鸡蛋中常见食源性致病菌的生长预测模型研究

赵　格，宋　雪，赵建梅，王　娟，曲志娜，黄秀梅，刘鲜鲜，王君玮（中国动物卫生与流行病学中心，农业部畜禽产品质量安全风险评估实验室（青岛），山东青岛　266032）



鸡蛋中常见食源性致病菌的生长预测模型研究

赵格，宋雪，赵建梅，王娟，曲志娜，黄秀梅，刘鲜鲜，王君玮
（中国动物卫生与流行病学中心，农业部畜禽产品质量安全风险评估实验室（青岛），山东青岛266032）

摘要：为快速预测鸡蛋中常见食源性致病菌的生长规律，以不同温度下贮存的不同状态的鸡蛋为试材，以Gompertz方程拟合沙门氏菌、致病性大肠杆菌和空肠弯曲杆菌在蛋内的生长曲线。结果显示，Gompertz模型能很好地模拟不同温度下三种致病菌的生长情况（R＞0.98）。蛋壳完好时接种致病菌后，在4°C低温和22～25°C常温贮存条件下，各个时间点的蛋内容物中均检测不到致病菌，但在32°C高温20 d后，都不同程度地分离到了致病菌。蛋壳轻微裂纹时，低温条件下，只有空肠弯曲杆菌接种组未分离到菌；室温条件下，致病性大肠杆菌和沙门氏菌从一开始即可侵入到蛋内，空肠弯曲杆菌在20 d时可直接检测到较多的菌量；高温条件下，致病菌在3 d后便均可快速繁殖。本模型的构建可以为常见食源性致病菌在鸡蛋内的定量风险评估提供理论依据。

关键词：食源性致病菌；鸡蛋；不同温度；生长预测模型

我国是禽蛋生产与消费大国，2000年年产量为2 243.3万吨，超过世界总产量的40%，全国人均18.1 kg，超过发达国家水平。其中禽蛋产量的85%为鸡蛋，鸡蛋消费在我国食品消费中占重要地位［1-2］。因食用被致病菌污染的禽蛋引起的食物中毒事件在我国时有发生。据统计，1991—1996年由蛋类引起的食物中毒为166起，中毒人数为4 207人［3］。家禽及其产品是主要食源性致病菌，如沙门氏菌、致病性大肠杆菌和弯曲杆菌的主要细菌库源和传播载体［4-6］。沙门氏菌由于可在母鸡体内垂直传播，向来被认为是禽蛋中最常携带的致病菌。事实上，除了垂直传播外，养殖环境和贮存环境也都会直接或间接地影响禽蛋中致病微生物的携带，从而影响其质量。

微生物预测模型能够定量描述在特定环境条件下食源性微生物的生长、残存和死亡动态，确保产品在生产、运输和贮藏过程中的安全和稳定［7］。对鸡蛋中常见致病菌的生长模型进行预测，可以为鸡蛋的质量安全风险评估，特别是定量风险评估提供数据支持，而定量风险评估可以更有效地指导生产和消费。目前国内对常见食源性致病菌在鸡蛋内的生长动力学模型并没有相关研究。因此本研究通过拟合不同温度条件下沙门氏菌、致病性大肠杆菌和空肠弯曲杆菌在蛋壳完好和蛋壳微裂的蛋内生长情况，建立初级预测模型，旨在对污染致病菌的鸡蛋内容物中致病菌的存活情况做出较为科学的预测，为监控鸡蛋的质量安全和风险评估提供有效的数据支撑和参考。

1　材料与方法

1.1材料

鸡蛋是山东青岛某蛋鸡养殖场当天的新鲜鸡蛋。沙门氏菌、致病性大肠杆菌O157：H7和空肠弯曲杆菌是本实验室保存的。选用胰酪大豆胨琼脂培养基（青岛海博生物）对沙门氏菌和O157：H7进行培养和计数，选用改良Skirrow氏琼脂基础对弯曲杆菌进行培养和计数。

对新鲜的鸡蛋模拟带病原的泄殖腔污染或粪便污染，然后置于不同温度下，模拟不同的贮存环境。在不同时间内，检测蛋内容物中致病菌的数量，预测致病微生物在不同状态下的鸡蛋内生长模型。

1.2鸡蛋的模拟污染

新鲜的鸡蛋经酒精和紫外消毒，排除自身蛋壳携带菌的污染后，一部分鸡蛋制作轻微裂纹（小勺圆底部分轻轻敲打鸡蛋，以看不到明显裂纹，但听到声音变化为标准），然后同蛋壳完好的鸡蛋一起快速滚过108CFU/mL的沙门氏菌、O157：H7和空肠弯曲杆菌的菌液，室温置24 h进行感染，模拟带病原的泄殖腔污染或粪便污染。然后再次用酒精和紫外线去除未感染入内的菌，模拟工厂对收集的鸡蛋进行清洁灭菌处理。不处理的作为对照。将鸡蛋分组置于低温＜8 °C（4 °C）、常温22～25 °C、高温＞30 °C（32 °C）下贮存。

1.3致病菌计数

分别在模拟感染1 d、3 d、5 d、10 d、20 d和30 d后，每组取3枚鸡蛋进行相应菌落计数。先将鸡蛋表面消毒，然后将鸡蛋打入灭菌的，带有玻璃珠的三角瓶，充分混匀，取5 mL梯度稀释，取100 μL涂布计数平板，沙门氏菌和大肠杆菌37 °C培养，弯曲杆菌42 °C厌氧培养。

1.4生长模型的建立

应用Curve Expert1.4软件拟合各致病菌在蛋内不同温度下的生长曲线。分别将在不同温度下获得的三种致病菌的生长数据，用软件中Gompertz模型拟合它们的生长动态，得到相应的初级预测生长模型，这是一个非线性模型。

图1　蛋壳完好时32°C贮存条件不同致病菌在蛋内的生长曲线

2　结果

2.1常见致病菌在温度较低时不易侵入蛋壳完好的鸡蛋

在蛋壳完好的情况下，感染三种不同致病菌以及不感染对照组在低温（4 °C）和常温（22～25 °C）贮存条件下各个时间点（1 d、3 d、5 d、10 d、20 d 和30 d）在蛋内容物中都检测不到致病菌，但是在高温（32 °C）时，到20 d和30 d，感染致病菌的三组都不同程度地分离到了致病菌，将获得的致病菌生长数据用Gompertz模型拟合其生长动态模型（图1）。可见在蛋壳完好的情况下，即使受过致病菌污染，若及时清洁，不管在室温还是冷藏环境贮存1个月，也是没有问题的。但当温度较高时，到第20天，致病菌就会进入蛋内开始繁殖。

2.2常见致病菌短时间内即可侵入蛋壳微裂的鸡蛋并进行繁殖

轻微的蛋壳破裂在实际生活中并不容易发现。本研究同样模拟了轻微的蛋壳裂纹感染三种不同致病菌，在低温（4 °C）、常温（22～25 °C）和高温（32 °C）贮存条件下各个时间点（1 d、3 d、5 d、10 d、20 d和30 d）蛋内容物中致病菌的生长情况见图2～4。结果发现，低温情况下，除空肠弯曲杆菌感染组未分离到菌外，其余三组都不同程度地分离到致病菌，对照组也检测到微量细菌。室温情况下，致病性大肠杆菌和沙门氏菌从一开始即可侵入到蛋内进行繁殖。大肠杆菌从第10天开始高速繁殖，而沙门氏菌从第3天就开始高速繁殖，说明沙门氏菌更容易穿过有抑菌效应的蛋清（蛋清中有占蛋白含量3.5%左右的溶菌酶）；空肠弯曲杆菌在前期的几个时间点检测中均未检测到，但是20 d后检测到较多的菌量，说明空肠弯曲杆菌不易穿过有抑菌效果的蛋清，但是一旦穿过，便可快速繁殖；对照组在10 d以后也可以检测到相对较多的细菌，说明10 d后环境中的细菌也可以入侵裂纹的鸡蛋。高温情况下，大肠杆菌5 d后开始快速繁殖，沙门氏菌3 d后便可快速繁殖，空肠弯曲杆菌10 d后开始进入快速繁殖阶段，同样环境中的细菌在10 d后也可以入侵裂纹的鸡蛋。

3　讨论

图2　蛋壳裂纹时4°C贮存条件不同致病菌在蛋内的生长曲线

图3　蛋壳裂纹时22°C贮存条件不同致病菌在蛋内的生长曲线

图4　蛋壳裂纹时32°C贮存条件不同致病菌在蛋内的生长曲线

鸡蛋在排出时若是受到染病鸡的泄殖腔或者鸡粪的污染，蛋壳表面的保护膜会直接被鸡粪腐蚀掉或者经过随后的人手摩擦或冷藏也会很快被破坏，这样蛋壳表面污染的致病菌就可以侵入到蛋内。本研究就是模拟鸡蛋在受致病菌污染的情况下，同时模拟不同的贮存条件，通过Gompertz方程来拟合常见食源性致病菌在蛋内的生长曲线，从而预测它们在特定状态下的生长模型，便于更好地控制鸡蛋的质量安全，为鸡蛋的品质评价和货架期预测提供了数据支撑。

目前国内对食源性致病菌在食品中的预测生长模型研究较多，在鸡蛋内还未有相关研究。通过本研究所建立的生长预测模型，可以看出蛋壳完好的鸡蛋即使受过致病菌污染，但若清洁及时，室温或冷藏贮存1个月是没有问题的。但在温度较高时，第20天就会有致病菌侵入蛋内。蛋壳裂纹的鸡蛋一旦污染大肠杆菌和沙门氏菌，这两种致病菌当天就可以侵入蛋内。但是冷藏条件下，致病菌繁殖很慢，而在室温或者高温条件下，沙门氏菌从第3天就可快速繁殖，大肠杆菌稍微滞后；空肠弯曲杆菌对裂纹鸡蛋的入侵是滞后的，冷藏条件下根本就不入侵，在室温20 d或高温10 d时才能在蛋内检测到，但是菌量已经很高，说明空肠弯曲杆菌不易入侵鸡蛋，但一旦侵入蛋内，便迅速繁殖。另外不感染对照组在非冷藏状态下10 d后也可以检测到蛋内有细菌入侵，说明环境中的细菌也可入侵裂纹鸡蛋。可见完好的蛋壳是鸡蛋抵御细菌感染的天然屏障，冷藏是较好的贮存方式。

以上研究结果表明：在收获鸡蛋后，最好先清洁后再贮存。因为即便是污染过致病菌的鸡蛋，在清洁灭菌后，继续贮存一个月后都未能在蛋内检测到致病菌。在贮藏时首选冷藏方式。因为即使蛋壳

裂纹，冷藏条件下，致病菌也难以侵入蛋内进行繁殖。在食用时建议食用熟鸡蛋。因为常温贮存时间过长，环境中的细菌都有可能进入鸡蛋，尤其是有些不易发现的微裂纹鸡蛋，更极易被细菌污染。

参考文献：

［1］ 国家统计局综合司，新华财经信息咨询有限公司.中国区域经济统计年鉴2000 ［M］. 北京：海洋出版社，2000.

［2］ 中国农业年鉴编辑委员.中国农业年鉴2001［M］. 北京：中国农业出版社，2001.

［3］ 卫生部. 卫生部食物中毒年报［R］.北京：卫生部，1991-1996.

［4］ Jones D R，Anderson K E，Guard J Y. Prevalence of coliforms，Salmonella，Listeria，and Campylobacter associated with eggs and the environment of conventional cage and free-range egg production［J］.Poultry Science，2012，91 （5）：1195.

［5］ 刘美玉，王永霞，孔德江，等.鸡蛋壳表面及蛋内容物的微生物污染情况分析［J］. 肉类研究，2008，109（3）：62-64.

［6］ 王红宁，马孟根，魏甬，等.规模化鸡场种蛋蛋壳、蛋内容物的总菌数、大肠杆菌数、沙门氏菌数测定［J］. 中国家禽，2001，23（24）：9-11.

［7］ Mcdonald K，Sun D W. Predictive food microbiology for the meat industry：a review［J］. International Journal of Food Microbiology，1999，52（1/2）：1-27.

（责任编辑：朱迪国）

Study on Predictive Modeling of Food-borne Pathogens Growth in Eggs

Zhao Ge，Song Xue，Zhao Jianmei，Wang Juan，Qu Zhina，Huang Xiumei，Liu Xianxian，Wang Junwei
（China Animal Health and Epidemiology Center，Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Livestock and Poultry Products（Qingdao），Ministry of Agriculture，Qingdao，Shandong 266032）

Abstract：To rapidly predicate food-borne bacterial growth modeling in eggs，the growth curves of salmonella，enteropathogenic Escherichia coli and campylobacter jejuni in eggs stored under different temperatures were fit by Gompertz equation. The results showed that the Gompertz modeling could commendably predict the bacterial growths under three kinds of temperatures （R＞0.98）. When the pathogens inoculated on the intact shells，pathogens could not be detected in the eggs stored under low temperature 4 °C and room temperature 22～25 °C，but could be detected after 20 days under 32 °C high temperature. When the pathogens were inoculated on the shells with slight crack，only campylobacter jejuni could not be isolated from eggs under low temperature；under room temperature，salmonella and enteropathogenic Escherichia coli could invade in eggs at the beginning，and campylobacter jejuni could be directly detected a lot until 20 days. Under high temperature，each pathogen could rapidly grow after 3 days. This study may provide a theoretical reference for quantitative microbial risk assessment of food-borne pathogen in eggs.

Key words：food-borne pathogens；egg；different temperatures；predictive modeling of growth

中图分类号：S851.3

文献标识码：B

文章编号：1005-944X（2016）06-0068-04

DOI：10.3969/j.issn.1005-944X.2016.06.020

基金项目：国家农产品质量安全风险评估重大专项-2015年（GJFP2015007）

通讯作者：王君玮