飼料加工中微生物交叉污染與防控技術(shù)研究進(jìn)展

■王衛(wèi)國(guó) 謝石力 劉小芳

（河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，河南鄭州450001）

飼料安全是食品安全的基礎(chǔ)。飼料工業(yè)的終極目標(biāo)是為動(dòng)物飼養(yǎng)業(yè)提供安全優(yōu)質(zhì)的飼料產(chǎn)品，保證動(dòng)物性食品的安全和消費(fèi)者的健康。

飼料加工過程中藥物、有害微生物在不同批次產(chǎn)品間的交叉污染問題是造成飼料安全隱患的主要因素之一。因許多飼料生產(chǎn)企業(yè)采用同一條生產(chǎn)線生產(chǎn)多種畜禽、水產(chǎn)飼料產(chǎn)品，由生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)的殘留造成有害微生物在不同品種、批次產(chǎn)品之間的交叉污染普遍存在，這已被歐美以及本課題組的許多研究證明。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)飼料企業(yè)并未對(duì)設(shè)備或產(chǎn)品中有害微生物含量進(jìn)行檢測(cè)，不清楚所用生產(chǎn)線上發(fā)生交叉污染的真實(shí)情況，也就不會(huì)采取相應(yīng)的控制措施。

飼料中的有害微生物由原料帶入，并在后續(xù)加工、儲(chǔ)藏過程中殘留、污染、生長(zhǎng)、繁殖，因而其交叉污染會(huì)發(fā)生在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中。為確保飼料的安全衛(wèi)生質(zhì)量，需要系統(tǒng)研究飼料廠飼料原料、飼料加工過程以及飼料產(chǎn)品到畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的流通過程有害微生物的變化情況，并采取有效的殺滅和預(yù)防措施對(duì)有害微生物的交叉污染進(jìn)行防控。本文就國(guó)內(nèi)外飼料加工中微生物交叉污染與防控技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 飼料廠常用飼料原料中有害微生物的研究進(jìn)展

飼料原料中的有害微生物污染有四條途徑：一是通過對(duì)生長(zhǎng)過程的植物施肥感染植物原料；二是土壤本身帶有有害微生物；三是加工動(dòng)物性飼料原料的動(dòng)物體自身受有害微生物侵染；四是飼料原料在加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸中受污染并生長(zhǎng)繁殖。國(guó)內(nèi)有關(guān)飼料原料中有害微生物的研究報(bào)告較少。Gregorio J T等[1]對(duì)西班牙腸沙門氏菌的污染流行情況進(jìn)行了全國(guó)范圍內(nèi)的調(diào)查，對(duì)來自523 個(gè)不同的飼料廠的3 844 個(gè)樣本的分析中，在144個(gè)工廠（占飼料廠總數(shù)28%）發(fā)現(xiàn)了沙門氏菌。其中，3.5%的原料樣品檢出了沙門氏菌。其中棉籽粕最易感染沙門氏菌。

高延玲等(2012)[2]檢測(cè)了部分飼料原料和添加劑的霉菌、沙門氏菌、致瀉性大腸桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、志賀氏菌的數(shù)量。結(jié)果表明：霉菌檢出率為：動(dòng)物性原料77.6%，植物性原料67.9%，微生態(tài)制劑原料55.6%。微生態(tài)制劑80%，酶制劑91.7%。霉菌總數(shù)的超標(biāo)樣品數(shù)為0，達(dá)到限量標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)的18.9%。其中酶制劑、微生態(tài)制劑達(dá)到限量標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)較多，分別為6 個(gè)和9 個(gè)；大腸桿菌的檢出率為：動(dòng)物性、植物性原料14.3%，微生態(tài)制劑40%，酶制劑66.7%。其中致泄性大腸桿菌的檢出率為：動(dòng)物性原料8.6%，酶制劑25%，微生態(tài)制劑原料22.2%。沙門氏菌的陽(yáng)性檢出率為：動(dòng)物性原料14.4%，微生態(tài)制劑10%，酶制劑8.3%，微生態(tài)制劑原料11.1%。

謝石力（2012）[3]調(diào)查測(cè)定了畜禽飼料廠的常用飼料原料的細(xì)菌總數(shù)、霉菌總數(shù)和大腸桿菌情況，結(jié)果表明，所有檢測(cè)的原料均符合GB13078—2001《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)霉菌、細(xì)菌的允許量。原料中細(xì)菌污染最嚴(yán)重的是麩皮，含量達(dá)到了1.35×106CFU/g。霉菌污染最嚴(yán)重的是米糠粕，含量為5.05×104CFU/g。在粒料原料中米糠粕的微生物污染水平要顯著高于小麥、玉米、豆粕等粒料原料。植物性加工副產(chǎn)物米糠粕和花生粕的細(xì)菌含量和霉菌含量要顯著高于未加工的植物性原料。而在粉料原料中，血粉的霉菌、細(xì)菌含量也要高于其他粉料。此外，在所有檢測(cè)原料中，在米糠粕、血粉、麩皮中檢出了大腸菌群。動(dòng)物源性飼料原料的細(xì)菌含量也要明顯高于未加工的植物性原料。粒料原料的整體污染程度要高于粉料原料。

劉小芳（2015）[4]調(diào)查測(cè)定了水產(chǎn)飼料廠主要飼料原料的有害微生物數(shù)量，結(jié)果顯示，所檢測(cè)原料均符合GB13078—2001《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，說明該飼料企業(yè)對(duì)所購(gòu)的飼料原料質(zhì)量是嚴(yán)格控制的。在所取的飼料原料中，國(guó)產(chǎn)魚粉受到細(xì)菌的污染最嚴(yán)重，數(shù)量為1.5×106CFU/g，細(xì)麩皮受霉菌污染最嚴(yán)重，數(shù)量是4.0×104CFU/g。麩皮中霉菌數(shù)量高與其在面粉加工中一直保持較高的水分含量有關(guān)。粒狀原料中發(fā)酵豆粕的微生物污染水平要顯著高于粗麩皮、細(xì)麩皮、棉粕等粒料原料。在啤酒糟、發(fā)酵豆粕、粗麩皮、細(xì)麩皮、菜粕、棉粕中均檢測(cè)出了大腸菌群，發(fā)酵豆粕中的大腸菌群數(shù)量達(dá)到6.0×105CFU/g，啤酒糟中還檢測(cè)出金黃色葡萄球菌，數(shù)量達(dá)到5.455×103CFU/g。如果未經(jīng)有效的熱處理殺菌，使用這樣的原料對(duì)飼養(yǎng)動(dòng)物可能造成安全隱患。因此，啤酒糟應(yīng)作為重點(diǎn)監(jiān)控的原料之一。黃色鐮刀霉、黃曲霉菌、赭曲霉菌、沙門氏菌在所有原料中均沒有檢測(cè)出。粒度小的飼料原料整體污染較嚴(yán)重，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)該類原料的關(guān)注。飼料原料中植物性原料啤酒糟，粗、細(xì)麩皮，發(fā)酵餅粕以及動(dòng)物性原料中的魚粉，血粉，魚溶漿粉等應(yīng)是有害微生物數(shù)量監(jiān)控的重點(diǎn)。

Ji Hyung Kim 等[5]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雜魚飼料是致病菌載體和污染來源。

2 飼料產(chǎn)品中有害微生物污染的研究進(jìn)展

Gregorio J T 等[1]在調(diào)查的523 個(gè)飼料廠3 844 個(gè)樣本中，3.2%的飼料產(chǎn)品樣本中檢測(cè)出沙門氏菌。Nesse L L 等[6]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，挪威魚飼料沙門氏菌檢出率為0.14%～0.33%。沙門氏菌等致病菌如果進(jìn)入飼料相關(guān)產(chǎn)業(yè)，就會(huì)以“家菌株”在飼料企業(yè)存在很長(zhǎng)時(shí)間。Maung S M 等[7]通過對(duì)美國(guó)弗尼吉亞等8 個(gè)飼料廠季節(jié)性調(diào)查，發(fā)現(xiàn)飼料被致病菌污染是有季節(jié)規(guī)律可循的，夏季感染腸球菌的風(fēng)險(xiǎn)是冬季感染的38 倍，且極大的增加了大腸菌群和沙門氏菌的染菌概率。Denise S K等[8]通過對(duì)美國(guó)西太平洋12個(gè)畜牧牛農(nóng)場(chǎng)倉(cāng)庫(kù)中的295 份飼料產(chǎn)品抽樣調(diào)查，沙門氏菌檢出率達(dá)到9.8%，說明美國(guó)飼料產(chǎn)品中存在相當(dāng)嚴(yán)重的沙門氏菌污染。

高延玲等(2012)[2]檢測(cè)了30批的濃縮飼料樣品和50 批的配合飼料樣品的霉菌、沙門氏菌、致瀉性大腸桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、志賀氏菌的數(shù)量。結(jié)果表明：霉菌檢出率為73.8%，超標(biāo)準(zhǔn)限值樣品7 個(gè)，達(dá)標(biāo)準(zhǔn)限值17 個(gè)；大腸桿菌檢出率為17.5%，檢出致病性大腸桿菌樣品2個(gè)，檢出腸侵襲性大腸桿菌樣品和腸出血性大腸桿菌各1 個(gè)；沙門氏菌陽(yáng)性檢出率1 個(gè)，占1.25%。

劉小芳（2015）[4]測(cè)定了某飼料廠的12 個(gè)飼料產(chǎn)品的霉菌總數(shù)、細(xì)菌、大腸菌群和黃色鐮刀菌數(shù)。結(jié)果表明：細(xì)菌總數(shù)檢出率為100%，其中兩個(gè)產(chǎn)品細(xì)菌總數(shù)達(dá)1×107級(jí)別，顯然超出安全水平。霉菌檢出率50%，其中3 個(gè)樣品達(dá)到1×105水平；大腸桿菌檢出率25%，1 個(gè)樣品達(dá)到1×105水平；黃色鐮刀菌檢測(cè)率50%，其中1個(gè)樣品達(dá)到1×105水平。

劉小芳（2015）[4]測(cè)定了四個(gè)大型豬場(chǎng)和兩個(gè)雞場(chǎng)的飼料庫(kù)房中的48 個(gè)飼料產(chǎn)品的霉菌總數(shù)、細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌、黃色鐮刀菌、黃曲霉菌、赭曲霉菌以及沙門氏菌的帶菌水平。結(jié)果表明，黃曲霉菌、赭曲霉菌以及沙門氏菌的檢出率為0；細(xì)菌總數(shù)檢出率為100%，其中30 個(gè)樣品的細(xì)菌總數(shù)達(dá)到1×105水平，19 個(gè)樣品的細(xì)菌總數(shù)達(dá)到1×106水平，處于不安全水平；霉菌總數(shù)檢出率39.5%，其中13 個(gè)樣品的霉菌總數(shù)達(dá)到1×105水平，兩個(gè)樣品的霉菌總數(shù)達(dá)到1×106水平，存在安全風(fēng)險(xiǎn)；大腸桿菌檢出樣品18 個(gè)，檢出率37.5%，其中6 個(gè)達(dá)到1×104水平；黃色鐮刀菌檢出率也是37.4%，其中5個(gè)樣品的黃色鐮刀菌數(shù)達(dá)到1×105水平。該研究還發(fā)現(xiàn)，飼養(yǎng)場(chǎng)飼料樣品中的有害微生物數(shù)量與飼養(yǎng)場(chǎng)的飼料存放衛(wèi)生環(huán)境和管理水平密切相關(guān)。衛(wèi)生環(huán)境好，管理水平高的飼養(yǎng)場(chǎng)飼料中的有害微生物數(shù)量就低。

3 飼料廠易發(fā)生有害微生物殘留污染的主要場(chǎng)所和物料的研究進(jìn)展

劉小芳（2015）[4]、謝石力（2012）[3]對(duì)畜禽、水產(chǎn)飼料廠生產(chǎn)線上微生物交叉污染的研究結(jié)果表明，飼料廠原料投料輸送段（刮板輸送機(jī)壁面），斗式提升機(jī)底部，提升機(jī)后的流管特別是粉碎、混合后提升機(jī)后流管，脈沖除塵器底部等是最易發(fā)生物料殘留、微生物污染、生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所。其中在某個(gè)筒倉(cāng)的進(jìn)料斗提機(jī)底部的殘留物料樣品中的細(xì)菌總數(shù)達(dá)到7.28×105CFU/g，霉菌總數(shù)3.64×104CFU/g，大腸菌群總數(shù)5.45×105CFU/g，其中霉菌與大腸菌群均超出安全水平，會(huì)對(duì)所輸送的飼料原料造成污染。

劉小芳（2015）[4]、謝石力（2012）[3]的研究結(jié)果還表明，飼料加工生產(chǎn)線中收集的粉塵，包括離心集塵器和脈沖除塵器收集的粉塵中通常有較高的有害微生物含量，細(xì)菌總數(shù)、霉菌總數(shù)和大腸桿菌數(shù)往往都較高，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)這些粉塵回用到飼料中之前，應(yīng)先進(jìn)行加熱殺菌處理。另外，各種回機(jī)料、特別是制粒、擠壓膨化機(jī)等的回機(jī)料往往含有較高的有害微生物數(shù)量，因?yàn)檫@些回機(jī)料水分含量高，常掃入了地面的粉塵、塵土等，存放時(shí)間長(zhǎng)，處理不及時(shí)，造成微生物的進(jìn)一步生長(zhǎng)繁殖和污染。因此在回用這些物料時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臍⒕幚?，以確保飼料安全。

Gregorio J T 等[1]在飼料粉碎設(shè)備的粉塵樣品中分離出了沙門氏菌。同時(shí)認(rèn)為飼料廠投料坑有較大的風(fēng)險(xiǎn)滋生沙門氏菌陽(yáng)性樣本。

4 飼料中有害微生物的殺菌技術(shù)研究進(jìn)展

對(duì)于生產(chǎn)顆粒飼料產(chǎn)品而言，由于會(huì)采用加蒸汽調(diào)質(zhì)、擠壓制粒或擠壓膨化、干燥等高溫（75～130 ℃）處理，可以有效殺死大部分有害微生物。Timothy R K 等[9]采用單螺桿膨化工藝降低原料由食品廢物制成的飼料中的致病菌，結(jié)果表明該工藝只能顯著降低飼料中病原菌濃度，但膨化后飼料中仍會(huì)殘留致病菌；I. Sauli 等[10]研究了不同生產(chǎn)工藝對(duì)瑞士育肥豬飼料沙門氏菌的影響，結(jié)果表明，在混合后進(jìn)行熱處理，混合后添加有機(jī)酸以及混合后加有機(jī)酸和熱處理同時(shí)進(jìn)行這三種方式均可降低沙門氏菌污染水平。P. O. Okelo 等[11]優(yōu)化了Sabetha 公司E325 的單軸膨化器對(duì)于嗜熱脂肪芽孢桿菌和鼠傷寒沙門氏菌的殺滅條件。他們將兩種病菌分別接種到實(shí)驗(yàn)飼料（玉米粉600 g/kg，豆粕300 g/kg，動(dòng)物蛋白100 g/kg 組成）中，然后以膨化機(jī)出口溫度（T）、飼料水分含量（Mc）、膨化時(shí)間（Rt）為三個(gè)影響因素，以病菌殺滅數(shù)為因變量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)響應(yīng)面設(shè)計(jì)，以獲得對(duì)兩種病菌殺滅的最優(yōu)膨化條件。結(jié)果顯示，對(duì)沙門氏菌的最優(yōu)殺滅條件為T=83 ℃，Mc=285 g/kg，Rt=7 s，而對(duì)嗜熱芽孢桿菌芽孢的最優(yōu)殺滅條件為T=110 ℃，Mc=245 g/kg，Rt=11 s。

劉小芳（2015）[4]系統(tǒng)研究了畜禽、水產(chǎn)代表性飼料廠的熱加工過程對(duì)飼料中有害微生物數(shù)量的影響，結(jié)果表明：豬、雞、鴨配合飼料經(jīng)過70～95 ℃調(diào)質(zhì)20～60 s 后，飼料中霉菌、細(xì)菌總數(shù)會(huì)下降到0～50%。調(diào)質(zhì)溫度越高，調(diào)質(zhì)時(shí)間越長(zhǎng)，水分含量較高（16.5%～17%），殺菌效果越好。通常在制粒機(jī)出口的飼料中的霉菌、細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌可降至0～3×103CFU/g。但在顆粒冷卻器之后，這些微生物指標(biāo)會(huì)有小幅增加；魚、對(duì)蝦飼料加工過程中，經(jīng)高溫、較長(zhǎng)時(shí)間調(diào)質(zhì)（40～90 s）后霉菌、細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌可降至3～5×103CFU/g。經(jīng)魚飼料擠壓膨化、干燥后有害微生物數(shù)量將降至0～3×103CFU/g。蝦飼料經(jīng)制粒、穩(wěn)定化處理后有害微生物數(shù)量可降至0～3×103CFU/g。

對(duì)于粉狀飼料而言，要將其有害微生物含量降低至0～3×103CFU/g，則需要單獨(dú)熱處理，可用混合加熱殺菌或使用類似熟化調(diào)質(zhì)器的熟化殺菌器，在90～95 ℃的溫度下處理60～90 s可達(dá)到效果。

輻照殺菌技術(shù)在食品和寵物飼料的加工中的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)有許多研究，并已作為食品和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼料以及寵物飼料加工中允許使用的技術(shù)。劉春泉等[12]研究了飼料輻照殺菌技術(shù)，確定了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與輻照工藝劑量，制定了技術(shù)規(guī)范[13]。結(jié)果表明，無菌動(dòng)物飼料和水生動(dòng)物飼料輻照殺菌的最低有效劑量為25.0 kGy，最高耐受劑量為50.0 kGy；SPF清潔動(dòng)物飼料輻照殺菌的最低有效劑量為10.0 kGy，SPF 動(dòng)物飼料輻照殺菌的最低有效劑量可達(dá)10.0 kGy，最高耐受劑量為25.0 kGy；普通實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼料和寵物飼料輻照殺菌的最低有效劑量為4.0 kGy，最高耐受劑量為10.0 kGy；豬禽水產(chǎn)飼料輻照殺菌的最低有效劑量3.0 kGy，最高耐受劑量為6.0 kGy；輻照對(duì)飼料中水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、總磷、總能量無顯著影響；常溫下貯存，普通實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、寵物飼料及豬禽水產(chǎn)飼料的保質(zhì)期為9 個(gè)月，無菌動(dòng)物飼料、水生動(dòng)物飼料、SPF 動(dòng)物飼料、清潔動(dòng)物飼料的保質(zhì)期為12個(gè)月以上。低于10 kGy 輻照劑量的食品不需做毒性毒理實(shí)驗(yàn)。

劉小芳（2015）[4]對(duì)帶菌飼料樣品進(jìn)行了不同劑量的輻照殺菌試驗(yàn)，結(jié)果表明：經(jīng)5.0 kGy 輻照后三個(gè)樣品的細(xì)菌數(shù)量分別降至1.7×104、5×103、0 CFU/g，滅菌效率分別達(dá)到了99.6%、96.45%、100%；霉菌和大腸菌群的滅菌效果均達(dá)到100%；當(dāng)輻照劑量為10.0 kGy 時(shí)，細(xì)菌滅菌效果均達(dá)到100%。輻照滅菌是降低飼料最終產(chǎn)品的中有害微生物污染的一種有效方法。

5 防控飼料中有害微生物交叉污染的綜合措施

由于許多飼料原料和生物飼料添加劑都帶有有害微生物，這些原料和添加劑在進(jìn)入飼料廠后會(huì)污染飼料廠的立筒倉(cāng)、原料庫(kù)、各種輸送設(shè)備、料倉(cāng)、加工設(shè)備等。因?yàn)槊恳粭l接收、輸送線和設(shè)備會(huì)處理不同的原料和不同批次的產(chǎn)品，交叉污染在所難免。但問題的關(guān)鍵是如何將有害微生物的交叉污染降低到可接受水平。僅依靠單一的措施很難達(dá)到這一要求，必須采取綜合措施[14]。

首先應(yīng)改進(jìn)飼料原料、生物飼料添加劑類接收衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，增加對(duì)有害微生物的限量要求。這方面，我國(guó)新版《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 13078—2017難以滿足要求。飼料企業(yè)應(yīng)根據(jù)最新國(guó)內(nèi)外研究成果和法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)確立新的有害微生物特別是致病微生物的限量指標(biāo)，并實(shí)施檢驗(yàn)，不合格的原料不準(zhǔn)接收入廠；第二，加強(qiáng)對(duì)原料儲(chǔ)藏期間的管理，科學(xué)進(jìn)行庫(kù)位規(guī)劃，合理堆放，一垛一卡，一料一碼，及時(shí)清掃，防止發(fā)生交叉污染和進(jìn)一步的有害微生物生長(zhǎng)、繁殖；第三，采用的設(shè)備應(yīng)符合GB/T 34636—2017 飼料加工設(shè)備交叉污染防控技術(shù)規(guī)范的第5 章的要求[15]；第四，制定并遵守防止微生物交叉污染的工藝設(shè)備、生產(chǎn)操作規(guī)程。GB/T 34636—2017 在第6 章詳細(xì)規(guī)定了相關(guān)內(nèi)容。特別是每班都應(yīng)清掃設(shè)備、料倉(cāng)的殘留死角，清掃脈沖除塵器內(nèi)的粉塵。這些清掃出來的物料應(yīng)單獨(dú)標(biāo)識(shí)存放，回用時(shí)最好經(jīng)殺菌處理；對(duì)于制粒、擠壓膨化等的回機(jī)料也應(yīng)單獨(dú)標(biāo)識(shí)存放，回用前最好進(jìn)行滅菌處理。第五，正確設(shè)定調(diào)質(zhì)溫度、水分、時(shí)間和擠壓膨化、干燥操作參數(shù)，確保將顆粒飼料中的有害微生物進(jìn)行有效殺滅；第六，對(duì)經(jīng)制粒、擠壓膨化的顆粒飼料，從冷卻器至成品包裝整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)注意采取有效措施，防止飼料產(chǎn)品的有害微生物二次污染。第七，正確儲(chǔ)存飼料成品，縮短儲(chǔ)存時(shí)間，減少微生物生長(zhǎng)污染。第八，幫助飼養(yǎng)場(chǎng)建立清潔的飼料產(chǎn)品存放室和料倉(cāng)，防止飼料在飼用前發(fā)生有害微生物污染或霉變，保證飼料產(chǎn)品發(fā)揮應(yīng)有的效果和效益。

飼料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)按農(nóng)業(yè)部《飼料質(zhì)量安全管理規(guī)范》要求，建立健全飼料質(zhì)量安全各項(xiàng)規(guī)章制度，制定與質(zhì)量安全要求相適應(yīng)的各種操作規(guī)程并認(rèn)真執(zhí)行這些規(guī)程。應(yīng)建立以HACCP原理為核心的質(zhì)量安全管理體系[16-17]，明確界定質(zhì)量安全關(guān)鍵控制點(diǎn)，并實(shí)施有效控制，使飼料廠的微生物交叉污染控制在安全的、可接受水平，為動(dòng)物食品安全和人類健康做出自己的貢獻(xiàn)。