食品中微生物危害控制及風險評估研究

摘 要：近年來我國食品安全惡性、突發性事件頻頻發生，不僅給消費者帶來了健康風險，更危及了人們的生命安全，也擾亂了國際進出口貿易的穩步流通，造成國民經濟損失，嚴重影響我國國際貿易形象和可信程度。在我國，由于食品中微生物危害導致的食品安全問題呈逐年上升趨勢。微生物的危害控制和風險評估，能夠幫助政府和企業增強風險防范意識、提高風險管理能力，并依此為依據制定合理的相關食品限量標準，從而提高整體食品安全水平。筆者概述了國內外食品中微生物危害控制和風險評估技術的研究現狀，探討了微生物風險評估相對于其他風險評估的難點，并對微生物定量風險評估未來的發展趨勢進行了分析。

關鍵詞：微生物；風險評估；危害控制；研究現狀；發展趨勢

中圖分類號：TS201.3 文獻標識碼：A 文章編號：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.011

隨著現代食品工業的發展及國內外對食品工業投資的不斷增加，食品供給日趨復雜化、全球化，在給公眾帶來消費滿足和便利的同時，食品的生產、加工和流通也變得越發復雜和難以控制，易造成各種食品安全隱患[1]。近年來，食品中含有的危害因子數量不斷增多，發生頻率不斷增高，發生范圍不斷加大，同時危害發生的領域、時間及其后果難以預測，給政府和企業的監控和應急處理帶來巨大的難度，食品安全隱患一旦爆發，會給公眾帶來恐慌，動搖消費者的消費信心，制約社會經濟發展。因此，對食品危害的有效控制和合理評估顯得尤為重要。

影響食品安全的因素有生物危害、化學危害和物理危害，其中由微生物危害導致的食品安全問題達到總量的40%[2-3]。當前我國在食源性病原菌微生物方面面臨著嚴峻的挑戰，經歷了數次重大食品安全事故，我國政府和企業的風險防范意識不斷增強，相關部門應對食品安全事件的能力也在逐漸提高。然而，如何科學、合理、全面地分析和評價食品的安全性，并制定有效的食品質量安全管理措施，降低食品安全風險，將食品中的食源性病原微生物危害控制在可接受水平，從而確保消費者的身體健康和國際貿易的順利進行，已經成為擺在每個食品行業管理者和工作者面前的一個重要問題。

1 食品微生物定量風險評估的基本框架

風險框架就是描述食品安全問題及其內容、確認危害的要素或各種風險管理決定相關的風險要素的過程。微生物風險框架包括危害識別、危害描述、暴露評估和風險描述四個步驟。

危害識別是一個相對直接的、提供所收集的病原性微生物信息的過程，為的是對該種病原性微生物做出評價，這種評價通常是與食品相關的。風險評估者在進行危害識別時，需要收集審查微生物的臨床監控數據以及流行病學研究信息，包括微生物的特性、食源性疾病作為危害暴露的結果、傳播模式、發生（頻率）和爆發數據、微生物危害在食品中的含量等。

危害描述是具體地闡述致病性微生物進入人體后所導致的負面健康作用，以及嚴重性和耐受性，并且盡量能夠找到它的劑量-反應關系。危害描述的目的是對食品中病原菌的存在所產生的不良作用的嚴重性和持續時間進行定性或定量的評價。

暴露評估是對一個個體將暴露于微生物危害的可能性以及可能攝入量的估計，風險評估者收集消費食品的數據，并將這些數據與食品發生危害的可能性和病原菌的數量相結合。評估暴露是一個非常復雜的過程，因為病原菌是在不斷地生長和死亡的。風險評估者因此就不可能準確地預測食品消費前的病原菌的數量。風險評估者為了定量估計個體攝入病原菌的數量，就必須使用模型并且作出預測[4]。

風險描述是微生物風險評估中的最后一個步驟，生物病原體的風險描述將根據危害識別、危害描述和暴露評估等步驟中所描述的觀點和資料來進行。風險描述是特定危害因子對特定人群產生不良作用潛在可能性和嚴重性的一個定性或定量的估計。

2 食品微生物定量風險評估研究現狀

微生物定量風險評估是利用現有的科學資料和適當的試驗方式，根據危害的毒理學特征、感染性和中毒作用特征，對因食品中某些微生物危害的暴露對人體健康產生的不良后果進行識別、確認以及定量，并最終做出攝入量與人體產生不良作用概率之間關系的風險特征數學描述的過程。早在1988年，國際食品微生物標準委員會（ICMSF）就特別指出，如果想讓危害分析有意義就必須定量。定量是風險評估最理想的方式，因為它的結果大大方便了風險管理政策的制定。

近年來，隨著預測微生物學及其數學模型研究的深入發展，為微生物定量風險評估提供了途徑和手段。國際上已經對烤雞中的空腸彎曲桿菌，肉雞和蛋及其產品中的沙門氏菌，牡蠣中的副溶血性弧菌以及即食食品中的單核增生李斯特菌等進行了定量風險評估。

2.1 微生物定量風險評估預測模型

微生物生長預測模型通常被認為有3個水平[5-6]：一級模型以及Gompertz和Baranyi方程，可以用每毫升菌落形成單位或吸光率來計算微生物數量；二級模型（包括二次響應面方程、平方根模型Belehardek和Arrhenius方程），用于表示初級模型參數隨環境條件改變而變化，可以描述環境因素對微生物生長的影響（如溫度、pH值、水分活度等變化的反應）；三級模型，是結合一級模型和二級模型建立起來的，引入用戶友好界面的軟件或者計算機在不同環境下微生物行為的專門系統，計算微生物對環境改變的反應及不同條件對比的模型，病原菌模型程序（Pathogen Modeling Pogram）和食品微模型程序（Food Micromodel Program）是兩個簡單的三級模型。

2.2 微生物定量風險評估實踐與應用

二級模型中的平方根模型（Belehardek）被應用于大腸桿菌、梭狀芽孢桿菌、結腸炎耶爾森氏菌和單核增生李斯特菌的生長描述[7-10]。三級模型中的病原菌模型程序被用來預測弗氏志賀氏菌在給定條件下（pH值、鹽度、溫度）的生長率以及感染的可能性[11]。

3 微生物風險評估、HACCP體系與危害控制

對于食品安全的考慮必須貫穿于整個食物供應鏈，即從農場中的食品生產開始直到銷售，也就是通常所說的“從農田到餐桌模式”[12]。為實現這一模式，需要綜合應用食品安全控制方法，諸如良好操作規范（GMP），良好衛生規范（GHP），危害分析及關鍵點控制（HACCP），質量管理系統（ISO系列）及全面質量管理（TQM），其中HACCP是一種風險管理的手段。微生物風險評估中加工過程的危害識別和危害特征描述過程類似于HACCP的危害分析，都是對生產中存在的可能對食品造成危害的因素進行確定，并對其產生不良健康影響進行認定。暴露評估中對每個環節的分析，其中對危害影響最大的可稱為關鍵控制點，HACCP體系中控制點（CCP）是風險評估模型中選擇參數的重要指標且對于該模型具有很大的影響，進而從某個角度而言，CCP對劑量-反應模型及暴露評估模型的修正提供有益參考。

HACCP可以應用于從原料到終產品消費的整個食物鏈，其執行應是建立在食物對人類健康危害風險的科學評估基礎之上。除了加強食品安全外，執行HACCP還可以起到其他更為重要的作用。HACCP體系的應用可以幫助監管機構進行檢查，通過增強食品安全促進國際貿易。成功應用HACCP需要生產者和管理層共同參與，同樣還需要涉及多種學科方法。

為了生產安全的食品，將食源性病原菌和毒素控制在可接受的范圍內，必須確立3個控制步驟：（1）通過衛生措施阻止微生物污染食品，這包括對配料、環境、儀器、清潔和消毒工具以及人員的檢測；（2）抑制微生物在食品中生長及毒素的產生，可以通過冷藏、冷凍或其他加工方法，如降低水分活度或pH值實現，但這些方法卻不能殺死微生物；（3）殺滅所有食源性微生物，例如改變時間和溫度等加工工藝或添加合適的防腐劑。

4 微生物風險評估相對于其他風險評估的難點

基于微生物自身獨特的性質，使得微生物風險評估相對于其他風險評估存在很多的難點。微生物在食品中或者繁殖或者死亡，而可食性動物產品屠宰后的其他化學物質濃度改變卻很小；微生物風險起初是單一暴露造成的，而其他化學性風險通常是累積效應的結果；處于有目的的動物管理，獸藥被批準使用，并且可以合理到人體的最小殘留暴露量，相反，微生物污染是自然產生的，暴露量較難操縱；微生物很少能夠均勻分布在食物中；微生物除了直接從食物攝入外，還可以通過二次傳播途徑（如人到人）進行分配；受暴露的人群可以表現短期或長期的免疫力，這會隨著微生物風險程度而變化。

同時在各個風險評估階段也存在著自身的困難。在危害識別的步驟中，缺乏調查爆發事件所需的經費和可靠或完整的流行病學數據，也很難做到對新的病原體進行分離和鑒定。

在危害描述步驟中，進行劑量-反應關系的研究過程中，由于宿主對病原菌的易感性、病原菌侵襲力、病原菌菌株的毒力、食品本身的特性均存在較大差別，包括pH值、水活度及儲藏溫度，這些因素既可以單獨作用也可以結合作用，難以完成對致病菌風險的定量描述。因此需要更多的爆發和流行病學方面的數據，包括受污染食品所含細菌的數量、食品的攝入量、對于患病和暴露人口數量的精確估計及對于人口的精確描述。而新的能夠提高致病概率估計能力的劑量-反應模型，對提高暴露結果的準確性是十分必要的。

在暴露評估步驟中，食品中的致病菌會在食品的加工、包裝、儲存和制備過程中發生變化，從而導致模型的不確定性。暴露評估中相關的某些數據時通過行業調查收集來的，企業、政府部門之間由于某些原因，不愿意交流他們各自掌握的風險情況，需要在風險管理人員、評估者及能提供風險評估有價值數據的人員之間建立有效的交流溝通，使信息真正為社會服務，從而保證建立正確的模型，得出正確的分析結果。

5 食品微生物定量風險評估的未來發展

為了便于微生物風險評估的國際應用，應建立一個國際認可的方法；建立危害識別、暴露評估和風險描述指南，從而對信息和數據的獲得和如何評價這些信息和數據給予詳細的指導；同時在劑效模型上達成一致。為了分享風險評估經驗，需要有豐富風險評估經驗和沒有風險評估經驗的國家共同開展風險評估的合作項目，通過介紹和分發微生物風險評估初步報告和已完成的報告的方法支持這些行動。

應建立國際風險評估信息的數據庫，這個數據庫應包括發展中國家的信息。儲藏、制備和烹飪的時間和溫度在各國之間各有不同，世界各國需要報告當地消費者在家和食品服務企業儲藏和處置食品的操作情況，包括儲藏溫度和時間。消費人群的細節也是必需的，如人群的大小和消費頻率。從工業界輸入的數據不應成為政府處罰的依據，也不能被其他競爭企業使用。

風險評估需要多學科的專家，如風險評估員、統計學家、微生物學者和流行病學者。然而，這些具有專業技能和經驗豐富的個人分布于世界各地。從全球來看，通過因特網創建一個工作網絡對于信息、技術意見和合作研究的交流和傳遞是非常有價值的，由FAO/WHO建立的JEMRA在微生物風險評估領域提供專家意見。

6 結 論

我國微生物食品安全風險評估起步晚、投入少、發展緩慢，與國外食品安全風險評估相比存在著一定的差距。同時由于微生物自身特性，使其較其他風險評估存在諸多難點，而且微生物風險評估的結果往往受到用于建立暴露評估和劑量-反應關系模型的資料和假設的影響，缺乏可靠并完整的流行病學數據。隨著流行病學監控體系的不斷完善和資料的不斷充實，以及各國之間風險評估報告的分布和交流，使得微生物定量風險評估的有效性和準確性逐步提高[13-15]。

微生物風險評估在食品加工、流通和儲藏中的廣泛應用已將成為必然，為了有效的控制食品品質和安全性，根據我國現狀合理地借鑒國外經驗，整合已有數據和模型，建立適合國情的食品中微生物危害控制和風險評估體系，縮小與歐美發達國家在食源性致病菌方面研究水平的差距，在食品限量標準方面更快與國際接軌，更好地保護公眾健康，保護食品貿易和經濟效益。

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