肉牛屠宰過程中胴體表面及接觸環境污染情況分析

史宇璇　臧明伍　鄒昊　趙冰　徐晨晨　白京　王輝　吳嘉佳　喬曉玲

為研究肉牛屠宰場屠宰過程中牛胴體表面污染及接觸環境污染變化情況，選取某牛屠宰場采集樣品共計322 份，分別在剝皮扯皮、去內臟、修整稱質量、沖洗及排酸環節對牛胴體后腿、背部、胸部、前腿及頸部以及屠宰前后的工人手部及刀具進行采樣，測定菌落總數、乳酸菌、大腸菌群、金黃色葡萄球菌及假單胞菌的污染情況。結果表明：胴體表面污染情況總體呈現先上升后下降的趨勢，修整稱質量環節污染最為嚴重，菌落總數可達到2.82（lg（CFU/cm））;胸部為屠宰過程中污染最嚴重的部位，平均菌落總數可達到2.10（lg（CFU/cm））;屠宰空氣在沖洗時污染最為嚴重，空氣沉降菌落總數高達271.33 CFU/皿;屠宰工人的手及刀具也是胴體污染的主要來源。

屠宰;牛胴體;接觸環境;微生物污染;菌落總數

Analysis of?Microbial?Contamination on?Cattle Carcass Surface and in Contact Environment during Traditional Cattle Slaughtering

SHI Yuxuan， ZANG Mingwu ZOU Hao， ZHAO Bing， XU Chenchen， BAI Jing， WANG Hui， WU Jiajia， QIAO Xiaoling

This study aims to examine?the changes of microbial contamination on the beef carcass surface and in the contact environment during cattle slaughtering. A total of 322 microbial samples were collected?during?the skinning， trimming and weighing， washing and chilling processes. The sampling sites were the hind legs， middle back， chest， front legs and neck?as well as the operatives’ hands and knives. The aerobic plate count?（APC）， and the counts?of ， coliform bacteria， ?and were analyzed. The results showed that the?level of microbial contamination on the carcass?surface increased firstly and then decreased， and?the highest?level of microbial contamination was observed?in?the trimming and weighing process， with?APC of?2.82 （lg（CFU/cm））. The chest was the most contaminated part during slaughtering， with?average APC of?2.10 （lg（CFU/cm））. Slaughtering air was most contaminated during rinsing and its bacterial count was?271.33 CFU per plate. The operatives' hands and knives were also a?major source of microbial carcass contamination.

： slaughter; cattle carcass; contact environment; microbial contamination; aerobic plate count

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20220112-002

中圖分類號：S851.43 ???????????????文獻標志碼：A ???????????????文章編號：

牛肉因高蛋白、低脂肪及富含維生素、礦物質等人體生長代謝必需營養物質，深受消費者喜愛，是中國僅次于豬肉的第二大消費肉類，美國、巴西、加拿大及德國等諸多歐洲國家的主要消費肉類。冷卻牛肉因屠宰后經過冷卻成熟的過程，其肉質更加鮮嫩，是牛肉的主要銷售形式。冷卻牛肉營養豐富，水分充足，為表面污染微生物和致病菌生長繁殖提供溫床，不僅導致產品腐敗變質，還會引起食源性疾病的發生。通常牛肉胴體的微生物污染始于屠宰，而屠宰過程中控制微生物的污染是提高冷卻肉品質的瓶頸。在屠宰伊始，健康的牛胴體表面通常是無菌的，微生物會通過2?種方式感染新鮮、無菌的牛胴體。一是內源性污染，例如屠宰過程中因工人操作問題使得牛皮毛表面本身所帶污物（糞便、泥土等）及微生物污染胴體表面，另一種則是外源污染，如屠宰的刀具、設備、工人們的雙手以及動物皮毛或糞便等接觸到胴體表面時，外源微生物就會污染胴體表面，在定植胴體表面約20 min后就已發展到不可逆階段，隨著時間延長最終形成致密生物膜，導致進一步傳播及附著。目前國外有相關研究表明，用不同化學試劑（乳酸、次氯酸鈉等）對胴體表面進行噴淋，對減少微生物污染有顯著效果，但目前國內只允許通過物理手段來減少胴體表面污染。高壓蒸汽沖洗及蒸汽真空式清洗目前已證明能夠良好去除胴體表面已污染微生物。對于已經污染的胴體可通過清洗進行減菌，但胴體污染更應從源頭控制，因此，在屠宰流程中的每一步盡量降低表面初始攜帶微生物數量來提高冷卻牛肉質量是亟需解決的關鍵問題。

目前，國內肉牛屠宰主要仍以中小企業為主，隨著科技發展已經逐漸實現從傳統屠宰到規范屠宰的轉變，但目前仍存在因屠宰體量較小缺少機械化屠宰設備，從而主要以人力屠宰為主、機械屠宰為輔的問題，而人工主導的屠宰操作往往增加胴體污染的風險，應加強對人工屠宰流程的監督與把控。國內還鮮有對中小企業內以人工屠宰方式為主、機械屠宰為輔的屠宰流程中各環節污染程度及屠宰接觸環境的研究。本研究對寧夏中衛市某牛屠宰場各屠宰環節中胴體表面及環境采樣并分析其微生物污染情況，研究胴體表面的微生物多樣性、污染程度以及環境污染源的變化規律，為規范中小企業屠宰流程、建立危害分析及關鍵控制體系提供理論依據。

1.1 ??材料與試劑

寧夏中衛市內某規范肉牛屠宰場內屠宰線上及排酸冷卻后的安格斯牛胴體以及工人屠宰刀具、手等環境樣品，取樣后立即送至實驗室。該屠宰場采用半機械式屠宰方式，配有機械式翻板箱、放血提升機、全自動放血線、扯皮機、全自動劈半機、內臟自動檢疫機及全自動吊軌。

一次性無菌采樣板、一次性無菌培養皿 ??常德比克曼生物科技有限公司;移液器（200 μL、1 mL、5 mL） ??德國Eppendorf生命科學公司;氯化鈉、平板計數瓊脂培養基、MRS瓊脂培養基、結晶紫中性紅膽鹽瓊脂培養基、假單胞分離瓊脂培養基、甘露醇氯化鈉瓊脂培養基 ??北京陸橋技術股份有限公司。

1.2 ??儀器與設備

BD260型自然對流培養箱 ??德國Binder有限公司;AIRSTREAM Class Ⅱ型生物安全柜 ??新加坡ESCO公司;GI54DWS型高壓滅菌器 ??廈門致微儀器有限公司;BSA822-CW型電子天平 ??德國Sartorius公司;DZKW-4型電子恒溫水浴鍋 ??北京中興偉業儀器有限公司。

1.3 ??方法

1.3.1 ??采樣方法

1.3.1.1 ??胴體采樣

所在屠宰場屠宰流程符合GB/T 19477—2018《畜禽屠宰操作規程 ?！分兴幎ㄍ涝坠ば?。根據屠宰流程，胴體采樣點設置在剝皮扯皮、去內臟、修整稱質量、清洗及排酸環節后。取樣部位分別為與臀部連接處的后腿外側半膜肌處、背部中間處后背側鋸肌、側胸部胸淺肌處、前腿外側屈肌/伸肌處、頸部斜方肌處。采樣方法為先選取采樣部位一側先行采樣，使用浸濕于0.85 g/100 mL生理鹽水的一次性無菌棉簽進行橫縱向反復涂抹，涂抹區域為一次性無菌采樣板（5 cm×5 cm）規定區域，一側采樣結束后進行同部位對側采樣，并將本部位棉簽頭置于裝有無菌生理鹽水的離心管中。結束樣品采集后將離心管置于0～4 ℃的保溫箱中進行保存，并于30 min內進行測定。共計對40 個牛胴體進行采樣。

1.3.1.2 ??接觸環境采樣

分別在剝皮扯皮、修整稱質量、沖洗、排酸環節前后對操作工人的手部以及剝皮扯皮、修整稱質量、排酸環節前后操做工人所使用刀具進行采樣，共采集42 個樣品。手部采樣部位為全手掌內側，刀具采樣部位為刀具兩側除手柄部分，采樣方法同1.3.1.1節。

1.3.1.3 ??空氣采樣

空氣落菌采樣方法參考張維益等所用空氣直接沉降法。在屠宰前、屠宰中分別對剝皮扯皮、去內臟、修整稱質量、沖洗、排酸處空氣進行采樣，共采集30 個樣品。測定時將一次性無菌平皿打開手持放于距地面1 m處，暴露5 min后立即封蓋。

1.3.2 ??樣品測定

將胴體采樣、接觸環境采樣后所得樣品使用旋渦振蕩器振蕩30 s后分別作梯度稀釋，按照GB/T 4789.2—2016《食品安全國家標準?食品微生物學檢驗 菌落總數測定》、GB/T 4789.3—2016《食品安全國家標準?食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》、GB/T 4789.35—2016《食品安全國家標準?食品微生物學檢驗 乳酸菌檢驗》、GB/T 4789.10—2016《食品安全國家標準?食品微生物學檢驗 金黃色葡萄球菌檢驗》、SB/T 4004—2014《出口肉及肉制品中假單胞菌屬的計數方式》對菌落總數、大腸菌群、乳酸菌、金黃色葡萄球菌、假單胞菌進行測定。

1.4 ??數據處理

將胴體及接觸環境處菌落總數、大腸菌群總數、乳酸菌總數、金黃色葡萄球菌總數及假單胞菌總數結果平均值以lg（CFU/cm）表示，空氣沉降菌落總數以CFU/皿表示。采用Excel 2016軟件進行數據初步處理及繪制圖表（美國微軟公司），使用SPSS Statistics 25.0（美國IBM公司）進行數據分析，采用ANOVA中Games-Howell程序進行差異顯著分析，<0.05時表示差異顯著。根據Duffy等的方法，對對數計算時平板計數結果為0的平板進行賦值，稀釋100 倍的平板（菌落總數、大腸菌群）賦值1，稀釋10 倍的平板（乳酸菌、金黃色葡萄球菌、假單胞菌）賦值0.1。

2.1 ??胴體表面微生物污染情況

由圖1可知，對于后腿部位，菌落總數在屠宰環節整體呈現先上升后下降的趨勢，在修整稱質量環節菌落總數升至最高，達到2.52（lg（CFU/cm）），排酸環節菌落總數降至最低，明顯下降至0.78（lg（CFU/cm））。乳酸菌、大腸菌群及假單胞菌也呈先上升后下降趨勢，且在修整稱質量環節達到最高，分別為2.17、-0.45、-0.63（lg（CFU/cm）），且前二者在沖洗環節明顯下降，分別下降至0.84、-0.88（lg（CFU/cm）），隨后在排酸環節降至最低。金黃色葡萄球菌數量整體呈現波動趨勢，在排酸后污染最為嚴重，達到0.26（lg（CFU/cm））。

背部為5 個采樣部位中初始菌落總數最低的部位，僅有0.47（lg（CFU/cm）），在修整稱質量環節顯著上升至2.02（lg（CFU/cm）），隨后在排酸環節下降至最低1.44（lg（CFU/cm））。乳酸菌、金黃色葡萄球菌及假單胞菌數量總體呈現先上升后下降的趨勢。

胸部為采樣部位中起始菌落總數最高部位，達到2.10（lg（CFU/cm）），在修整稱質量后升至表面菌落總數最高值，達到2.82（lg（CFU/cm））。隨后沖洗環節對胸部減菌效果顯著，菌落總數減少48.23%，乳酸菌、大腸菌群數量也分別下降37.3%、190.4%，至1.34、-0.75（lg（CFU/cm））。與背部相反，胸部大腸菌群的檢出率經沖洗后由初始60.0%降至10.0%。金黃色葡萄球菌與假單胞菌計數結果在修整稱質量環節達到最高，而后金黃色葡萄球菌數量持續下降至-0.04 lg（lg（CFU/cm）），假單胞菌數量在排酸環節又上升至-0.69（lg（CFU/cm））。

前腿部位在修整稱質量環節菌落總數最高，為2.59（lg（CFU/cm）），僅次于胸部。沖洗環節使前腿部位的菌落總數降低至1.63（lg（CFU/cm）），且在排酸環節又升高至1.84（lg（CFU/cm））。乳酸菌、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、假單胞菌數量也呈現先上升且在沖洗、排酸環節持續下降的趨勢。

頸部的污染情況與其他部位相比在屠宰中變化較小。菌落總數與其他部位一致，呈先上升后下降的趨勢，總體趨勢較為平穩，其中菌落總數最大值與最小值差異僅為0.48（lg（CFU/cm）），而差異最大的背部達到1.55（lg（CFU/cm））。沖洗環節后乳酸菌數量由0.78（lg（CFU/cm））上升至1.13（lg（CFU/cm）），大腸菌群、金黃色葡萄球菌及假單胞菌數量變化趨勢與前腿部位一致。

2.2 ??屠宰環境微生物污染情況

由圖2可知，從剝皮扯皮至排酸工序，屠宰操作均顯著增加空氣沉降菌落總數（<0.05）。各屠宰操作工序平均空氣沉降菌落總數上升92.40 CFU/皿，其中，剝皮扯皮、去內臟環節上升較為顯著（<0.05），分別從22.00、13.00 CFU/皿上升至74.60、116.00 CFU/皿，沖洗操作處空氣沉降菌落總數上升最為顯著，由宰前4.00 CFU/皿上升至271.33 CFU/皿。屠宰操作的進行對空氣的污染程度影響程度為沖洗>去內臟>剝皮扯皮>修整稱質量>排酸。

由于所在屠宰場操作工人在去內臟及修整稱質量環節操作緊密且連貫，可視為同一采樣步驟，故只在剝皮扯皮、修整稱質量、沖洗及排酸環節對手部進行采樣，因假單胞菌在工人手部檢出率較低，因此不做統計分析。由圖3可知，工人手部的菌落總數除沖洗環節顯著下降外，在剝皮扯皮、修整稱質量、排酸環節后均顯著上升（<0.05），且在剝皮扯皮環節上升最多，由宰前的1.39（lg（CFU/cm））上升至宰后的3.23（lg（CFU/cm））。宰前沖洗環節前工人的手部污染最為嚴重，而宰后修整工人的手部污染最為嚴重。由同一環節屠宰前后的污染情況可知，除沖洗環節外，造成工人手部嚴重污染的屠宰環節可依次排序為修整剝皮扯皮>排酸>修整稱質量。在乳酸菌及金黃色葡萄球菌的結果分析中發現相同的手部污染變化規律。工人手部大腸菌群的污染情況在剝皮扯皮、修整稱質量及沖洗環節并未顯著改變，而在排酸環節手部污染情況明顯加重（<0.05）。

因沖洗環節不涉及刀具操作，因此刀具污染的采樣部位在工人手部操作的基礎上減少沖洗環節。另外，在屠宰過程中排酸與后續分割步驟較為緊密，排酸處操作工人與后續初始分割的操作工人為同一人，因此在此處對刀具采樣并計為排酸環節。由圖4可知，除大腸菌群外，在剝皮扯皮、修整稱質量及排酸操作后刀具的菌落總數、乳酸菌及金黃色葡萄球菌的污染情況均有顯著上升（<0.05），其中在排酸環節金黃色葡萄球菌總數上升最顯著，從宰前-0.04（lg（CFU/cm））上升至宰后的2.06（lg（CFU/cm））。對于總體污染情況來說，操作環節對于刀具菌落總數的影響依次為排酸>剝皮扯皮>修整稱質量，且宰前修整稱質量的操作刀具污染情況最嚴重，而屠宰后排酸工人的刀具污染最嚴重。大腸菌群的刀具污染情況變化與菌落總數一致。對于大腸菌群來說，剝皮扯皮及修整稱質量環節并未顯著加劇操作刀具污染，而排酸操作時刀具污染情況加?。?lt;0.05）。

目前國家只有推薦性標準GB/T 19477—2018《畜禽屠宰操作規程 ?！分幸幎讼嚓P操作，但在中小屠宰場有些操作難以實施。因此，建立有針對性的危害分析的臨界控制點食品安全管理體系可以在不同規模的屠宰廠中嚴格執行，減少屠宰所致的胴體污染。在本項研究中，乳酸菌作為優勢菌群參與了從剝皮扯皮至排酸的全過程，其次為金黃色葡萄球菌、大腸菌群，這與Paul等的研究結果一致。屈云等的研究發現，在牦牛屠宰廠中檢出的金黃色葡萄球菌所攜帶毒力基因及抗消毒劑基因較強，而本研究也發現在胴體及環境中金黃色葡萄球菌的檢出率較高，因此屠宰企業應針對耐藥性污染菌種開發新型的環境消毒方法。

在沖洗前，胴體表面微生物數量通常是跟隨屠宰工序逐漸增加的。剝皮扯皮過程是使干凈無菌的胴體受到污染的第1環節，在工人用刀具進行預剝皮（預剝皮為剝皮扯皮操作的初始步驟）的過程中，來自牛皮表面的細菌及污物會沾染在刀具上，然后通過用刀具分離牛皮時與胴體接觸，從而導致微生物污染表面。另外，背部為剝皮后初始菌落最低部位，這可能與剝皮操作的工序相關。在欲剝皮時工人主要沿四肢、胸、腹進行牛皮的開口分離，此時并未接觸到背部，而背部皮膚的暴露初始于機械滾筒剝皮機，操作時避免直接與胴體接觸降低了初始污染程度，這與Gill等的研究結果一致。胸部為初始污染及整個屠宰過程中污染最嚴重的部位，這可能是因為在工人進行剝皮扯皮時，對牛皮進行開口分離時胸部為最終工序，此時皮毛上的污染物已經在刀具及工人手部富集，因此胸部受到污染更為嚴重。另外，在企業操作過程中發現取白臟時有消化道及腸胃內容物流出的現象發生，從而加劇了胴體表面大腸菌群的污染情況。所有采樣部位的污染程度在修整稱質量過程中均有上升趨勢，原因可能為在修整過程中工人通常用手接觸胴體以便于操作，在后續稱質量過程中工人也會用手進行推胴體的操作。另外，機械軌道上并未給胴體設置間隔距離，胴體密度較大、接觸緊密也增加了胴體間交叉污染的隱患。在修整稱質量后，牛胴體會放置數小時后進行沖洗。采樣車間的平均溫度為18.9 ℃，相對濕度也較高（81%），潮濕、適宜的溫度為胴體表面微生物的生長提供了良好的生長條件。Firstenberg-Eden研究發現，將微生物接種于牛肉樣品表面，并在20 ℃的環境下放置3～4 h后，菌落總數也顯著上升，與本實驗結果一致。沖洗環節降低了各部位的污染程度，尤其對污染嚴重的頸部、前腿部位效果顯著。排酸環節后，后腿部位污染程度較顯著減輕，排酸庫的平均溫度為2.8 ℃，低溫環境使部分嗜熱菌死亡，從而減少胴體表面菌落總數，而前腿、胸部菌落總數有輕微上升趨勢，這可能與靠近地面接觸到地面濺水有關。

屠宰的進行對于環境空氣污染有顯著加劇作用，其中沖洗后空氣沉降菌落總數上升最為顯著。國內屠宰場目前普遍采用高壓冷水的沖洗方式，高壓水接觸到胴體時將表面菌落沖起，進入空氣中，易造成胴體二次污染。另外，長時間沖洗不僅增加用水量，提高經濟成本，所用高壓還將破壞胴體表面完整性，降低胴體質量。Gill等將沖洗方式改為真空熱水清洗及蒸汽清洗，與高壓冷水沖洗相比，能更好去除胴體表面污染且減少了胴體的二次污染。另外，有研究表明，利用乳酸、過氧乙酸等有機酸也可以有效降低牛胴體微生物數量，是潛在高效抗菌干預手段。

屠宰工人的手是與胴體接觸環境中污染最嚴重的部分。其中乳酸菌、金黃色葡萄球菌較多，這可能是因為在操作時工人雙手接觸到血液及腸道內容物所致，這與張維益等的研究結果一致。剝皮扯皮環節及排酸環節操作工人雙手污染加劇最為嚴重，主要是因為在剝皮扯皮環節，工人雙手與皮毛及污物接觸導致污染加劇，而在排酸環節中，屠宰工人用手接觸牛胴體，將牛從排酸間推出，手部與胴體的接觸加劇了手部污染。刀具也是胴體表面污染物的主要來源之一。在剝皮扯皮和排酸后，刀具污染加劇較為顯著，且經過排酸后的初始分割工人的刀具污染最為嚴重，這與胴體表面所觀察到的結論相反?？赡苁怯捎诮涍^排酸后，乳酸菌、腸桿菌等在胴體表面生長，分泌胞外多糖等黏液類物質，使其易附著在工人的手部及刀具表面，導致此環節工人手部及操作刀具污染的加劇。

本研究分析肉牛屠宰過程中胴體表面污染及接觸環境污染變化情況，結果表明，胸部是屠宰過程中胴體表面污染較為嚴重的部位，因此在屠宰及清洗流程應著重控制，以減輕胸部的污染。另外，高壓冷水沖洗作為目前國內最常見的減菌方法，操作時應控制壓力以避免胴體表面微生物升至空氣中，并作為空氣沉降菌落對胴體表面進行二次污染。同時，提高沖洗時的水溫也可有效提升減菌效果，可以作為替代冷水沖洗的高效減菌方法在屠宰廠中推廣使用。工人的手及操作的刀具均為胴體的主要污染源，而在實際屠宰過程中缺少對手部及刀具消毒的相關操作，因此可在屠宰不同環節的銜接處設置消毒點，通過增加對手部、刀具的消毒頻率以減少接觸環境對胴體的直接污染。本研究對剝皮扯皮、修整稱質量、去內臟、沖洗及排酸5?個環節進行取樣，探究牛胴體表面5?個部位在屠宰過程中污染狀況的變化規律，同時對作為潛在環境污染源的空氣、操作工人雙手及刀具進行污染狀況分析，為屠宰過程中風險關鍵控制點的建立以及關鍵限值的確定提供了理論依據，以確保屠宰操作規范并提升冷卻牛肉安全品質。

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收稿日期：2022-01-12

基金項目：“十四五”國家重點研發計劃重點專項（2021YFD2100503）

第一作者簡介：史宇璇（1996—）（ORCID： 0000-0002-0868-9469），女，助理工程師，碩士，研究方向為生鮮肉品質提升技術研究。E-mail： cmrcsyx@126.com

*通信作者簡介：臧明伍（1981—）（ORCID： 0000-0002-1302-316X），男，教授級高級工程師，博士，研究方向為肉品科學與食品安全。E-mail： zangmw@126.com

喬曉玲（1964—）（ORCID： 0000-0001-9552-7072），女，教授級高級工程師，學士，研究方向為肉制品加工技術。E-mail： cmrcsen@126.com