预制调理食品中的常见微生物及其防控

预制调理食品中的常见微生物及其防控随着我国工业化、农业现代化、信息化、城镇化和绿色化“五化”同步进程的快速推进，以及全球化深入发展和公众生活节奏的不断加快，国民对饮食的需求已开始发生深刻的变化，正孕育着重大的“饮食方式的变革”。开袋即食的传统风味食品和预制调理食品、微波即食食品（成品化中式菜肴）、冷冻主副食品（传统米面制品和即制菜肴）与洁净蔬菜、脱水蔬菜（即食汤）、保鲜净菜、工业化营养配餐等方便快捷的预制调理食品快速发展。预计2015年，我国上述方便食品总产值达到5000亿元，年均增速超过30%［1］。现代食品的成品化、便捷化、营养化、工业化、信息化和社区网络配送已成为全球食品产业发展的新趋势和热点，并在我国悄然推动着一场“家庭厨房革命”和餐饮制作模式的“变革”，预制调理食品成为食品产业快速增长的热点。然而，影响预制调理制品产品品质的因素非常多，原料来源、加工方法、工厂卫生条件、包装方式、贮存环境等都会影响其质量安全。特别是由于杀菌不彻底，冷链系统不完备等，部分不经过高温程序或需要低温贮藏的预制调理食品就容易被微生物污染，食用后易造成食源性疾病的流行。2007年，我国多个品牌速冻水饺接连被检出存在金黄色葡萄球菌污染，造成公众极大的恐慌，厂家立即召回问题水饺；美国疾病控防中心数据显示，2007年11月，由于怀疑被大肠杆菌O157∶H7污染，美国召回500万份冷冻披萨饼，该事件造成美国10个州21人患病；2014年6月，北京市食品药品监督管理局通报，在某公司生产的速冻牛排中检出沙门氏菌，该批次产品被紧急召回并销毁。预制调理食品安全事件层出不穷，对预制调理食品中病原微生物进行检测、溯源和防控显得尤为重要。1预制调理食品的概况预制调理食品一般是指以农、畜、禽、水产品为原料，经适当加工（分切、搅拌、成型、调理等），以包装或散装形式于冷冻、冷藏或常温的条件下储存、流通和售卖，可直接食用或食用前经简单加工（微波加热、简单蒸煮等）的产品［2］。国外用Preparedfoods或者Preparedmeals代表此类食品，包括即食食品（readyto-eatfoods），如即食沙拉、酱料等，以及食用前简单加热的食品，如调理肉制品、调理海鲜制品、调理汤类［3］。此外，也有学者用HomeMealReplacement（HMR，家庭取代餐）表示此类食品，指预先经过处理的，食用前需要重新加热的食品［4］。随着人们生活水平的提高和生活方式的改变，预制调理食品凭借其方便快捷、营养美味的特点越来越受到消费者的青睐。预制调理食品涵盖食品种类繁多，涵盖农、畜、禽、水产品等各个领域。根据原料种类可分为：肉类预制调理类，如冷冻肉串、冷冻肉块、调理牛排、生煎培根；水产预制调理类，如调味鱼排、冷冻鱼丸、蟹棒、即食三文鱼；面米预制调理类，如速冻水饺、汤圆、馒头、烧麦、粽子；菜肴类预制调理类，如即食菜肴、冷冻混合菜、凉拌菜；其他预制调理类，包括蔬菜类预制调理食品，如蔬菜拼盘、蔬菜沙拉等，以及水果罐头、水果沙拉等。不同种类的预制调理食品在流通中的常见微生物差异较大，相应的防控措施也不尽相同。2预制调理食品中的常见微生物2.1肉类预制调理食品中常见微生物我国肉类预制调理食品发展迅速，品种多样。然而，由于肉制品在预制调理过程中杀菌不彻底，以及我国冷链系统不甚完备［5］，因此，货架期短成为制约其发展的主要因素［6］。肉类预制调理食品中易污染的微生物较多，肉类来源、加工方法、工厂卫生条件、包装方式、贮存环境等均会影响产品的菌群结构［7］。肉及肉制品常见的微生物有：假单胞菌属（Pseudomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、气单胞菌属（Aeromonas）、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）、微球菌属（Micrococcus）、芽胞杆菌属（Bacillus）、明串珠菌属（Leuconostoc）和链球菌（Streptococcus），以及肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、热死环丝菌（Brochothrixthermosphacta）、单增李斯特菌（Listeriamonocytogenes）、空肠弯曲杆菌（Campylobacterjejuni）、肉毒梭菌（Clostridiumbotulinum）等［8-13］。肉类预制调理食品中微生物菌群复杂多样，有研究表明调理猪肉中的优势腐败菌是假单胞菌属（Pseudomonas）、热死环丝菌属（Brochothrixthermosphacta）和肠杆菌科（Enterobacteriaceae），且不同贮藏期的优势菌不同［14］；而生鲜调理清真羊肉中，肠杆菌科是优势腐败菌，在货架期终点菌落数高达细菌总数的69%［15］。不同肉类预制调理食品中也会存在相同的腐败菌，因此对常见腐败菌和致病菌的检测和防控是非常有必要的。VitasAI［16］考察了741种西班牙即食肉制品（意式肉肠、萨拉米香肠、西班牙辣香肠、火腿、猪肉馅等）中李斯特菌属的污染情况，其中单增李斯特菌（Listeriamonocytogenes）的检出率为7.83%。在中国不同超市和开放性市场的一项调查中显示，628种即食肉制品中单增李斯特菌阳性率为5.3%，分离出的33株单增李斯特菌常见毒力基因（inlA、inlC、inlJ、iap、lmo2672）携带率为100%，且分离株均对甲氧氨苄嘧啶有抗性，对氯霉素、环丙沙星的耐药率高达30%［17］。单增李斯特菌的检出率、毒力基因的携带率及耐药率较高，消费者直接食用后，存在一定的致病风险，而多重耐药株的出现很可能与滥用抗生素有关。除单增李斯特菌外，沙门氏菌也常存在于肉类调理食品中，NgYF等［18］对中国香港18个区市售即食叉烧研究发现，大肠杆菌（Escherichiacoil）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）和沙门氏菌属（Salmonella）均有不同程度检出，沙门氏菌属（Salmonella）检出率高至39%，且不合格产品均是由沙门氏菌污染造成。总之，肉类预制调理食品中微生物污染是一个值得关注的问题，尤其对于即食食品，更是需要做好检验检疫工作，规范生产环境和人员卫生，严格按照国家标准完成生产。2.2水产预制调理食品中常见微生物水产预制调理食品中微生物种类较多，水产动物的种类、饮食习惯、生存的水体环境、被捕获的方式，及加工手段、贮存温度、包装方式等影响产品中微生物的种类。鱼类在低温冷藏条件下的主要腐败菌有假单胞菌属（Pseudomonas）、腐败希瓦氏菌（Shewanellaputrefaciens）、热杀索丝菌（Brochothrixthermosphacta）、气单胞菌属（Aeromonas）［19］，甲壳类水生动物在冷藏条件下的特定腐败菌是假单胞菌属（Pseudomonas）和不动杆菌属（Acinetobacter），软体动物的主要腐败微生物有沙雷氏菌属（Serratia）、变形杆菌属（Proteus）、梭菌属（Fusiformis）和芽胞杆菌属（Bacillus）［20］。然而目前多采用传统分离培养或PCR-DGGE等方法进行常见微生物鉴定，水产预制调理食品中主要微生物类群、优势菌群等分析还不够全面和准确。水生动物在刚捕获时会受到许多微生物的污染，在贮藏期内，贮藏条件和产品本身理化性质影响产品菌群结构，特定腐败菌（Specificspoilageorganism，SSO）会快速生长繁殖，产生硫化物等代谢产物，并最终导致产品腐败。有研究表明，贮藏前期冷藏三文鱼的主要腐败菌有葡萄球菌属（Staphylococcus）、假单胞菌属（Pseudomonas）、片球菌属（Pediococcus）等，而随着贮藏期的延长，腐败菌菌相逐渐单一，假单胞菌属（Pseudomonas）成为特定腐败菌［21］。在对鱼糜制品的研究中发现，4类新鲜鱼糜制品（鱼肠、鱼丸、蟹棒、鱼豆腐）优势菌相似，微球菌属（Micrococcus）、葡萄球菌属（Staphylococcus）、乳酸菌属（Lactobacilus）和假单胞菌属（Pseudomonas）均有不同程度检出，这可能与原辅料、生产工艺及包装过程出现污染有关，而在贮藏末期，肠杆菌属（Enterobacter）数量增加，也成为特定腐败菌［22］。此外，副溶血性弧菌（Vibrioparahemolyticus）是海产品食物中毒的主要致病菌，在水产类预制调理食品中检出率很高，尤其是夏秋季节生食牡蛎等虾贝类，极易引发食源性疾病，近年来该致病菌毒力基因的携带率有增加的趋势，严重威胁人们的生命健康。值得注意的是，烟熏三文鱼作为一种常见的水产类预制调理食品，在加工贮藏过程中易受到单增李斯特菌（Listeriamonocytogenes）的污染［23］，近年来国外许多针对该菌检测和防控的研究已经开展，但是目前国内还未给予足够的重视。2.3面米类预制调理食品中常见微生物面米类预制调理食品包括速冻水饺、汤圆、馄饨、粽子、包子、馒头、盒装米饭等。高温季节速冻食品微生物污染较严重，速冻水饺中微生物主要存在于馅料，而汤圆的微生物主要存在于面料［24］。在对某品牌猪肉芹菜馅速冻水饺的检测中发现，该速冻水饺存在链球菌（Streptococcus）、假单胞菌（Pseudomonas）和肠杆菌（Enterobacter）等，需要说明的是，速冻水饺反复冻融的次数影响产品理化品质，但与菌落总数、大肠菌群等微生物指标并不存在相关性［25］。另一项研究市售120种素馅、羊肉馅、猪肉馅和海鲜馅水饺的结果表明，金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）检出率高达60%，117株分离菌株中携带毒力基因（sea、sec、seg等肠毒素基因）的比例较高，部分菌种具有多重抗药性（氨苄青霉素、青霉素、克拉霉素等）［26］。金黄色葡萄球菌分泌的肠毒素可溶、耐热，即使高温蒸煮也难以破坏，摄入1mg即可使人产生中毒症状，是食源性疾病暴发和流行的主要原因。半干面中腐败菌以芽胞杆菌属和葡萄球菌属为主，包括枯草芽胞杆菌（Bacillussubtilis）、地衣芽胞杆菌（Bacilluslicheniformis）、表皮葡萄球菌（Staphylococcusepidermidis）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）［27］。方便面中出现微生物污染的主要是香辛料，面块微生物污染较少，而调味包微生物污染相对严重，主要存在革兰氏阳性芽胞杆菌［28］。近年来，速冻面米类产品常出现微生物超标现象，手工操作比例较大的产品污染情况相对严重，尤其是肉馅产品，更易受到沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的污染。因此，加强原料肉的检测，从污染源头进行把关是质量控制的前提，还需要严格按照食品生产通用卫生规范对车间环境、生产设备及生产人员进行管理。另外，养殖业抗生素的合理使用也是值得思考和关注的问题。2.4菜肴类预制调理食品中常见微生物我国菜肴类预制调理食品起步较晚，以肉类菜肴为主，蔬菜类为辅［29］。随着传统面米类预制调理食品的市场规模不断扩大，菜肴类预制调理食品也逐渐起步，如调理鱼香肉丝、速冻糖醋排骨、即食糖醋鲤鱼、预制湘菜（外婆菜、鸡汁脆笋、脆肚尖、乡里腊鱼等）、软包装榨菜肉丝、方便虾丸菜肴、粉蒸肉和干煸四季豆等。肴类预制调理食品中菌群结构与原辅料密切相关，且受生产工艺、车间卫生、包装方式、贮存条件等因素影响。含肉类菜肴与不含肉类菜肴的微生物种类不同，冷冻、冷藏保存与常温保存的菜肴微生物也不尽相同。由于菜肴类微生物复杂多样，目前研究集中在加工工艺、标准化生产、防腐措施等方面，多采用大肠菌群、菌落总数作为判断指标，而对其微生物菌群结构分析相对较少。李苗云等［30］分析了不同季节和不同贮藏期调理鱼香肉丝中微生物，实验表明该菜肴中主要微生物是乳酸菌（Lactobacillus）、假单胞菌（Pseudomonas）和肠道菌，且春季微生物污染明显高于冬季，随着贮藏时间的延长，微生物数量有增加趋势，菜肴质量受到影响。由于我国菜肴类预制调理食品发展相对落后，工业化生产和标准化管理还存在一定的欠缺，更易出现产品质量不合格、微生物污染超标等现象，因此需要食品企业建立和运行HACCP体系，科学设置各类菜肴产品的关键控制点，对微生物指标严格控制，确保菜肴类预制调理食品的安全性。2.5预制调理蔬菜中常见微生物预制调理蔬菜包括鲜切蔬菜和蔬菜沙拉等，其微生物污染来源有土壤、水源、农家肥，以及在运输、贮藏过程中来自环境、人员、设备和蔬菜之间的交叉污染。蔬菜进行切割等加工时，植物组织遭到破坏，蔬菜汁液外流造成微生物的滋生。贮藏初期，预制调理蔬菜一般存在欧文氏菌（Erwinia）、假单胞菌（Pseudomonas）等腐败菌，随着贮藏时间的延长，会出现单增李斯特菌（Listeriamonocytogenes）、沙门氏菌（Salmonella）、耶尔森氏菌（Yersinia）等致病菌［31］。蔬菜的组织结构、加工手段、包装方式与菌群结构密切相关。研究表明，膜包装鲜切胡萝卜、紫甘蓝和西兰花的腐败菌分别为嗜麦芽糖寡养单胞菌（Stenotrophomonasmaltophilia）、荧光假单胞菌（Pseudomonasfluorescens）和皱纹假单胞菌（Pseudomonascorrugata），其中鲜切胡萝卜菌落总数相对较高，且菌落总数与样本来源密切相关，这可能是由于胡萝卜作为根茎类食品，本身含菌量较高，易受环境污染，而紫甘蓝和西兰花的组织结构致密，可较好的抑制细菌滋生［32］。鲜切蔬菜中腐败微生物多为嗜冷菌，类似的研究结果在Abadias等［33］对西班牙市售鲜切蔬菜调查中得以验证。除了鲜切蔬菜外，即食蔬菜沙拉等冷藏贮存的食品也易受到嗜冷菌污染，Xanthopoulos等［34］检测结果显示61.5%的沙拉样品存在嗜水气单胞菌（Aeromonashydrophila），其中80%以上的样品主要特征菌是嗜水气单胞菌。另有研究发现，预包装蔬菜（肉/海鲜）混合沙拉也存在不同程度的单增李斯特菌（Listeriamonocytogenes）污染［35］。这为预制调理蔬菜加工和销售过程中的安全防控敲响警钟。3预制调理食品中微生物防控措施预制调理食品中微生物的防控可以从原料控制、加工方式、包装方式、贮藏手段及杀菌技术等方面入手。3.1包装方式目前，调理肉制品的包装方式主要有托盘包装、真空包装和气调包装。真空包装和气调包装可以延长食品货架期，而气调包装相比于真空包装更有利于食品保鲜。励建荣等［36］考察了真空、空气和不同气调条件下，冷藏鱼丸的微生物数量和优势腐败菌种类，实验表明，气调包装对鱼丸的抑菌作用最优，恰当的气调包装可以完全抑制假单胞菌（Pseudomonas）和酵母菌（Yeast），有效延长鱼丸的货架期。近年来，新型包装方式—抗菌包装在预制调理食品，尤其是预制调理肉制品中应用广泛。由于微生物污染主要存在于肉制品表面，直接添加抑菌剂，抑菌剂易扩散至食品内部，不能达到抑菌效果，而将抑菌剂（乙醇、银离子、壳聚糖、细菌素、植物提取物等）与包装材料相结合，使抑菌剂可以在贮藏和运输的过程中缓慢释放，保证食品表面有较高的抑菌剂浓度，从而达到良好的抑菌效果［37］。除抗菌包装外，其他活性包装方式具备脱氧、脱乙烯、脱水、释放乙醇等功能，可间接抑制微生物生长，延长食品保质期。但目前尚缺乏高效广谱的抗菌剂，抗菌剂与包装材料的兼容性、抗菌剂释放的有效控制是抗菌包装研究的难点，这使得国内很多包装技术处于基础研发阶段，仍然需要进行深入的科学研究。3.2杀菌技术和抗菌剂传统杀菌技术主要是热杀菌，包括巴氏杀菌、高温杀菌和超高温瞬时灭菌等，目前食品工业较多使用热杀菌技术，然而，热杀菌技术容易引起食品品质变化，对食品风味和营养成分造成损害。近年来，非热力杀菌技术逐渐被开发并广泛应用，如超高压杀菌、高压二氧化碳杀菌、脉冲电场杀菌、超声波杀菌、辐照杀菌和生物防腐等，高效、安全的非热杀菌技术可以较好的保存食品原有品质，减少环境污染。3.2.1非热杀菌技术辐照是通过一定剂量的电子射线对微生物进行杀灭的冷杀菌方式，20世纪中期科学家们就开展了对辐照食品的研究，目前我国已批准的辐照食品有肉制品、水产、脱水蔬菜、即食食品、香辛料等，辐照杀菌的优势是穿透力强，对于各种包装或散装、固体或液体均有一定的杀灭作用，低剂量辐照对食品营养无损，对人体不构成危害。在预制调理食品上，辐照剂量与即食南瓜中嗜中温细菌、酵母菌、霉菌数量均存在明显的剂量-效应关系，辐照处理可显著降低即食南瓜细菌总数；后续实验表明γ射线对即食节瓜块在贮藏期间总菌数、酵母和霉菌数均有较好的抑制效果，且高剂量射线的抑菌效果更佳［38-39］。但是不同条件、包装方式等对辐照杀菌效果的影响仍需进行针对性的研究，此外还需要增加公众对辐照食品的认可度。近年来，纳米ZnO凭借其优异的抗菌性能成为无机抗菌剂的研究热点。纳米ZnO抗菌活性强，稳定性好，对常见的食品腐败菌具有较广谱的抑制作用，可以有效降低调理青菜中的菌落总数，且抑菌效果与纳米ZnO的添加量正相关［40］；与苯甲酸钠、山梨酸钾、Nisin、脱氢乙酸钠等传统防腐剂对羊肉火腿中细菌、酵母菌和霉菌的抑菌效果相比，纳米ZnO的抑菌性能更优［41］。但是，目前纳米ZnO抗菌机理尚不明确，纳米ZnO的尺寸、结构、氧空位等因素影响并制约着纳米ZnO的应用。此外，超高压可使微生物细胞壁破裂，细胞膜功能劣化，而不会对食品风味物质、维生素、色素等造成影响，在果蔬、肉制品、水产品、乳制品等多方面得以应用。研究表明，使用超高压处理长鳍金枪鱼调理食品，可以有效抑制贮藏期微生物污染［42］。但是超高压技术的瓶颈在于无法有效杀灭细菌芽孢，当环境适宜时，芽孢会萌发生成并导致食品腐败。目前的研究方向是超高压结合热处理、细菌素、化学防腐剂等其他杀菌技术，降低芽孢对超高压的耐受性，从而彻底杀灭细菌芽孢。3.2.2抗菌剂抗菌剂可分为有机、无机和天然抗菌剂，不同抗菌剂对致病菌的抑菌效果不同。乳酸盐和醋酸盐是美国FDA批准的“一般认为安全物质”GRAS（GenerallyRecognizedasSafe），是肉制品中广泛应用的合成抗菌剂，尤其是对单增李斯特菌抑制效果较好。Ahmed等［43］对市售即食食品进行微生物检测，证实未添加乳酸盐和醋酸盐的即食肉制品，更容易产生单增李斯特菌污染。天然抗菌剂根据其来源可分为动物源、植物源、微生物源抗菌剂［44］，安全、健康的天然抗菌剂受到越来越多的重视。壳聚糖是从虾、蟹等动物外壳中提取的天然抗菌剂，对印度特色即食肉制品（chickenseekhkababs，chickenballs，muttonseekhkababs）进行壳聚糖涂层保鲜，可以消除粪大肠杆菌，减少葡萄球菌（Staphylococcus）数量，也可抑制人工接种的蜡样芽胞杆菌（Bacilluscereus）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）、大肠杆菌（Escherichiacoli）和荧光假单胞菌（Pseudomonasfluorescens）［45］。然而壳聚糖作为抗菌剂的一个缺陷是水溶性差，因此对壳聚糖进行化学修饰，增加其水溶性和抗菌效果是亟待解决的问题。天然抗菌剂主要来源于植物提取物，包括从茴香、薄荷、金莲花、大蒜中提取的精油、醛类和酯类物质等。巴拉圭茶提取物可以抑制和（或）杀死牛肉制品中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA）［46］，对沙门氏菌（Salmonella）、大肠杆菌（Escherichiacoli）和链球菌（Streptococcus）均有一定的