检测乳制品中的病原体

　　食品污染通常取决于两个主要变量：一种是特定产品受到污染的容易程度，以及通过使用的检测方法发现污染的困难程度。对于牛奶和乳制品，这两个因素的结合使得食品安全事件发生的概率远远高于其他食品。由食源性致病菌引起的中毒事件，严重危害着人们的身体健康，并造成严重的经济损失。

　　污染的风险从源头就已经开始了。Eurofins 的业务发展副总裁Dino Demirovic Holmquist 说：“挤奶的工作是在非无菌的环境中进行的，那里可能存有不同的病原体。细菌的生长需要一定的湿度，适宜的温度和食物。而牛奶是完美的载体：它是一种营养全面的液态天然饮料，而且是在32ºC 到34ºC 的温度下从奶牛身上提取的。”

　　乳制品中常见致病菌与危害

　　葡萄球菌属：葡萄球菌属代表为金黄色葡萄球菌，金黄色葡萄球菌的致病性较强，耐热性较强，金黄色葡萄球菌产肠素株污染食品可以产生肠素引起人类急性食物中而人体抵抗力低下时也可引起自身感染。其致病主要原因是其产生的肠毒素对人体的危害。

　　沙门氏菌属：绝大多数沙门氏菌对人具有致病性，在公共卫生学上具有重要意义。沙门菌引起的食中不同于金黄色葡萄球菌，生乳中带少量的菌体就可能导致感染，引发沙门氏菌病。由沙门氏菌引起的疾病主要分为两大类一类是伤寒和副伤寒，另一类是急性肠炎。

　　弯曲杆菌：有大量菌体污染的生乳也可导致急性肠炎的爆发或引起食物中毒。弯曲杆菌对干燥、酸和热敏感，弯曲杆菌是感染细菌性腹泻的重要原因。发病时如不及时治疗，可导致重病患者死亡，还可能引起多种并发症。在发展中国家，这种病多发生于2岁以下儿童，近几年来，该病菌发病率也急剧上升。

　　大肠杆菌：大肠杆菌为兼性厌氧菌，可发酵乳糖产酸产气，最适生长温度为 37℃。大多数大肠杆菌在正常情况下是不致病的，只有在特定条件下或一些少数的病原性大肠杆菌才可导致大肠杆菌病。例如，大肠杆菌0157:H7，常有大肠杆菌0157:H7 污染牛乳引起人类出血性肠炎的报道。大肠杆菌能侵入乳腺组织引起纤维化和脓肿，会引发急性奶牛乳腺炎除了影响产奶量，降低牛奶的品质，危害人类健康。

　　李斯特氏菌属：李斯特氏菌属为革兰氏阳性，两端钝圆、兼性厌氧、稍弯曲的无芽孢杆菌，本属由以单核细胞增生性李斯特氏菌为代表的具有致病性，其可在冷藏的生乳中生长，但生长缓慢。生乳中的污染主要来自于带菌奶牛粪便污染的挤乳设备或饲料以及清洁用水等。

　　芽孢杆菌属：芽孢杆菌属革兰氏阳性，严格需氧或兼性厌氧的有荚膜的杆菌。其中具有耐性芽孢的蜡状芽孢杆菌在特定条件下对人有致病性，可引起人的肠道感染（食物中毒）以及新生儿上呼吸道感染和脐带炎等。

　　牛乳的细菌学检查方法

　　牛乳的细菌学检查一般有显微镜直接计数法、美蓝还原酶试验和标准平板计数法，试验通过分别定性、定量检测牛乳样品的细菌数含量。

　　乳制品中的病原体由于其复杂的基质和不同微生物之间的相互作用而难以检测。这种相互作用的影响之一是一种叫做代谢的现象，当一种微生物为另一种微生物的生长创造了合适的条件时就会发生这种现象。一个典型的例子是，一种病原体可以降低牛奶中的pH 值，为另一种已经存在但数量很少的病原体创造一个完美的环境。随着第二种病原体的生长，它会产生一种物质或其他有利条件，第三种病原体可以在这种物质或其他有利条件下生长，使产品不适合食用。

　　在检测发酵产品时，如果使用标准平板技术进行检测，这些相互作用可能会产生相反的效果，使细菌有可能不被发现。“发酵过程通常使用乳酸菌。”3M 的病原体技术销售专家Luke Thevenet 表示，“它们可以产生抗菌化合物，与你试图检测的病原体争夺资源，阻止其生长。”

　　同样的现象也发生在乳粉中：“如果使用未经验证的检测方法，乳制品可能是最难以从病原体中恢复和防止干扰的基质之一。它们的低水活度环境不利于少量病原体的存活和快速生长，这影响了分子平台的检测和回收率。”Hygiena 区域技术销售经理Celina to 说。

　　无论是微生物间的代谢还是竞争，结果是病原体存在，但很多方法是检测不到的。“你可以拥有最好的技术，但如果病原体没有生长到超过检测限度的水平，它就不会提供有价值的信息。”Thevenet 说。

　　使情况更加复杂的是，乳制品是食品行业中最具活力的部分之一，每周都有新的产品和配方推出。“如果你一直在引入新成分，就可能没有关于其致病风险、与其他配方相互作用的数据，同时，现行的测试是否对新矩阵仍然有效也成了未知数。”Thevenet 说。

　　Holmquist说，采用超高温（UHT）等激进的热处理方法对所有产品中的牛奶进行消毒并不是一个可行的解决方案： “超高温会氧化脂质和焦糖，并会改变味道。更重要的是，乳品业一直声称对牛奶的干扰非常小。随着清洁标签趋势的发展，要使牛奶保持非常接近其自然的状态，这一点变得更加重要。”

　　加快检测速度十分必要

　　可以肯定的是，平板方法并不会因为这些挑战而无效。有了正确的战略，总是可以找到正确的过程。例如， Thevenet 说：“你可能必须调整pH 值或选择抗生素来针对竞争微生物，同时为病原体促进一个积极的生长环境。”

　　如果没有任何初步测试来验证该乳制品设施，任何成分都可能有问题。此外，带来挑战的不是乳制品加工类型；相反，这取决于乳品厂是否有一个强大且易于使用的环境采样计划，在该计划中，技术人员接受培训以寻找难以清洁和擦拭的区域。这是环境检测的主要障碍之一。

　　真正的问题是时间。像梭状芽孢杆菌这样的耐热和芽孢形成细菌，可以在植物性乳制品配方中生存，而嗜热硬脂地杆菌在延长货架期和无菌乳制品中已经被检测到。即使在合适的富集条件下，也需要10 到14 天才能在培养皿上检测到。但许多工厂不能等那么长时间来保存和发布产品。

　　因此，速度至关重要。加工环境是动态的，如果你要等几天才能得到结果，可能会发生很多事情：微生物可以通过叉车、手推车或员工在加工厂周围传播。

　　对于乳制品加工者来说，一个成功的食品安全项目前期准备必须周全， Thevenet 说：“企业不仅在产品上投入了大量的资金，而消费者的生命可能面临潜在的风险，所以选择正确的病原体测试是极其重要的。你需要考虑正在测试的样本的基质和大小、制造和实验室环境、可用的技术资源以及技术人员的专业水平。还需要数据来证明某种方法适合你的样本。

　　检测乳制品病原体的整体方法

　　由于速度至关重要，检测解决方案提供商正在努力加快测试速度，无论是使用改进的富集介质还是使用替代方法。 3M 开发了基于环介导等温扩增 (LAMP) 的方法，而 Hygiena 的方法侧重于 ATP 和基于 DNA 的 PCR 扩增技术。

　　加快测试执行速度也将变得更加重要。实验室的自动化和优化经过验证的方法将有助于减少人员流动，并使技术人员能够将时间分配到其他任务上，从而使结果更加可靠和可重复。 此外，借助基于云的软件，实验室可以快速识别现场流程所面临的挑战并做出数据驱动的决策。

　　然而，提高速度和准确性只是解决方案的一部分。病原体检测的最新进展之一是使用下一代测序（NGS）来更深入地研究复杂的食物基质。“使用标准的平板技术，你必须知道要寻找什么，而 NGS 可以用于鉴定和表征。”Holmquist 表示。

　　第一种方法称为鸟枪式宏基因组测序，即对样本中所有微生物的DNA 进行测序，并查看它们的比例。另一种称为目标宏基因组学，或条形码，通过这种方法，你可以识别已知微生物的科属、种、血清型、类型和菌株。

　　有针对性的宏基因组学对于追踪食源性疾病的爆发非常有用，也可以在加工厂内成功应用。当你在植物中发现一种病原体时，面临的挑战是确定它是来自外部的暂时性微生物还是持久性微生物。

　　Holmquist 说，将思维方式从病原体检测转移到菌株跟踪，有可能知道设施中到底发生了什么，而不仅仅是在整个加工链中随机取样。

　　这种整体方法的一个重要组成部分是整合现有的数据点和病原体检测以外的技术，例如来自原料和季节性的数据，以建立预测模型。这样，你就可以知道什么产品，什么病原体，或者一年中什么时候，更容易受到污染。对于具有科学态度的供应商来说，下一步将是开发能够跟踪和整合不同平台数据的软件，并做出相应的预测。