H2O2/UV AOP技术在种蛋消毒中的效果及消毒时机对微生物负荷、孵化性能与雏鸡质量的影响

《Research in Veterinary Science》：Effectiveness and timing of hatching poultry egg sanitization using a combination of hydrogen peroxide and ultraviolet light

　　

研究人员评估了过氧化氢与紫外光联合作用（H2O2/UV，254 nm）所形成的高级氧化工艺（AOP）作为种蛋消毒剂的效果，比较了在养殖场收集后立即消毒与在蛋库储存1 d或3 d后消毒的差异。该工艺通过UV光解H2O2产生羟基自由基，后者为短寿命、高反应活性的活性氧，可快速氧化脂质、蛋白质和核酸等关键细胞组分，导致微生物细胞死亡。研究采用Cobb 700肉鸡种蛋开展两项独立试验，共4,743枚蛋，设未处理对照（C）、收集后立即消毒（sanitized fresh，SF）、储存1 d后消毒（S1）和储存3 d后消毒（S3）处理，检测蛋壳表面及表层下微生物负荷（总需氧菌、金黄色葡萄球菌、肠杆菌科、酵母和霉菌）、孵化率、胚胎死亡率、雏鸡质量、孵化期失重及7 d育雏期存活情况。结果表明，新鲜或储存后消毒均可降低微生物污染并减少臭蛋发生率；消毒组在孵化率、雏鸡质量和7 d育雏存活率方面表现改善；储存后消毒可降低蛋壳微生物负荷并提高总体胚胎存活率。研究人员指出，与鸭种蛋相比，本研究中肉鸡种蛋的效果相对有限，可能与初始微生物污染水平较低有关，消毒效果可能部分取决于蛋壳初始微生物负荷。

研究背景：种蛋微生物污染与孵化率下降、雏鸡质量受损及早期死亡率升高密切相关，商业孵化场因此采取多种措施控制微生物负荷并限制交叉污染。无抗养殖的推进进一步增强了对更有效清洁与消毒方法的需求。甲醛熏蒸曾广泛用于商业孵化场，但因其致癌性及对鸡胚的潜在损害而应用受限。H₂O₂与UV-C（254 nm）联合形成的高级氧化工艺（AOP）是替代方案之一，已有研究证实其可降低鸭种蛋蛋壳表面及表层下微生物负荷并提高孵化率，且不影响雏鸡质量。然而，种蛋消毒的最佳时机尚未被研究，即在养殖场收集后立即处理还是在孵化前于孵化场处理能带来更好效果；此外，此前的评估对象为鸭蛋，而不同禽种蛋壳超微结构和污染程度存在差异，需在肉鸡种蛋中单独评价。基于此，研究人员以肉鸡种蛋为对象，比较新鲜消毒与储存后消毒对蛋壳表面及表层下微生物负荷、孵化率、雏鸡质量及7 d育雏期死亡率的影响。

研究开展与结论：研究采用Cobb 700肉鸡种蛋，来源于同一商业种鸡场，试验1和试验2的鸡群周龄分别为62周和67周，全研究共使用4,743枚蛋。原型消毒设备被运送至种鸡场实施处理，工艺为两轮3% H₂O₂（维持40.6 °C）处理后立即UV照射。试验1设对照、SF和S1，试验2设对照、SF和S3；对照蛋未经清洗或消毒。S1和S3处理在储存1 d和3 d后于养殖场完成，以模拟运抵孵化场时消毒的情形，随后所有蛋同时运至Texas A&M University。每处理使用4台孵化器及配套出雏器，每台约198枚蛋，孵化温度37.5 °C、相对湿度55%～60%，第18天转入出雏器（36.9 °C、65%～75%），第21天统计出雏。结论显示，H₂O₂/UV AOP可有效降低表面需氧菌和金黄色葡萄球菌，且对胚胎死亡率、孵化率、雏鸡质量和7 d育雏存活率无负面影响；储存后消毒在商业孵化体系中是可行且可能更有效的干预节点，储存1 d后消毒略具优势。由于本研究蛋壳肠杆菌科和真菌负荷很低，提示起始污染较清洁，研究人员推测初始污染较高的种蛋可能获得更明显的孵化率、雏鸡质量和存活率改善。

关键技术方法（不超过250字）：采用原型种蛋消毒设备，以两轮3% H₂O₂（40.6 °C）联合立即UV-C（254 nm）照射实施AOP处理；蛋壳表面微生物采用无菌磷酸盐缓冲液（PBS）袋内按摩洗脱后系列稀释涂布计数，表层下微生物采用改良碾压擦拭法取蛋壳粉碎后计数，均接种需氧菌落计数、金黄色葡萄球菌、肠杆菌科及酵母霉菌Petrifilm，37 °C培养48 h；孵化性能以4台孵化器/出雏器配对重复评估，记录胚胎死亡分类、孵化率、雏鸡质量、蛋重损失及7 d育雏死亡率；统计采用单因素方差分析（ANOVA）与LSD事后检验，不满足假设者用Kruskal-Wallis检验，显著性定为P<0.05。样本来源为同一商业种鸡场的Cobb 700肉鸡种蛋。

研究结果：

3.1 蛋壳表面与表层下微生物计数：试验1中，SF和S1处理蛋壳表面总需氧菌（APC）和金黄色葡萄球菌计数均低于对照（P<0.01），S1处理表面酵母和霉菌计数亦低于对照（P<0.01）；肠杆菌科在表面和表层下各处理中检出均极少；表层下处理效应有限，对照酵母和霉菌计数低于SF（P<0.05）。试验2结果类似，SF和S3均降低表面APC和金黄色葡萄球菌（P<0.01），且S3对上述微生物的表面降低幅度大于SF（P<0.03）；相反，SF表层下APC低于S3（P<0.03），提示消毒时机可能影响微生物穿透动态。两试验蛋壳肠杆菌科和真菌计数均很低。

3.2 孵化率、雏鸡评估与蛋重损失：试验2中，对照和S3的晚期胚胎死亡率平均值低于SF（P<0.05）；其余早期、中期、总胚胎死亡率及受精蛋孵化率（HOF）在两试验中均无显著差异，孵化率参数缺乏统计差异可能部分归因于孵化器/出雏器配对间变异。两试验中消毒组臭蛋数相对对照呈数值性减少。试验1中对照、SF、S1的受精蛋孵化率分别为83.01%、83.66%、88.24%；试验2中对照、SF、S3分别为79.03%、80.09%、81.92%。

3.3 雏鸡质量、蛋重损失与雏鸡重：两试验各处理间优质雏鸡比例均无显著差异，试验1对照、SF、S1分别为88.26%、92.91%、92.22%，试验2对照、SF、S3分别为88.77%、90.25%、88.84%。孵化18 d蛋重损失在延迟消毒处理（试验1的S1、试验2的S3）高于对照（P<0.05），但各处理失重均在9%～13%的可接受范围内。出雏雏鸡重各处理间无差异，试验1对照、SF、S3分别为49.33、50.60、49.53 g，试验2分别为63.00、65.31、63.02 g。

3.4 育雏期评估：7 d育雏期平均死亡率在对照与消毒处理间无差异；来自可孵化蛋的存活鸡比例各处理间亦无显著差异，试验1对照、SF、S1分别为77.98%、81.58%、85.15%，试验2对照、SF、S3分别为76.17%、77.00%、77.93%。数据虽无统计学差异，但7 d饲养后存活雏鸡更多在商业生产中具有经济收益，提示种蛋消毒可能在7 d育雏后产生积极经济效应。

讨论与结论总结：本研究数据原以Cantu（2021）博士学位论文章节形式呈现，结果与既往报道一致，证实H₂O₂/UV AOP是有效的种蛋消毒方法。既往研究显示1.5% H₂O₂对清洁蛋有效，但后续未发表研究显示商业蛋需更高浓度，此后研究均采用3.0%或3.2%；Al-Ajeeli et al.（2016）报道该AOP降低APC的效果优于氯、季铵化合物（QAC）、过氧乙酸（PAA）及PAA联合UV。关于表层下微生物降低的研究有限，而孵化前降低蛋壳表面和表层下病原对减少胚胎污染和孵化场交叉污染至关重要；本研究显示短期储存后消毒（S1、S3）在降低表面总需氧菌方面与立即消毒同样有效。与鸭种蛋既往结果相比，本研究在肉鸡种蛋中对总胚胎死亡率、孵化率和雏鸡质量的影响相对较小，鸭种蛋通常污染更重、表面和表层下微生物负荷更高，故初始污染较高时消毒干预可能带来更明显可测的收益，提示该方法的有效性可能部分取决于蛋壳初始微生物负荷。尽管孵化率、雏鸡质量和存活率无统计学差异（可能因每处理重复孵化器数量较少），各试验中观察到的数值提升在商业条件下可能具有显著经济影响；S1与S3的直接比较亦较困难，但S1处理在表面APC、金黄色葡萄球菌和酵母/霉菌方面均呈显著下降，而S3仅APC和金黄色葡萄球菌显著下降；S1较对照在7 d育雏后存活鸡比例提高超过7%，较新鲜消毒提高超过3%，而S3较对照提高不足2%，较新鲜消毒几乎无提高。从应用角度看，储存后消毒是商业孵化体系中可行且可能更有效的干预节点，储存1 d后消毒略具优势。研究人员建议进一步研究优化处理参数、评估长期生产结果，并评价商业条件下的经济可行性与可扩展性。

研究结论译文：本研究原以Cantu（2021）博士学位论文形式呈现，包含两项主要评估，考察H₂O₂/UV AOP用于种蛋消毒。第一项评估该AOP方法作为消毒策略在降低微生物污染和改善孵化场生产结果方面的有效性；第二项评估比较新鲜消毒与储存1 d或3 d后消毒的效果，以反映商业操作中的决策节点，即在种鸡场消毒（新鲜）还是在孵化场消毒（蛋库储存后）。然而，与既往鸭种蛋报道结果相比，本研究在肉鸡种蛋中对总胚胎死亡率、孵化率和雏鸡质量的影响相对较小。鸭种蛋通常污染更重，表面和表层下微生物负荷高于鸡蛋，因此当初始微生物污染较高时，消毒干预可能产生更明显的可测收益。故这些发现提示，H₂O₂/UV AOP消毒方法的效果可能部分取决于蛋壳上存在的初始微生物负荷。尽管孵化率、雏鸡质量和存活率差异无统计学意义，可能由于各试验每处理可用重复孵化器数量较少，但各试验中观察到的数值增加在商业条件下可能代表显著经济影响。S1与S3处理间的直接比较也较困难。然而，S1处理在表面APC、金黄色葡萄球菌和酵母/霉菌方面呈显著下降，而S3仅APC和金黄色葡萄球菌显著下降。此外，虽然不具统计学意义，S1较对照在7 d育雏后存活鸡比例提高超过7%，较新鲜消毒提高超过3%；相反，S3较对照提高不足2%，较新鲜消毒几乎无提高。从应用角度看，储存后消毒可能是商业孵化体系中可行且可能更有效的干预节点，储存1 d后消毒略具优势。需进一步研究优化处理参数、评估长期生产结果，并评价商业条件下的经济可行性与可扩展性。持续研究有效且商业可行的种蛋消毒策略，可能有助于减少种蛋微生物污染并改善孵化场整体效率与家禽健康。