fā)病概率為6.1×10-7。因食用火腿風(fēng)險較高，部分研究者研究了降低風(fēng)險的方法。有研究結(jié)果表明，應(yīng)用抑菌膜包被火腿的方法，可減少每年90.7%人群因食用火腿患沙門氏菌病，明顯降低了火腿的食用風(fēng)險[57]。降低火腿食用風(fēng)險方法的研究尚處于初期階段，建議繼續(xù)加強對火腿的風(fēng)險評估研究，早日將研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)實踐指導(dǎo)中，從而降低消費者食用火腿的風(fēng)險。

4 結(jié) 語

肉制品加工過程中交叉污染現(xiàn)象在生產(chǎn)中較為嚴(yán)重，導(dǎo)致成品存在食用風(fēng)險，雖然目前已有研究構(gòu)建了部分交叉污染模型并將其應(yīng)用于肉制品的風(fēng)險評估研究中，但仍需加強對肉制品的交叉污染研究及風(fēng)險監(jiān)控，完善肉制品加工過程的定量風(fēng)險評估研究工作。建議肉制品加工過程的交叉污染建模及風(fēng)險評估研究發(fā)展方向如下：1）完善肉制品加工過程中交叉污染模型的構(gòu)建，建議繼續(xù)加強對肉制品加工過程中食源性致病菌交叉污染的研究，通過交叉污染研究結(jié)果，為實際工廠操作，如機器清洗、環(huán)境因素的設(shè)定和操作者行為的規(guī)范等提供參考，同時為之后的風(fēng)險評估研究工作提供幫助；2）加強肉制品加工過程風(fēng)險評估與風(fēng)險管理的互動，建議繼續(xù)加強肉制品加工過程中的風(fēng)險評估研究工作，通過定量風(fēng)險評估結(jié)果制定食品安全目標(biāo)，同時可為之后肉制品中致病菌限量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考；3）完善肉制品加工過程的風(fēng)險監(jiān)測，目前仍缺乏大量的風(fēng)險監(jiān)測數(shù)據(jù)，制約了肉制品加工過程的風(fēng)險評估研究工作的進展。建議風(fēng)險監(jiān)控部門加大對肉制品消費量、消費頻率及流行病學(xué)等數(shù)據(jù)的收集工作，提高肉制品的風(fēng)險監(jiān)測能力及處理突發(fā)事件的響應(yīng)速度。

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