生乳中金黃色葡萄球菌污染快速微生物風(fēng)險評估研究

何 源 王 紅 王文斟 陳京蓉

（重慶市疾病預(yù)防控制中心，四川重慶 400042）

金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus） 廣泛存在于自然界中，易被其污染的食品主要有奶、肉、蛋、魚及其制品，是威脅人類健康的常見食源性致病菌。尤其是生乳非常容易受乳牛乳腺炎、操作人員、加工環(huán)境、器皿所帶的金黃色葡萄球菌的污染。據(jù)統(tǒng)計有50%～75%的金黃色葡萄球菌菌株在合適條件下能產(chǎn)生腸毒素，而腸毒素在高溫、低pH 值等可輕易殺死金黃色葡萄球菌的環(huán)境下具有很強(qiáng)的耐受性。故金黃色葡萄球菌極易在加工過程中污染食品，通過產(chǎn)生熱穩(wěn)定腸毒素引起人體疾病。2017 年全國各省份通過國家突發(fā)公共衛(wèi)生事件報告管理信息系統(tǒng)報告的食物中毒事件中，金黃色葡萄球菌是最主要的致病因素之一。在美國，每年由于乳制品污染致病性微生物導(dǎo)致食物中毒事件大約有6 561 951 例，其中7 464 人住院，121 例死亡。2000 年，日本發(fā)生一起由金黃色葡萄球菌污染乳制品引起的食物中毒事件，有13 420 人中毒。2014 年，廣東佛山某中學(xué)食堂，發(fā)生一起因食用牛奶導(dǎo)致金黃色葡萄球菌毒事件，20 多名學(xué)生中毒。2013 年—2016 年，新疆發(fā)生多起由乳制品中金黃色葡萄球菌引起的食物中毒事件。國內(nèi)外對生乳進(jìn)行微生物污染監(jiān)測結(jié)果顯示，美國加州戴維斯大學(xué)在51 963 份生乳樣品中檢出金黃色葡萄球菌陽性13 157 份，陽性率為25.3%，與我市2012 年生乳金黃色葡萄球菌檢出率24.67%較為接近。而上海市2008 年—2009 年和黑龍江省2007 年—2009 年生乳中金黃色葡萄球菌的污染率則高達(dá)72%和83.5%。

近年來隨著人們對乳及乳制品的消費需求越來越高，乳及乳制品安全問題已成為社會關(guān)注的熱點。目前雖然已經(jīng)建立了覆蓋全市的食品安全風(fēng)險監(jiān)測網(wǎng)，但對數(shù)據(jù)的應(yīng)用和深入挖掘還缺乏行之有效的方法和技術(shù)，亟需加強(qiáng)在微生物監(jiān)測與風(fēng)險評估領(lǐng)域的研究，建立快速實用的微生物風(fēng)險評估方法和技術(shù)體制，對監(jiān)管者及時掌握風(fēng)險、作出判斷并制定應(yīng)對措施意義重大。因此，對生乳中金黃色葡萄球菌開展風(fēng)險評估研究十分必要。

自2009 年以來，依據(jù)食品安全法開展的風(fēng)險評估工作及其結(jié)果已在我國食品安全管理中發(fā)揮重要作用，有效提升我國食品安全管理決策的科學(xué)化水平。經(jīng)典的微生物定量風(fēng)險評估（Quantitative Microbiological Risk Assessment,QMRA） 是對某種致病微生物從農(nóng)場到餐桌整個食物鏈過程中的動態(tài)變化進(jìn)行精確的模型研究，計算獲得估計的人群感染和發(fā)病例數(shù)。QMRA 研究對模型構(gòu)建的要求較高，需要大量的建模專家，分析過程耗時、成本高。荷蘭國家公共衛(wèi)生與環(huán)境研究院2010 年研發(fā)的快速微生物定量風(fēng)險評估工具-sQMRA，對數(shù)據(jù)需求量少、模型簡單、計算迅速，在應(yīng)急風(fēng)險評估中有很好的應(yīng)用價值。本研究采用sQMRA 工具，對重慶市生乳污染金黃色葡萄球菌情況進(jìn)行快速風(fēng)險評估，為風(fēng)險管理及進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

1 研究方法

按照快速微生物定量風(fēng)險評估（sQMRA） 方法，首先定義本次研究的內(nèi)容，包括：①病原微生物種類：金黃色葡萄球菌；②食物類別：生乳；③人群樣本量：3 101.79 萬（根據(jù)2018 年重慶市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報）；④研究人群界定：重慶市常住人口；⑤食物消費時間：1 年。

sQMRA 評估參數(shù)及數(shù)據(jù)來源如下。

1.1 消耗食物份數(shù)（N） 及每份食物平均質(zhì)量（M）

根據(jù)《中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測2010年—2013 年綜合報告》，我國城鄉(xiāng)居民平均每日奶類及其制品的攝入量為24.7 g。中國居民膳食指南推薦兒童少年及成人每日乳類攝入量為300 g，每日1.5 份，參照該推薦量，將200 g（300/1.5） 作為每份食物的平均質(zhì)量。推算一年之中重慶市居民消費的生乳份數(shù)為1.410 9 份（3 101.79×104×365×24.7/200）。

1.2 零售環(huán)節(jié)食物中金黃色葡萄球菌的污染率（Sr/+）

生乳一般不直接食用，巴氏殺菌等加工手段可以殺滅一定量金黃色葡萄球菌，而耐熱的腸毒素不被破壞。因此，生乳中的金黃色葡萄球菌污染風(fēng)險通過加工不能完全清除。國際上一般認(rèn)為金黃色葡萄球菌≥105CFU/g 就會產(chǎn)生足夠引起人體中毒的腸毒素，本研究中，零售環(huán)節(jié)乳及乳制品中金黃色葡萄球菌的污染率采用生乳中金黃色葡萄球菌≥105CFU/g 的污染率進(jìn)行風(fēng)險評估。

2012 年對重慶市生乳中金黃色葡萄球菌污染狀況的調(diào)查結(jié)果顯示，來自收奶站、養(yǎng)殖場及奶養(yǎng)殖戶的生乳樣本金黃色葡萄球菌污染率分別是32.86%、18.57%、10.00%，其中≥105CFU/g 的金黃色葡萄球菌污染率為0.67%。

1.3 被污染食物中金黃色葡萄球菌的菌落平均數(shù)(Cr/+)

根據(jù)重慶市生乳微生物風(fēng)險監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，生乳金黃色葡萄球菌檢出樣品的計數(shù)結(jié)果范圍為＜10～110 000 CFU/g，中位數(shù)為10 CFU/g，故采取10 CFU/g 作為金黃色葡萄球菌平均污染水平。

1.4 發(fā)生交叉污染的食物百分比（Scc/r）

根據(jù)馬冠生對奶及奶制品消費的分析研究，奶及奶制品各類的食用量分別是：鮮奶20.6 g/人日、奶粉0.8 g/人/日、奶酪0.7 g/人/日、酸奶4.2 g/人/日，奶粉占奶及奶制品日人均消耗量的3.04%。鮮奶、奶酪、酸奶都是即食的包裝制品，不考慮交叉污染問題，因此有3.04%的乳及乳制品有可能發(fā)生交叉污染。

1.5 致病菌從食物進(jìn)入環(huán)境及消化系統(tǒng)的菌落數(shù)百分比

若缺乏從食物進(jìn)入環(huán)境、又從環(huán)境進(jìn)入消化系統(tǒng)的菌落數(shù)百分比數(shù)據(jù)，Evers 推測每份食物中的致病菌有1%會污染到環(huán)境，環(huán)境污染的致病菌有1%進(jìn)入消化系統(tǒng)。

1.6 食物被徹底加熱、未徹底加熱、未處理份數(shù)的構(gòu)成比（Spry/cc）

不同品牌奶粉對沖調(diào)溫度要求不一，與其產(chǎn)品工藝有關(guān)。市面上目前能找到的產(chǎn)品，沖調(diào)溫度在37 ℃～70 ℃之間，因此將奶粉類食品作為未徹底加熱類食品。鮮奶、奶酪、酸奶食用前不需要處理，作為未處理食品。因此，食物被徹底加熱、未徹底加熱、未處理份數(shù)的構(gòu)成比為0%、3.04%、96.96%。

1.7 食物烹飪后殘存的菌落數(shù)百分比（Fpry）

金黃色葡萄球菌生長溫度范圍在7 ℃～48 ℃，最佳范圍35 ℃～40 ℃，徹底加熱將殺滅食物中金黃色葡萄球菌。因此，假設(shè)徹底加熱的食品中金黃色葡萄球菌全部被殺滅，金黃色葡萄球菌殘存百分比為0%；假設(shè)未經(jīng)處理的食品中金黃色葡萄球菌的數(shù)量沒有變化，則未加熱食物中金黃色葡萄球菌殘存百分比為100%；假設(shè)未徹底加熱食品中，金黃色葡萄球菌殘存的百分比為10%。

1.8 暴露人群中有一半被感染（ID50） 時的菌落平均數(shù)

目前尚未有研究確定金黃色葡萄球菌感染的劑量—反應(yīng)關(guān)系，許多已發(fā)表的研究認(rèn)為105CFU/g是金黃色葡萄球菌產(chǎn)腸毒素的閾值，食品中金黃色葡萄球菌濃度超過105CFU/g 是不可接受的，現(xiàn)有的定量風(fēng)險評估常以105CFU/g 菌數(shù)濃度作為導(dǎo)致食物中毒的閾值。也有研究認(rèn)為，當(dāng)菌數(shù)達(dá)到106CFU/g時，才能檢測到腸毒素，同時參照周少君等的研究，本評估采取106CFU/g 作為金黃色葡萄球菌的ID50。

1.9 被感染人群中患病比例（Pill/inf）

人群對金黃色葡萄球菌普遍易感，癥狀與攝入量及對腸毒素的敏感程度相關(guān)。目前沒有確定的金黃色葡萄球菌的劑量-反應(yīng)關(guān)系，參照姬瑞等研究，該數(shù)值設(shè)定為33%。

2 結(jié)果

利用上述確定的11 個參數(shù)，通過sQMRA 工具軟件進(jìn)行計算，運算結(jié)果顯示：重慶市每年預(yù)計因食用乳及乳制品導(dǎo)致金黃色葡萄球菌感染人數(shù)為12 619 人，其中發(fā)生食源性疾病的人數(shù)為4 164人，食源性疾病發(fā)生概率為1.34×10-4。通過預(yù)算結(jié)果還可以估計每人每天因食用金黃色葡萄球菌污染的乳及乳制品引起食源性疾病的概率為3.67×10-7（1.34×10-4/365）。

3 討論

金黃色葡萄球菌隸屬于葡萄球菌屬，革蘭氏陽性菌，常寄生于人和動物的皮膚、鼻腔、咽喉、腸胃、癰、化膿瘡口中，空氣、污水等環(huán)境中也無處不在。金黃色葡萄球菌腸毒素中毒潛伏期短起病急，可引起惡心、劇烈嘔吐、腹痛等癥狀，病程較短，1～2 天可恢復(fù)，一般不會導(dǎo)致死亡，但也有報道，對于老人和兒童，感染金黃色葡萄球菌仍會有4.4%的致死率。

目前國內(nèi)外將sQMRA 作為一種簡化的半定量風(fēng)險評估模型，得出的致病菌導(dǎo)致疾病的風(fēng)險是相對的，必須與QMRA 或其他簡化的病原體-食物產(chǎn)品組合評估的結(jié)果進(jìn)行比較。本研究中采用sQMRA 評價重慶市生乳中金黃色葡萄球菌的潛在危害，推算重慶市每年因食用乳及乳制品的金黃色葡萄球菌患病率為1.34×10-4，預(yù)計每人每天患病的可能概率為3.67×10-7，與劉弘等采用risk ranger 評估軟件推算的上海市每人每天因食用乳及乳制品的金黃色葡萄球菌患病率2.5×10-7較為接近。遇曉杰等通過@RISK 軟件對黑龍江原料乳中金黃色葡萄球菌的風(fēng)險評估結(jié)果顯示，在原料奶從擠奶結(jié)束到乳品廠，金黃色葡萄球菌的暴露劑量高于105CFC/mL 的概率分別是25.59% （個體奶戶）、8.22% （奶場集中榨乳），暴露劑量均有可能超過產(chǎn)生毒素的閾值，有對人群健康產(chǎn)生不良作用的風(fēng)險。Heidinger 等的研究則顯示生乳在加工前金黃色葡萄球菌生長水平超過105CFU/mL 的概率為1/10 000～1/10 00。于艷艷對原料乳金黃色葡萄球菌生長模型的建立和風(fēng)險評估研究中，通過Monte Carlo 模型模擬結(jié)果顯示，在最終的消費階段，奶中金黃色葡萄球菌預(yù)測濃度超過105CFU/g 的概率是0，由于消費飲用金黃色葡萄球菌污染的奶而引起的健康風(fēng)險并不高，與本研究結(jié)果相差較大，究其原因可能在于：①初始污染濃度數(shù)據(jù)來源不同，于艷艷的初始污染數(shù)據(jù)基于文獻(xiàn)報道的監(jiān)測數(shù)據(jù)，本研究的初始污染數(shù)據(jù)來源于抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)。②運算模型不同，本研究采用的是指數(shù)劑量-反應(yīng)關(guān)系模型，是一個非線性關(guān)系的最簡單模型，僅考慮了單個病原體與宿主之間、宿主與宿主之間感染的變異性，沒有考慮零售消費環(huán)節(jié)的繁殖情況。

目前國內(nèi)運用sQMRA 評估微生物風(fēng)險的研究不多。與這些研究相比，本研究中生乳中金黃色葡萄球菌的風(fēng)險（1.34×10-4） 比熟肉制品中金黃色葡萄球菌(2.3×10-4)稍低，比熟肉制品中單增李斯特菌（2.6×10-11）、牡蠣中副溶血性弧菌（6.03×10-6）高，提示生乳中金黃色葡萄球菌污染的風(fēng)險程度較高，應(yīng)為重慶市食品安全風(fēng)險優(yōu)先監(jiān)管領(lǐng)域之一。

綜上所述，重慶市生乳存在金黃色葡萄球菌污染，快速風(fēng)險評估結(jié)果顯示致病風(fēng)險較大。建議加強(qiáng)生乳中金黃色葡萄球菌的衛(wèi)生監(jiān)管，降低金黃色葡萄球菌的潛在危害，并進(jìn)一步完善監(jiān)測數(shù)據(jù)和區(qū)域性消費量數(shù)據(jù)，形成完整模式的風(fēng)險評估報告，提高風(fēng)險評估的有效性和準(zhǔn)確性，為食品安全保障提供科學(xué)依據(jù)。