即食熟肉制品中主要致病菌的半定量风险评估

2014-10-25 08:40翟明爽王李伟
微生物学杂志 2014年2期
关键词:单增芽胞食源性

翟明爽,徐 斐*,曹 慧,王 颖,李 洁,王李伟

(1.上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200092;2.上海市食品药品监督所,上海 200233)

即食熟肉制品(Deli Meats)是一类无需加热处理便可在出售地点食用的食品,主要包括酱卤肉、熏烧烤肉、肉干、熏煮香肠火腿、发酵肉、熟制腌腊制品等。即食熟肉制品因其具有方便快捷的优点,已成为我国居民喜爱的一类食品。然而在制作和销售过程中,由于环境卫生、加工工艺、贮藏及销售条件等的影响,即食熟肉制品极易被食源性致病菌污染[1],使其成为我国食源性疾病暴发的主要食品种类之一。2012年ICMSF-中国食品安全国际研讨会中也指出,我国平均每6.5人中有1人次罹患食源性疾病[2]。因而通过微生物安全风险评估,识别对风险具有显著影响的敏感因子,有利于制定适合即食熟肉制品的管理措施,以降低食源性疾病的发生。1999年,国际食品卫生法典委员会(CCFH)委托微生物风险评估联合专家委员会(JEMRA)完成了对即食发酵肉制品的风险评估[3]。此后,多个国家开展了相关研究,目前已完成牛肉汉堡[4]、即食香肠[5]、烧烤猪肉[6]等多种即食熟肉制品的风险评估。2004年以来,我国借鉴美国FDA的评估流程,进行了一系列食品中致病菌的风险评估[7-9],但对即食熟肉制品的研究较少。而且,已有的风险评估绝大部分是针对单一食品中的优势致病菌而进行的,即食熟肉制品根据原料来源和加工工艺的不同还可细分为多个品种,它们各自所含风险源的种类、数量和危害程度也各不相同,因而在进行定量风险评估之前,采用半定量风险评估的方法筛选出优先进行定量风险评估的即食熟肉制品-致病菌组合,对于简化风险评估过程有着重要的意义。基于此,本研究拟对即食熟肉制品中的主要致病菌进行半定量风险评估,根据风险排序的结果,确定需要优先进行安全风险评估的食品-致病菌组合。

1 材料与方法

1.1 数据来源

致病菌的危害识别和危害特征描述主要查阅国内外相关流行病学的文献、报告和专著;暴露评估中的人口数据参考国家统计局关于第六次全国人口普查的结果,消费数据来自膳食调查等资料,致病菌检测数据根据疾病预防控制中心和食品药品监督管理局的监测报告。

1.2 评估方法

本研究采用澳大利亚Hobart大学 Ross和Sumner[10]共同研发的应用于致病菌半定量风险评估的软件—Risk Ranger软件,按照CAC推荐的致病菌风险评估步骤,对即食熟肉制品中主要污染的致病菌进行风险评估和排序。Risk Ranger软件基于Microsoft Excel电子表格设计11个问题,包含了风险评估的4个步骤,根据用户选择软件提供选项的或者手工输入确定的数值,经过标准化的数学计算和逻辑判断,将得出相应的风险评分、每人每天的患病概率以及人群中每年患病人数。其中,风险评分值的范围是0~100,0代表无风险,即风险可能性≤每100年每千亿人口中发生一例轻微的腹泻病例(此处认为地球上的人口<千亿);100代表最极端的恶劣情形,即人群中每人每餐中含有致死的剂量。

2 结果与分析

2.1 危害识别

近5年即食熟肉制品中的致病菌检测结果如表1所示。

表1 近5年即食熟肉制品中致病菌检出情况Table 1 The detection rate of food-borne pathogen in deli meats in the last five years

可见,上海市即食熟肉制品中的致病菌主要为金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、蜡样芽胞杆菌及沙门氏菌,大肠埃希菌O157∶H7、大肠埃希菌O104∶H4、志贺氏菌等没有检出。据此,对4种常检出致病菌进行进一步危害识别。

金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)属于微球菌科葡萄球菌属,革兰阳性球菌,需氧或兼性厌氧,可在4~46℃的温度下生长,耐受10% ~20%的盐浓度,Aw<0.86时不能生长。部分菌株可在不同的食品基质上产生致病性肠毒素,主要有A~E等5种,均耐热,其中A型毒素在100℃经2 h可以灭活,B、C、D、E型需要在218~248℃油中30 min处理才能完全消除毒性。A型肠毒素毒力较强,摄入 1 μg即可引起中毒[11]。金黄色葡萄球菌对所有人群普遍易感,引起的食源性疾病病程较短,通常持续1~2 d,属于轻微危害(Q1)。发病季节多见于春夏季,中毒食品种类很多,包括肉、蛋、鱼、谷物制品、乳制品等。

单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)属于李斯特氏菌属(Listeria spp.),革兰阳性小球杆菌,需氧或兼性厌氧,耐低温,耐盐能力强,70℃下可耐受5 min。已发现的13种血清型均具有致病性,主要有 1/2a(15% ~25%)、1/2b(10% ~35%)、1/2c(0% ~4%)、3(1% ~2%)、4b(37%~64%)以及4非b(0% ~6%),其中4b型对孕妇有较高的发病率,1/2b型主要危害非孕期的易感人群[12]。李斯特菌病根据临床症状可分为非侵袭性和侵袭性2种,前者也称发烧性李斯特菌胃肠炎,后者是指单增李斯特菌最初对肠的侵染导致了身体其他无菌部位的感染,主要临床表现是败血症和脑膜炎,病例死亡率高达20% ~40%[13],属于中度危害(Q1)。FAO/WHO 的评估报告显示,总人群中15% ~20%的比例为易感人群,易感人群患者占所有李斯特氏菌病的80% ~98%,且以老年人群为主[14]。该菌可存在于肉类产品、乳制品、蔬菜、沙拉及海产品等多种日常食物中,以即食食品最为常见。

沙门氏菌(Salmonella)是一类杆状、无芽胞的革兰阴性菌,大多周身鞭毛,较耐干燥和低温,对紫外线和热源敏感。食品中检出的沙门氏菌99.8%以上属于肠炎沙门氏菌[15]。肠炎沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和猪霍乱沙门氏菌等多种血清型都能产生不耐热的肠毒素,并通过淋巴管和毛细血管入侵深层组织。通常症状为急性肠炎,属于中度危害(Q1)。沙门氏菌通常由食品或水中摄入,容易污染动物性食品,特别是肉类、蛋类。

蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus),是一种兼性厌氧菌,主要以孢子状态广泛存在于自然界和食品中。菌体的最适生长温度为28~35℃,4℃以下或48℃以上不能生长,65~70℃易失活,可耐受7.5%的盐浓度,Aw<0.93时不能生长。蜡样芽胞杆菌的芽胞比菌体细胞更容易感染胃肠道,而80~85℃水浴5~10 min可以刺激芽胞萌发。蜡样芽胞杆菌产生2种肠毒素:①腹泻毒素,几乎可以由所有蜡样芽胞杆菌产生,不耐热,45℃ 30 min或56℃ 5 min即可失活,并易被消化酶分解,主要症状为腹痛和水样腹泻,潜伏期约10~16 h;②呕吐毒素,仅在米饭中生成,耐热性强,对胃蛋白酶、胰蛋白酶均不敏感,主要症状为呕吐,潜伏期为1~6 h。该菌对所有人群普遍易感,引起的食源性疾病病程短,通常持续1 d,属于轻微危害(Q1)。

2.2 危害特征描述

2.2.1 金黄色葡萄球菌 Rose[16]和 Haas[17]等对278名志愿者进行皮下注射金黄色葡萄球菌,以感染率作为反应终点建立剂量反应模型,结果显示指数模型的拟合度较好,其 ID50为9.08×106。FDA研究调查结果表示食物中金黄色葡萄球菌肠毒素含量只要略低于1.0 μg即可引起食物中毒,而菌体含量达到105cfu/g即可达到上述毒素量。故本研究采用该菌体浓度作为中毒阈值。

2.2.2 单增李斯特菌 2004年,FDA/FSIS采用Golnazarian等[18]的动物实验数据拟合单增李斯特菌的剂量反应关系,表明指数模型要优于Beta-Poisson模型和Weibull模型,且在模拟严重的李斯特菌病例上具有适宜性、简易性,并在推断低剂量影响时具有良好的线性特征,同时得出单增李斯特菌对健康成年人(80%)和高风险人群(20%)的ID50分别是108CFU和106CFU。鉴于此次研究对象为所有人群,故选择单增李斯特菌的 ID50值为106CFU。

2.2.3 沙门氏菌 不同沙门氏菌菌株的毒力差异较大。目前,已被用来模拟沙门氏菌剂量-反应关系的模型有 β-Poisson 模型[17]、指数模型[16]及Weibull-γ模型(加拿大卫生部,2000)等。FAO于2002年将沙门氏菌实际暴发的数据拟合进β-Poisson模型,并运用极大似然技术,以使所生成的曲线能最好地与实际数据相符合。同时,为了使剂量反应模型适合不确定的暴发数据,对数据做了重新取样获得一套新的数据集(见图1),结果显示ID50约为105CFU。

图1 沙门氏菌的剂量反应曲线Fig.1 Dose-response relationship of Salmonella

2.2.4 蜡样芽胞杆菌 大量食物中毒事件[19]显示,蜡样芽胞杆菌没有特定的受众人群,其剂量反应模型不区分易感人群和非易感人群。1997年Granum[20]提出蜡样芽胞杆菌感染量为 1.0×105~ 1.0 × 108cfu/g;Wijnands[21]和 Ceuppens[22]等的研究表明,浓度约105cfu/g的菌体将会产生一定量的芽胞;欧盟大多数国家在食品保质期中将1.0×104~1.0×105cfu/g作为容许限值[23]。综上可将1.0×105cfu/g作为风险阈值。

2.3 暴露评估

2.3.1 即食熟肉制品中致病菌的污染分析 对近5年生肉原料及即食熟肉制品中致病菌的污染数据[24]进行了分析。结果如表2所示。

表2 生肉原料与散装熟肉制品中的致病菌检出率(Q6、Q8)Table 2 The detection rate of food-borne pathogen in raw meat and deli meats(Q6,Q8)

其中,金黄色葡萄球菌以肠毒素是否检出作为判断阳性的标准。由表2可见,生肉原料中单增李斯特菌的检出率较高,即食熟肉制品中金黄色葡萄球菌检出率较高。虽然在经熟化烹制后各类致病菌的检出率都有不同程度的降低,但即食熟肉制品可通过生熟产品接触、切割工具的交叉污染导致沾染致病菌,由于阳性样品率≤1,故本研究以检测方法对于致病菌的检出限作为该菌的平均污染水平。根据危害特征描述中各种致病菌的ID50,计算引起感染的致病菌增加量(见表3)。

表3 引起感染的致病菌增加量(Q10)Table 3 How much increase is required to reach an infectious(Q10)

2.3.2 即食熟肉制品的消费量 第四届世界猪肉大会指出,2010年我国肉类的人均占有量将达到65 kg;李同斌等[25]的调查表明,我国即食熟肉制品消费量较低,约占肉类总消费量的6%;夏冬艳[26]于2002年对上海市静安区200名调查对象进行了24 h饮食回顾调查,表明即食熟肉制品的每日人均摄入量为104.7 g;综合以上数据,确定消费者对即食熟肉制品的消费频率为1餐次/9.8 d(Q3)。根据第六次全国人口普查的结果,本研究的评估对象为2301.91万人(Q5)。

2.3.3 即食熟肉制品的供应链各环节对致病菌污染的影响 ①加工过程的影响:熟肉制品加工过程中对致病菌影响最大的环节是加热熟制。在烹饪的过程中,肉制品的中心温度一般为68~90℃,且维持30 min以上。由于单增李斯特菌、沙门氏菌都不耐热且不产生耐热的芽胞和毒素,当温度和时间达到上述范围后,在99%的情况下可以杀死这2种致病菌;蜡样芽胞杆菌在肉制品中产生的肠毒素为不耐热的腹泻毒素和耐热芽胞,二者在熟化过程中均可失活;金黄色葡萄球菌可产生耐热的肠毒素,在正常条件下可以杀灭菌体,但无法破坏肠毒素,因此认为加工过程对消灭危害无效(Q7)。②后期加工控制系统的有效性:我国散装熟肉制品的经营模式是以工厂加工或家庭式、小作坊为主,卫生情况不佳,在加工后期基本没有控制微生物污染的措施,且大多数的从业人员没有接受过系统培训(Q9)。

2.3.4 食用前的准备 由于本研究主要针对即食熟肉制品,在食用前无需经过再次加热、消毒等手段即可食用,所以认为食用前的准备对病原菌危害没有影响(Q11)。

2.4 风险特征描述

根据以上分析内容,采用Risk Ranger软件对即食熟肉制品中的主要致病菌进行半定量风险评估,根据风险值,对危害进行排序。软件输入值及评估结果见表4。

表4 Risk Ranger软件输入值及评估结果Table 4 Risk ranking and Risk estimate

Risk Ranger软件将风险评分值分成3个等级:<32为低风险,32~48为中度风险,>48为高度风险。由表4可见,在本次的几种致病菌/即食熟肉制品的组合均属于中度风险,这与本地良好的食品卫生现状相符。其中,单增李斯特菌的风险评分值最高。故有必要针对即食熟肉制品采取措施,以降低单增李斯特菌的风险评分值。

2.5 改进措施及结果预测

2.5.1 加工后期的控制 在该过程中,主要影响即食熟肉制品中微生物水平的因素是贮藏温度和时间。低温冷藏存放可延长微生物生长的迟滞期、降低生长速率,从而减轻致病菌感染风险。因此烹饪完成后应将食品在卫生的环境中充分冷却,使中心温度降至8℃以下,配备紫外灯杀菌装置以减少交叉污染,并贮藏于4℃下,以控制单增李斯特菌的生长。但有研究表明,紫外照射会加速脂肪氧化[27],贮藏过程不宜超过48 h。由表5可见,经过改进后的风险评估值减少,预计人群中每年患病人数降低70%。

2.5.2 食用前的准备 消费者在食用前对熟肉制品进行加热烹调可有效杀灭单增李斯特菌。但市售即食熟肉制品口感鲜嫩,长时间加热会影响其风味。通常采用微波快速加热,设置为中火加热2 min,而该方法从食物内部升温,容易受污染的表面反而温度不高(<75℃),故这一过程相当于轻微加热。由表5可见,经过改进后预计人群中每年患病的人数降低50%,若2种措施联合实施,可降低85%。

表5 食用前进行不同程度的加热处理后的风险评分Table 5 Risk grade the food after different levels of heat treatment

2.6 不确定性分析

在Q3消费频率的问题中,由于缺乏国内即食熟肉制品消费量的直接数据,故本研究根据相关会议报告和居民膳食调查,对即食熟肉制品的消费频率进行估算,这可能是造成不确定性的因素之一。

Q10引起感染的增加量,需要致病菌的初始污染水平和ID50来计算,由于相关数据的缺乏,本评估采用致病菌对应的检测方法的检出限代替初始污染水平。而该问题的输入值每改变10倍,风险评分相差6,因此该问题可能是造成评估不确定性的重要因素。

3 讨论

Risk Ranger软件作为一种半定量评估工具,可帮助使用者在缺乏足够定量数据的情况下,通过对产品、致病菌和污染途径的定性、半定量描述,获得相应的风险评分值并进行风险排序,以确定需要优先评估的食品-致病菌组合。

本研究使用Risk Ranger软件对即食熟肉制品中主要致病菌进行半定量风险评估,结果显示,几种致病菌/即食熟肉制品的组合均属于中度风险,且单增李斯特菌的风险较高,故有必要针对即食熟肉制品-单增李斯特菌开展定量风险评估,以采取相应措施减少食源性疾病的发生。近年来,单增李斯特菌在即食熟肉制品中的检出率呈增加的趋势,由该菌导致的食源性疾病具有较高的发病率和致死率。1998年WHO统计结果显示,由于摄入单增李斯特菌导致食源性疾病的每百万人口患病人数为 0.2 ~8.3 人[28];美国的流行病学资料显示,1996年至2000年间,单增李斯特菌在美国的最高流行率为6/100万。本研究预测结果为5.1/100万,与以上数据基本吻合。通过对即食熟肉制品加工后期的有效控制及食用前轻微加热处理,可有效降低单增李斯特菌的风险水平。

[1]孙翠焕,王艳华,朱万芹,等.肉制品腐败变质原因分析[J].微生物学杂志,2011,31(3):106-109.

[2]中国食品科学技术学会秘书处.中国的食品安全应高度关注微生物引起的食源性疾病[J].食品与机械,2012,28(6):2-3.

[3]McLauchlin J,Mitchell RT,Smerdon WJ,et al.Listeria monocytogenes and listeriosis:a review of hazard characterisation for use in microbiological risk assessment of foods[J].J Food Microbiol,2004,92(1):15-33.

[4]Cassin M H,Lammerding A M,Todd E C D,et al.Quantitative risk assessment for Escherichia coli O157:H7 in ground beef hamburgers[J].J Food Microbiol,1998,41(1):21-44.

[5]Sumner J,Ross T,Jenson I,et al.A risk microbiological profile of the Australian red meat industry:Risk ratings of hazardproduct pairings[J].J Food Microbiol,2005,105(2):221-232.

[6]Sofos J N,Geornaras I.Overview of current meat hygiene and safety risks and summary of recent studies on biofilms,and control of Escherichia coli O157∶H7 in nonintact,and Listeria monocytogenes in ready-to-eat,meat products[J].J Meat Science,2010,86(1):2-14.

[7]赵志晶,刘秀梅.中国带壳鸡蛋中沙门氏菌定量危险性评估的初步研究—Ⅱ.危害特征的描述与危险性特征的描述[J].中国食品卫生杂志,2004,16(4):295-300.

[8]陈艳,刘秀梅.福建省零售生食牡蛎中副溶血性弧菌的定量危险性评估[J].中国食品卫生杂志,2006,18(2):103-108.

[9]骆旋.上海市鲜猪肉中金黄色葡萄球菌定量风险评估[D].复旦大学,2010.

[10]Ross T,Sumner J.A simple,spreadsheet-based,food safety risk assessment tool[J].J Food Microbiol,2002,77(1-2):39-53.

[11]潘志忠,魏东,藏丽,等.金黄色葡萄球菌荚膜多糖研究进展[J].微生物学杂志,2006,26(6):93-96.

[12]Jamali H,Radmehr B,Thong KL.Prevalence,characterisation,and antimicrobial resistance of Listeria species and Listeria monocytogenes isolates from raw milk in farm bulk tanks[J].J Food Control,2013,34(1):121-125.

[13]Farber J M,Peterkin P I.Listeria monocytogenes,a foodborne pathogen[J].J Microbiological reviews,1991,55(3):476-511.

[14]Todd E C D,Notermans S.Surveillance of listeriosis and its causative pathogen,Listeria monocytogenes[J].J Food Control,2011,22(9):1484-1490.

[15]Forsythe,Stephen J[M].The Microbiology of Safe Food,2013.

[16]Rose J B,Dickson L J,Farrah S R,et al.Removal of pathogenic and indicator microorganisms by a full-scale water reclamation facility[J].J Water Research,1996,30(11):2785-2797.

[17]Haas C N.Estimation of risk due to low doses of microrganisms:A comparsion of alternative methodologies[M].1983.

[18]Golnazarian C A,Donnelly C W,Pintauro S J,et al.Comparison of infectious dose of Listeria monocytogenes F5817 as determined for normal versus compromised C57B1/6J mice[J].J Journal of Clinical Microbiology,12/1991,29(11):2606-2608.

[19]郭玉梅,秦丽云,徐保红,等.2003至2012年石家庄地区细菌性食物中毒病原菌特征研究[J].微生物学杂志,2013,33(5):73-77.

[20]Te Giffel M C,Beumer R R,Granum P E,et al.Isolation and characterisation of Bacillus cereus from pasteurised milk in household refrigerators in the Netherlands[J].J Food Microbiol,1997,3(3):307-318.

[21]Wijnands L M,Pielaat A,Dufrenne J B,et al.Modelling the number of viable vegetative cells of Bacillus cereus passing through the stomach[J].J Journal Of Applied Microbiology,2009,106(1):258-267.

[22]Ceuppens S,Uyttendaele M,Drieskens K,et al.Survival of Bacillus cereus Vegetative Cells and Spores during In Vitro Simulation of Gastric Passage[J].J Journal of Food Protection,2012,75(4):690-694.

[23]Notermans S,Batt C A.A risk assessment approach for foodborne Bacillus cereus and its toxins[J].J Journal of Applied Microbiology,1998,84:51S-61S.

[24]郑雷军,王颖,彭少杰,等.2010年上海市市售食品中食源性致病菌监测结果分析[J].中国食品卫生杂志,2012,(03):264-267.

[25]李同斌.中国肉类加工业的发展机遇和挑战[J].食品科技,2005,(6):8-10.

[26]夏冬艳.中国南方地区膳食结构与代谢异常疾病关系的初步研究[D].中国协和医科大学,2004.

[27]Loretz M,Stephan R,Zweifel C.Antibacterial activity of decontamination treatments for pig carcasses[J].Food Control,2011,22(8):1121-1125.

[28]蔡威,邵玉芬.现代营养学[M].上海:复旦大学出版社,2010.

猜你喜欢
单增芽胞食源性
冰箱囤货要警惕这个“捣蛋分子”
秋冬季高发食源性疾病的危害与预防
单细胞分析研究二氧化氯对杀蚊细菌球形赖氨酸芽胞杆菌芽胞的影响
冰箱里的“杀手”
论食品安全与食源性疾病的控制
夏季食品安全头号杀手——食源性疾病
一种简单高效的芽胞纯化方法及其效果评价
高压热杀菌技术灭活细菌芽胞机理研究进展
速冻面点车间单增李斯特氏菌分布状况及污染来源
基于PasteurMLST网站分析中国单增李斯特菌克隆复合体的多样性