“食品質(zhì)量與安全控制”案例教學(xué)
——以美國巴旦木沙門氏菌污染及產(chǎn)業(yè)應(yīng)對為例

王文彬，王靈昭，盤賽昆

（江蘇海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇連云港 222005）

0 引言

“食品質(zhì)量與安全控制”是食品科學(xué)與工程專業(yè)必修課程，涉及食品安全因素、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和體系、食品安全控制措施，對學(xué)生掌握食品工程知識，理解工程師職責(zé)及工程能力培養(yǎng)起到重要的支撐作用。然而，傳統(tǒng)教學(xué)方法多以知識講授為主，分章節(jié)介紹基本概念、影響食品安全的因素、標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)、安全管理體系的相關(guān)知識，具有系統(tǒng)性的優(yōu)點，但從教學(xué)效果來看較為空洞，學(xué)生興趣不高，學(xué)習(xí)記憶性強，不利于學(xué)生的能力培養(yǎng)。因此，亟需新的教學(xué)方法改變教師一言堂的現(xiàn)狀，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

案例教學(xué)最早由蘭德爾在哈佛大學(xué)法學(xué)教育中展開，隨后逐漸應(yīng)用到其醫(yī)學(xué)、商學(xué)的教學(xué)過程中，并逐漸推廣到全世界，時至今日仍是哈佛大學(xué)的特色教學(xué)模式。近年來，案例教學(xué)在食品科學(xué)與工程專業(yè)相關(guān)教學(xué)過程已有應(yīng)用，其主要優(yōu)勢是可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，注重討論、交流，較好地促進(jìn)獨立思考、分析和解決問題的能力[1]。但是，“食品質(zhì)量與安全控制”課程案例教學(xué)的實施面臨著兩大問題。首先，需要有一定數(shù)量的高質(zhì)量食品安全案例支撐課程教學(xué)[2]；其次，對學(xué)生參與度、教師知識儲備要求較高，在課前預(yù)習(xí)和課堂組織方面需要充分準(zhǔn)備、合理引導(dǎo)[3]。從食品安全新案例的角度，以本世紀(jì)初美國巴旦木（Almonds） 沙門氏菌食物中毒事件為案例，以基于科學(xué)溯源和全產(chǎn)業(yè)鏈的HACCP 有效控制為背景，充分挖掘案例信息，為“食品質(zhì)量與安全控制”課程案例教學(xué)提供案例支撐和教學(xué)組織方法。

1 “食品質(zhì)量與安全控制”案例教學(xué)改革和探討

1.1 美國巴旦木產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

美國巴旦木（Almonds） 是扁桃的內(nèi)果核，早期在我國稱為“美國大杏仁”，但巴旦木并非杏仁，實為早期翻譯的誤傳。巴旦木富含維E 等抗氧化活性物質(zhì)，營養(yǎng)價值豐富，口感良好，受到全世界消費者的喜愛。巴旦木適宜地中海型氣候——夏天干燥炎熱，冬天氣溫和多雨，盡管在澳大利亞、我國新疆等地均有種植，但全球80%～85%的巴旦木產(chǎn)量在美國加利福尼亞州，這里理想的氣候加上先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)和灌溉系統(tǒng)使得加州巴旦木成為商業(yè)化種植的典范。巴旦木是加州主要的經(jīng)濟作物和第一大出口農(nóng)產(chǎn)品，30%的產(chǎn)品供應(yīng)美國市場，其余出口全世界90 多個國家，加拿大、中國、歐盟等是其主要市場，出口額已超過30 億美元。

1.2 2000—2004 年北美巴旦木食物中毒事件

2000 年12 月，加拿大安大略?。∣ntario） 衛(wèi)生部門發(fā)現(xiàn)省內(nèi)腸炎沙門氏菌感染病例48 例，比以往4 年同期增加了45%，并于2001 年1 月將4 個月來的分離株提交到腸道致病菌國家實驗室進(jìn)行噬菌體分型。結(jié)果表明，盡管大部分腸炎沙門氏菌噬菌體型是常見的 PT4 和PT13a，但多株菌是PT30，自1992 年來未在加拿大出現(xiàn)。PT30 在2000 年12 月病例中占16% （8/48），而2001 年1 月病例中占 28%（21/73）。2001 年3 月，加拿大新不倫瑞克?。∟ew Brunswick） 和新斯科舍省 （Nova Scotia） 也發(fā)現(xiàn)了該菌引起的病例[4]。加拿大病例總數(shù)為157 例，病例高峰出現(xiàn)在2000 年12 月底的圣誕節(jié)和2001 年4 月中旬的復(fù)活節(jié)。2001 年5 月，美國5 個州也發(fā)現(xiàn)了11例因食用同一家美國生產(chǎn)的未加工天然巴旦木導(dǎo)致的病例，這是首次巴旦木沙門氏菌食物中毒的報道，感染人數(shù)達(dá)到了168 人。

1.3 流行病學(xué)溯源

加拿大各級衛(wèi)生機構(gòu)和食品檢驗局（Canadian Food Inspection Agency） 隨即聯(lián)合進(jìn)行了腸炎沙門氏菌PT30 的流行病學(xué)、實驗室和環(huán)境學(xué)研究。首先，對三省所有確診病例進(jìn)行了問卷調(diào)查，包括攝入食物和環(huán)境暴露歷史。第1 次的常規(guī)食物暴露調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)，第2 次修改的問卷增加了圣誕節(jié)期間所吃的食物（如堅果），發(fā)現(xiàn)了93%（42/45） 患者均回憶在發(fā)病5 d 前食用了由同一家美國加州生產(chǎn)商提供的散裝天然巴旦木，提示可能是污染源。隨后的15 個病例和依據(jù)年齡和鄰居進(jìn)行選擇的對照組調(diào)查證實了這一猜想。2001 年4 月，生產(chǎn)商在加拿大所有零售商中對其生產(chǎn)的原巴旦木（隨后擴大到混合果仁）啟動召回，食品檢驗局向公眾發(fā)出請勿食用的警告，隨后幾周檢測結(jié)果證實來自病例家庭、零售商店、零售商庫房中心的天然或全巴旦木污染了腸炎沙門氏菌PT30。2001 年5 月，生產(chǎn)商也開始了在美國銷售的原巴旦木及混合果仁的召回工作。

為避免類似事件再次發(fā)生，巴旦木沙門氏菌中毒事件后，美國聯(lián)邦和加州健康部門、學(xué)術(shù)界展開了對沙門氏菌污染源和污染機制的研究?；诩幽么蟮恼{(diào)查結(jié)果，溯源的重點集中在以下方面：①加工廠生產(chǎn)線上的產(chǎn)品；②生產(chǎn)過程環(huán)境樣品（棉拭子）；③沙門氏菌陽性的同批巴旦木儲存樣品；④生產(chǎn)商該批巴旦木的銷售記錄；⑤查找生產(chǎn)涉事巴旦木的脫殼生產(chǎn)線；⑥收集并檢查涉事生產(chǎn)商的實驗室記錄和檢測報告；⑦陽性巴旦木的現(xiàn)存位置；⑧檢查加工場所的衛(wèi)生設(shè)施；⑨對所有與沙門氏菌陽性生產(chǎn)線相關(guān)的農(nóng)場和果園都進(jìn)行了調(diào)查，主要關(guān)于種植、采摘和轉(zhuǎn)運慣例，包括水源、肥料、生物固體、噴灑器，以及是否靠近牲畜和養(yǎng)殖場。每個農(nóng)場采集了4 個拖拽式棉拭子（環(huán)境樣品） 并合并為1 個進(jìn)行檢測和溯源。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與加拿大爆發(fā)相關(guān)的2 批巴旦木中的1 批檢出腸炎沙門氏菌PT30，與污染巴旦木相關(guān)的生產(chǎn)線采集的8 個棉拭子樣品中，卸料器和分揀傳送帶檢出了腸炎沙門氏菌PT30。4 個相關(guān)的去殼生產(chǎn)線中，一家生產(chǎn)線中50%的環(huán)境樣品（4/8） 檢出了腸炎沙門氏菌PT30。然而，檢查時這一生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品沒有檢測出沙門氏菌。檢查記錄發(fā)現(xiàn)4 家農(nóng)場（22 個果園） 在2000 年收獲期向這家工廠供應(yīng)了巴旦木，對22 個果園環(huán)境樣品檢測表明45.4%（10/22） 檢測出了腸炎沙門氏菌PT30，1 個樣品檢出了亞利桑那沙門氏菌，集中在3 家農(nóng)場中。然而，農(nóng)場污染沙門氏菌的源頭并未找到，3 家農(nóng)場都否認(rèn)過去5 年中使用過生物肥料，檢查果園土壤也并未發(fā)現(xiàn)施肥跡象，也沒有牲畜或家禽農(nóng)場臨近這3 家農(nóng)場。這3 家農(nóng)場的灌溉用水均來自于加州統(tǒng)一提供的引水渠系統(tǒng)，經(jīng)檢測后未檢出沙門氏菌[5]。

國際、行業(yè)及大學(xué)之間的合作最終發(fā)現(xiàn)加州巴旦木農(nóng)場環(huán)境的微生物污染是產(chǎn)品污染的主要原因。沙門氏菌在食品中的污染較為常見，其中腸炎沙門氏菌是常見血清型。這次溯源的成功一方面歸功于加拿大及時采用了新型的實驗室檢測技術(shù)，在常規(guī)均質(zhì)、增菌、生化反應(yīng)和血清學(xué)分型技術(shù)基礎(chǔ)上，增加了分子生物學(xué)的噬菌體分型和脈沖電場凝膠電泳分型（PFGE），提供了更為具體的菌株身份信息和溯源依據(jù)[5]。流行病專家重視了罕見的噬菌體型PT30這一關(guān)鍵信息，并通過病例訪談識別了共同暴露源，隨后有目標(biāo)的檢測并證實了流行病的最終來源；另一方面，美國也及時進(jìn)行了流行病和環(huán)境溯源，美國州實驗室被要求在巴旦木流行病爆發(fā)期間提交所有腸炎沙門氏菌用于PFGE 分型、噬菌體分型，并與加拿大分離株進(jìn)行比對，分型方法均為等效的標(biāo)準(zhǔn)方法。

1.4 關(guān)鍵生物學(xué)因素識別及其特點分析

加州巴旦木生產(chǎn)過程自動化程度較高，約有40 道程序，簡單來講包括以下過程。每年2—3 月是花期，會由蜜蜂進(jìn)行商業(yè)化授粉；4—7 月是生長期，大部分果園采用微灌系統(tǒng)保證土壤水分；8—10 月是收獲期，提前2 周停止灌溉、曬干土地，采用“搖樹機”在幾秒鐘內(nèi)將96%以上的巴旦木（果莢、果核） 搖落地上并保留10 d 左右，這是為了借助夏天的暴曬將果核水分含量從25%左右降低到5%左右，從而抑制霉菌生長和便于去除外殼和果核。隨后采用機器將果實清掃成行，再收集到拖車，中間采用加壓空氣除去樹葉和部分灰塵；進(jìn)入加工廠后，如水分含量高于10%需要堆放在廣場進(jìn)一步曬干，后續(xù)加工主要經(jīng)過去除樹枝、脫莢、脫殼、破殼、除金屬雜物、人工去殘次品（表皮不全等）、果仁分選（按大?。?、避光保存（0～5 ℃，相對濕度＜65%） 等工序[6]。去除的果莢作為奶牛飼料賣掉，果核則可以作為牲畜飼料、人工制品及能源材料，提高巴旦木產(chǎn)品附加值。

沙門氏菌是全球首要的食源性致病菌，包括眾多血清型，其中最為常見的是鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌，在雞蛋、禽肉、原乳、肉類及芽菜等食品中分布廣泛，在堅果等食品中檢出率和殘留量都較低。沙門氏菌在水分活度（AW） 為0.96 以下時不能生長，而堅果水分活度均在0.70 以下，因此一直未引起重視。然而，在2000 年的巴旦木食品安全事件中，保存于倉庫的同批巴旦木成品、去殼生產(chǎn)線及事發(fā)1 年后的果園中環(huán)境樣品仍然能夠檢出同樣噬菌體型的腸炎沙門氏菌，挑戰(zhàn)了當(dāng)時對于環(huán)境及低水分活度食品中沙門氏菌生存能力的觀念。沙門氏菌通過某種途徑污染了果園環(huán)境，并很可能通過搖樹、晾曬、清掃收集這一特殊的收獲過程污染了沙門氏菌，雖然污染率和殘留濃度極低，但沙門氏菌很低濃度即可引起致病，并且加拿大和美國人均巴旦木消費量大，使用前消費者不會進(jìn)行殺菌，這可能是導(dǎo)致出現(xiàn)巴旦木沙門氏菌中毒事件的原因。盡管上述3 家農(nóng)場生產(chǎn)的巴旦木在2001 年后僅用于巴旦木加工制品的生產(chǎn)，2003—2004 年加拿大和美國又爆發(fā)了來自另一生產(chǎn)商的加州原巴旦木中腸炎沙門氏菌PT 9c 的食物中毒事件[7]。自此，低水分活度食品（如各種堅果） 及其產(chǎn)品中致病菌特別是沙門氏菌的污染、生存規(guī)律和機制引發(fā)了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。近年來的研究表明，原巴旦木表面殘留的沙門氏菌盡管濃度在儲存期會降到低水平，但具有較強的抗逆性，生存能力強，特別是在低溫和冷凍環(huán)境下，其數(shù)量在一年內(nèi)不會減少；并且在大多數(shù)的人工污染巴旦木和殺菌研究中，沙門氏菌的減少并非100%，這可能與堅果表面蛋白和脂肪為其提供了保護層有關(guān)[8]。

1.5 2007 年加州巴旦木行業(yè)執(zhí)行沙門氏菌的控制措施及效果

通過行業(yè)、管理部門、學(xué)術(shù)界的共同參與，加州巴旦木行業(yè)協(xié)會在2007 年出臺了巴旦木種植的良好農(nóng)業(yè)操作規(guī)范（GAP）、堅果安全加工行業(yè)手冊，對收獲、轉(zhuǎn)運、去殼、加工進(jìn)行指導(dǎo)。對于種植者，禁止在巴旦木及類似生產(chǎn)、收獲方式的作物中使用未腐熟的糞肥、生物固體、一級污水、二級未殺菌的污水，或者未處理的乳制品傾倒湖水。加州巴旦木加工廠必須提供管理職責(zé)文件，食品安全計劃（包括過程驗證、隔離衛(wèi)生區(qū)域評估和環(huán)境監(jiān)測）、過敏原控制、其他預(yù)防性控制，以及設(shè)備設(shè)計原則。具體措施中最為關(guān)鍵的變化是所有加州巴旦木出廠前必須經(jīng)過殺菌工藝，殺菌程序可以自由選擇，但需經(jīng)過驗證能夠使得沙門氏菌達(dá)到5 個對數(shù)以上的降低。同時，由于很難在不破壞巴旦木質(zhì)量的前提下，完全避免致病菌風(fēng)險，產(chǎn)業(yè)強調(diào)全產(chǎn)業(yè)鏈避免微生物污染。并且提供了緊急研究基金用于支持巴旦木果園中腸炎沙門氏菌潛在來源，以及用于巴旦木產(chǎn)品可靠殺菌方法的研究項目。2007 年后加州巴旦木產(chǎn)品未出現(xiàn)沙門氏菌污染導(dǎo)致的食品安全事件，較好地保證了加州巴旦木的質(zhì)量和出口貿(mào)易增長。

1.6 案例教學(xué)的組織方法

該案例教學(xué)主要用于食品安全影響因素——生物學(xué)因素、物理因素、環(huán)境因素，以及良好操作規(guī)范、衛(wèi)生操作程序、HACCP 等內(nèi)容的教學(xué)。教學(xué)可將案例分為5 個主題：主題1，加州農(nóng)業(yè)技術(shù)及巴旦木產(chǎn)業(yè)情況介紹，包括商業(yè)化的條件、與新疆巴旦木產(chǎn)業(yè)的對比、種植收獲及加工程序；主題2，2000 年加拿大及美國巴旦木食物中毒事件及溯源過程，注意故事完整性和溯源過程的嚴(yán)謹(jǐn)性、溯源方法的介紹，血清型和噬菌體型的區(qū)別；主題3，美國2001 年進(jìn)行的中毒事件溯源及環(huán)境樣品溯源過程及發(fā)現(xiàn)，注意溯源的范圍和嚴(yán)謹(jǐn)性；主題4，沙門氏菌生物學(xué)特點、致病性及在巴旦木等低活度食品中生存規(guī)律、抗逆性的原因；主題5，加州巴旦木行業(yè)采取的應(yīng)對措施及效果，包括行業(yè)指導(dǎo)規(guī)范、具體內(nèi)容和關(guān)鍵控制點。第一，該課堂前1～2 周通過班級學(xué)生自由結(jié)合分為5 組，將案例中英文基本信息和部分參考文獻(xiàn)及資料發(fā)給各小組，每組均應(yīng)對案例全過程有基本了解，但每組重點展示其中1 個主題。第二，準(zhǔn)備、預(yù)習(xí)、教師互動。小組對課堂內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，搜集案例資料和討論、匯總，準(zhǔn)備小組PPT 和問題，中間可通過雨課堂與教師進(jìn)行互動。第三，課堂小組討論。各小組進(jìn)行集體展示、演繹，其他組學(xué)生及教師進(jìn)行提問，小組成員進(jìn)行答疑。第四，教師進(jìn)行總結(jié)和補充。第五，通過雨課堂進(jìn)行問卷調(diào)查和教學(xué)反饋，改進(jìn)教學(xué)過程。

2 結(jié)語

高質(zhì)量的案例素材是“食品質(zhì)量與安全控制”課程案例教學(xué)的重要前提條件，新案例的收集整理及合理的教學(xué)組織過程和改進(jìn)是案例教學(xué)改革的主要內(nèi)容。2000—2004 年的美國加州“巴旦木沙門氏菌污染”事件是行業(yè)及時發(fā)現(xiàn)、應(yīng)對和控制生物性危害并取得成功的典型案例，充分反映了食品安全風(fēng)險監(jiān)測、科學(xué)溯源的作用，食源性致病菌對堅果等低水分活度食品安全性的影響，種植、收獲、加工全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行良好操作規(guī)范和關(guān)鍵點控制的重要性。通過課前分組學(xué)習(xí)、研究，課堂進(jìn)行主題展示和提問討論，教師進(jìn)行總結(jié)和補充，課后進(jìn)行教學(xué)反饋，對學(xué)生設(shè)計、開發(fā)解決方案、工程與社會、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展及職業(yè)規(guī)范等能力的達(dá)成均有較好的支撐作用。