猪加工环境中产志贺毒素大肠杆菌（STEC）的季节性流行规律与微生物群落动态变化研究

《Food Control》：Prevalence of Shiga toxin-producing Escherichia coli and dynamics of microbiota in pork processing environments

本研究系统揭示猪肉加工流程中产志贺毒素大肠杆菌（STEC）的季节分布规律及微生物群落动态，发现烫洗和乳酸喷雾/冷却工艺可分别降低总菌数3.15和2.45 log，为优化肉类安全生产控制体系提供重要数据支撑。

　　

Highlight

材料与方法

肉类加工操作：样本采集在加拿大艾伯塔省联邦监管肉品加工厂进行。屠宰前生猪在连接屠宰车间的待宰栏中滞留一夜，该区域每日清洁消毒。击晕放血后胴体进入61°C烫洗槽处理5分钟，后续进行脱毛和燎毛工序。燎毛后胴体经剖腹、去内脏、乳酸喷雾（浓度4.5%，55°C）及空气冷却（0-4°C，24小时）处理。

微生物分析：采用ISO方法检测总需氧菌数（TPC）、肠杆菌科（EB）、大肠菌群和通用大肠杆菌（E. coli）。STEC检测通过富集培养后PCR筛查stx₁/stx₂基因，阳性样本进行免疫磁珠分离（O157特异性）和培养鉴定。16S rRNA测序在Illumina MiSeq平台完成，使用QIIME2进行生物信息学分析。

结果

加工阶段与冷却对指示微生物的影响：放血后猪皮（HAB）的TPC、EB、大肠菌群和E. coli均值分别为8.15±0.36、5.80±0.63、5.56±0.72和5.41±0.75 log CFU/1000 cm²（图2）。至冷却后阶段（ACH），四类微生物较HAB分别下降6.99、5.30、5.06和4.99 log单位。烫洗使TPC显著降低3.15 log（P<0.05），而乳酸喷雾/冷却环节进一步削减2.45 log。所有ACH样本均未检出EB和E. coli。夏季HAB污染水平显著高于其他季节（P<0.05）。

STEC流行特征：73份样本检出STEC（总阳性率10.5%），其中90%集中于HAB、盲肠内容物（CEC）和待宰栏地面（HPF）。夏季STEC检出率最高（16.7%），冬季最低（6.0%）。12份样本经PCR推定O157阳性，但均未分离到活菌株。

微生物群落动态：不同样本源和季节的菌群结构差异显著（P<0.05）。优势菌属分布特征：CEC/扁桃体中大肠杆菌属（Escherichia，43.5%）、链球菌属（Streptococcus，12.8%）和克雷伯菌属（Klebsiella，11.3%）；HAB/HPF中以链球菌属（22.6%）和大肠杆菌属（14.2%）为主；烫洗水（SCW）优势菌为厌氧芽孢杆菌属（Anoxybacillus，58.3%）；工人手套（GLV）专属菌属为窄养单胞菌属（Stenotrophomonas，30%）；乳酸喷雾前胴体以不动杆菌属（Acinetobacter，20.7%）、罗氏菌属（Rothia，12.0%）和巨球菌属（Macrococcus，10.4%）为主；喷雾后胴体窄养单胞菌属（11.0%）占优；冷却后胴体则出现芽孢杆菌属（Bacillus，10.8%）富集现象。乳酸喷雾/空气冷却工艺是塑造ACH胴体菌群的核心因素。

讨论

生猪携带的微生物及其接触的设备表面是冷却胴体污染的主要来源。本研究首次系统揭示艾伯塔省猪肉加工链中STEC季节性流行规律与菌群演替特征。猪皮初始菌载量（8.15 log CFU/1000 cm²）与北美牛肉屠宰数据相当，烫洗工序的3.15 log削减效果显著高于某些报道的牛肉处理效率（1.5-2.0 log）。夏季猪皮STEC高检出率与高温高湿环境促进微生物增殖有关。虽检出12份O157PCR阳性样本，但未能分离活菌株，提示可能存在PCR假阳性或菌体活力受损。微生物组成分析表明，加工环境会引入特定菌属（如烫洗水中的嗜热厌氧芽孢杆菌），而乳酸喷雾可有效抑制肠杆菌科并促进耐酸菌属（如窄养单胞菌）定植。

结论

猪肉加工流程可有效降低微生物负荷，其中烫洗和乳酸喷雾/冷却为关键控制点。STEC污染主要集中在屠宰前期环节，夏季风险显著升高。微生物群落分析为精准干预污染途径提供了理论依据。