猪肉引发厨房沙门氏菌交叉污染定量风险评估

张 莉，尹德凤，张大文，罗林广*

（江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所，农产品质量与安全重点实验室，农业部畜禽产品质量安全风险评估实验室（南昌），江西 南昌 330200）

食源性疾病长久以来一直是全球具有挑战性的问题，在我国已成为头号食品安全问题[1-2]，而沙门氏菌（Salmonella）在食源性疾病中具有非常重要的病原学地位，其对世界各国的食品安全产生着巨大的威胁。据美国疾病控制与预防中心（Centers for Disease Control and Prevention，CDC）报道，美国每年约有120万 人感染沙门氏菌，住院23 000 例，死亡450 例[3]，2014年发病率为16.3 例/10万 人，由沙门氏菌导致的食源性疾病占细菌类食源性疾病总数的40%[4]。据欧洲食品安全局统计[5]，欧洲2009—2013年间平均每年发病率约为21.9 例/10万 人，由沙门氏菌导致的食源性疾病占细菌类食源性疾病的71%，占所有食源性疾病爆发总数的28%。澳大利亚2011年有12 271 例沙门氏菌感染病例，感染率为54.3 例/10万 人，较前5 年平均增加了23%[6]。从我国食源性疾病监测系统获得的数据可知，沙门氏菌感染在我国食源性疾病中一直处于主要地位[7]，而畜禽类产品是沙门氏菌的主要致病食品。

从我国食源性疾病监测网近年来的数据分析，病原微生物感染仍是我国食源性疾病的主要原因，主要感染途径为不完全烹饪和交叉污染[8-9]。在我国与致病菌相关的食物中毒事件中，绝大多数都与加工过程中操作不规范、食盆、砧板和厨具生熟不分而导致交叉污染有关[10-13]。世界卫生组织的调查也表明，交叉污染是造成食品安全事故的主要原因之一，且呈现增长趋势[9,14]。美国CDC数据统计显示，交叉污染亦是导致美国食品安全中毒事件的主要原因之一[15]。国外学者已展开对沙门氏菌[15-16]、大肠杆菌[17-18]、空肠弯曲杆菌[19]等厨房常见致病菌在不同介质、不同场景下的交叉污染模型研究和风险评估。Gomes-Neves等[20]对屠宰场沙门氏菌交叉污染情况进行研究，认为猪肉可能成为厨房中沙门氏菌的主要来源。Soares等[16]研究厨房常用的4 种材质砧板在食物沙门氏菌交叉污染过程中的贡献，并研究了不同的清洗处理方式对砧板上沙门氏菌残留的影响。

由于饮食风俗习惯、社会工业技术的先进程度不同等原因，致病菌在不同国家和地方的厨房中发生交叉污染的风险各不相同[14]。根据我国厨房卫生状况调查数据显示[21]，我国绝大多数厨房中存在交叉污染风险。目前我国学者针对沙门氏菌交叉污染模型及风险评估的研究还较少，朱江辉等[22]通过国际已有模型结合我国部分地区居民厨房内鸡肉烹调习惯，构建适合我国居民厨房特点的鸡肉非伤寒沙门氏菌交叉污染模型。罗婵等[23]对鲜切生菜中沙门氏菌在不同清洗剂处理过程中的转移情况进行了研究，以此评估沙门氏菌对生菜的交叉污染风险。生鲜猪肉在我国消费量巨大，且国内厨房中交叉污染情况严重，因此有必要针对厨房中猪肉交叉污染即食食物发生沙门氏菌中毒风险进行评估。本研究从零售阶段的生鲜猪肉着手，参考国内外已发表文献中沙门氏菌的污染数据，结合我国居民对生鲜猪肉的消费习惯，建立沙门氏菌生长与失活模型，得出各模块相关参数值。从危害识别、暴露评估、危害特征描述和风险分析4 个方面对我国生鲜猪肉引发厨房中沙门氏菌交叉污染风险进行定量风险评估。

1 数据与方法

1.1 数据来源

数据来源主要包括以下几个方面：1）我国猪肉中沙门氏菌污染率和污染水平等数据：主要通过查阅国内外相关流行病学文献、食源性疾病监测报告数据以及本课题组历年来检测中所获得的数据资源；2）生鲜猪肉每餐摄入量：结合中国统计年鉴与各地膳食调查数据进行模拟校正；3）温度资料：根据中国气象年鉴提供的温度数据进行各季节平均气温模拟；4）生鲜猪肉从购买到烹饪各阶段的数据：参考文献[24]；5）沙门氏菌生长数据：参考本课题组前期研究所得数据；6）厨房内生熟混用数据：参考文献[21]；7）沙门氏菌在砧板、菜刀以及双手上的残留率数据：参考文献[19,25]。

1.2 评估依据

参考国际食品法典委员会《微生物风险评估原则和指南》，从危害识别、暴露评估、危害特征描述和风险分析4 个方面进行评估。

1.3 评估内容

研究生鲜猪肉导致即食食物交叉污染引发的沙门氏菌中毒风险。

1.4 评估环节

对从厨房到餐桌各环节进行风险评估。

1.5 数据分析

应用Microsoft Excel和@Risk 7软件进行分析。通过采用概率分布对各个变量进行不确定性描述，并进行蒙特卡洛模拟，每次模拟包括10 000 次运算，以每次运算时计算机从模型的每个概率分布中随机抽取的数值进行运算。

2 结果与分析

2.1 危害识别

沙门氏菌是一群革兰氏阴性无芽孢的需氧或兼性厌氧短杆菌，除鸡白痢沙门氏菌和鸡伤寒沙门氏菌外，大多具有周身鞭毛，能运动，也有不运动突变株。目前已发现2 600多种血清型，其中与人类疾病有重要关系的有鼠伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、猪霍乱沙门氏菌、纽波特沙门氏菌、海德尔堡沙门氏菌、爪哇安纳沙门氏菌等，我国目前已检出292 个不同的血清型。沙门氏菌的生长温度范围非常广，在7～40 ℃范围均能正常繁殖。不耐热，在100 ℃时立即死亡，70 ℃经5 min、65 ℃经15～20 min可被杀死。我国各地进行的食源性疾病分析报告显示[26-27]，沙门氏菌食物中毒事件仍然在我国占有非常重要的地位，畜禽肉类是厨房中沙门氏菌的主要污染来源。我国是生猪生产和消费大国，2015年猪肉年产量达5 671.4万 t，超过世界猪肉总产量（11 531.4万 t）的49%，猪肉占全国肉类总产量的62.5%。我国居民每年人均消费猪肉约15 kg，占肉类消费的60%以上，生鲜猪肉消费在我国食品消费中占有非常重要的地位。

2.2 暴露评估

2.2.1 生鲜猪肉中沙门氏菌初始污染数据

对国内外已公开发表资料中的数据结合专业性实验室未公开发表的数据（包括本课题组以往检测数据以及其他专业实验室的检测数据等）进行统计分析。以统计的市售生鲜猪肉中沙门氏菌的平均检出率作为居民购买生鲜猪肉时沙门氏菌的初始污染水平（P0），采用贝塔分布描述生鲜猪肉中沙门氏菌的初始污染率分布：Beta（s+1，n-s+1），其中s为阳性样品数，n为样品总数。收集到的资料中共检测零售生鲜猪肉样品数为4 697 个，检出阳性数为728 个。分布描述结果显示，市售生鲜猪肉中沙门氏菌的初始污染率平均值为15.5%，90%置信区间为14.6%～16.4%（图1）。

图1 市售生鲜猪肉中沙门氏菌的初始污染率Fig. 1 Prevalence of Salmonlla in fresh pork at retail

阳性样品中沙门氏菌的污染水平采用Cumulative函数进行描述：Cumulative（min，max，{x1，x2，…，xn}，{p1，p2，…，pn}）。因我国猪肉中沙门氏菌定量检测数据有限，故本研究采用文献[28]中鸡肉的阳性样品污染数据。

样品中的真实污染量M（lg（CFU/g））选用文献[29]中公式（式（1））来计算。

式中：m表示检测时的取样量/g；Z表示阴性样品数；N表示检测样品总数。

在实际的沙门氏菌检测中，一般取样量为25 g，资料统计的阴性样品数为3 969 个，检测样品总数为4 697 个，代入公式中计算得出，阴性生鲜猪肉样品中沙门氏菌的真实污染量大概为―2.2（lg（CFU/g）），用其作为平均值，通过反向偏斜累积概率分布来表示阴性样品中沙门氏菌的污染水平，表达为Cumulative（-6，-0.522，{-6，-2.2，-0.522}，{0.01，0.5，0.99}）。

综上，居民购买生鲜猪肉时沙门氏菌的污染情况（阴性、阳性样品中沙门氏菌总数分别为Ln、Lp）应用Discrete函数进行描述：Discrete（Lp∶Ln，P0∶（1-P0））。经过软件进行模拟分析后，得到分布结果如图2所示。拟合结果表明，消费者购买生鲜猪肉时沙门氏菌平均污染量为-2.30（lg（CFU/g）），90%置信区间为-5.63～0.19（lg（CFU/g））。

图2 居民购买生鲜猪肉时沙门氏菌的污染总数分布Fig. 2 Levels of Salmonella in fresh pork at retail using discrete distribution model

2.2.2 生鲜猪肉从市场到餐桌过程中沙门氏菌变化情况

2.2.2.1 暴露温度和暴露时间变化

本研究分两部分对生鲜猪肉暴露的温度和时间进行拟合。第一部分为居民从购买生鲜猪肉至回家这段时间，暴露温度以2012年全国各主要城市月平均气温为参数，采用Triang（-20.275，28.1，31.52）分布来拟合全国气温分布，结果见图3。

图3 2012年全国各主要城市月平均气温分布Fig. 3 Monthly temperature distribution of major cities in China in 2012

从拟合结果来看，全国全年平均温度为13.1 ℃，90%置信区间为-9.1～28.5 ℃。假设居民从购买生鲜猪肉到回家的时间服从0.5～2.0 h的均一分布，表达为Uniform（0.5，2.0），分布图见图4。

图4 生鲜猪肉从购买到加工暴露室温下的时间分布Fig. 4 Consumer storage time of fresh pork at room temperature

图5 冰箱冷藏温度分布Fig. 5 Refrigerator temperature distribution

第二部分为居民将生鲜猪肉放入冰箱冷藏至烹饪这段时间，冰箱冷藏温度参考文献[30-31]，采用RiskCumul（0，15，{4，8，15}，{0.1，0.8，0.9}）分布来拟合冰箱冷藏温度分布，结果见图5，从拟合结果来看，冰箱冷藏平均温度为7.69 ℃。假设居民购买生鲜猪肉放置于冰箱冷藏的时间服从0.5～72.0 h的均一分布，表达为Uniform（0.5，72.0），分布图见图6。

图6 生鲜猪肉冰箱冷藏时间分布Fig. 6 Consumer storage time of fresh pork at refrigerator temperature

2.2.2.2 从市场到厨房过程中生鲜猪肉沙门氏菌的变化

根据本课题组模拟各温度下生鲜猪肉中沙门氏菌生长状况，得出二级平方根模型（公式（2））进行沙门氏菌生长速率预测。

式中：μmax为最大比生长速率/h-1；T为温度/℃。

通过软件拟合，得出生鲜猪肉在室温下平均最大比生长速率为0.130 4 h-1，90%置信区间为0.000 0～0.388 8 h-1，见图7。在冰箱冷藏温度下平均最大比生长速率为0.018 1 h-1，90%置信区间为0.000 0～0.068 6 h-1，见图8。经过两个时间段后，计算得出，在开始加工生鲜猪肉时与砧板、手和刀具接触的沙门氏菌的污染数平均值为-1.95（lg（CFU/g）），90%置信区间为-5.32～0.67（lg（CFU/g）），见图9。

图7 室温下生鲜猪肉中沙门氏菌的最大比生长速率Fig. 7 Growth rate of Salmonella in fresh pork at room temperature

图8 冰箱冷藏温度下生鲜猪肉中沙门氏菌的最大比生长速率Fig. 8 Growth rate of Salmonella in fresh pork at refrigerator temperature

图9 接触砧板时生鲜猪肉中沙门氏菌污染总数Fig. 9 Levels of Salmonella in fresh pork after storage at room temperature

2.2.2.3 生鲜猪肉进入厨房后沙门氏菌对即食食物的交叉污染

在我国，猪肉烹饪以熟食为主，厨房沙门氏菌中毒主要来自于对即食食品的交叉污染。假设生鲜猪肉进入厨房后，其中的沙门氏菌通过接触砧板、手、刀具转移至厨房即食食品上。对从开始准备即食食品到食用的时间采用均一方程进行拟合，分布结果见图10。我国居民对即食食品的消费习惯及数量参考文献[32]数据，拟合分布见图11。我国居民每人每天平均食用即食食物9.06 g，90%置信区间为0.1～34.4 g。通过计算得出最终每个消费者每天食用即食食物时摄入的沙门氏菌总数为-4.77（lg（CFU/g）），90%置信区间为-8.73～-1.24（lg（CFU/g）），结果见图12。

图10 居民从准备即食食物开始到食用的时间分布图Fig. 10 Distribution of storage time of RTE foods

图11 我国居民平均每天即食食物摄入量分布图Fig. 11 Average daily per capita consumption of RTE foods

图12 消费者每天食用即食食物时摄入的沙门氏菌量Fig. 12 Daily per capita intake of Salmonella from consumption of RTE foods

2.2.3 暴露评估过程中主要参数汇总

沙门氏菌在厨房中的交叉污染模型各参数详见表1。

表1 暴露评估过程中的各主要参数设置Table 1 Models and parameters for the simulation of distribution and risk assessment of Salmonella

2.3 危害特征分析

人通过接触、摄食等途径感染沙门氏菌，感染剂量波动很大，不同血清型、不同人群的感染剂量也不同，一般认为导致大规模爆发的细菌总数约105～106CFU/g，感染症状包括腹泻、发热、腹痛或痉挛、呕吐、头痛和恶心，潜伏期从8 h到72 h不等，症状能维持长达一个星期，程度由轻度到严重，甚至发生死亡。死亡病例多见于易感人群，包括婴幼儿、老人和免疫缺陷疾病患者。

剂量反应关系描述了人体摄入沙门氏菌数量与患病概率之间的对应关系，本研究参考文献[34]，采用将人群分为正常人群和易感人群，分别设置不同的α和β参数值，并将不确定性引入参数β：即正常人群α＝0.276 7，β＝RiskNormal（21.159，20，RiskTruncate（0，60））；易感人群α＝0.276 7，β＝RiskNormal（2.116，2，RiskTruncate（0，6））。在通常剂量下，该模型能够较好反映出致病菌摄入量与疾病的关系。根据沙门氏菌在生鲜猪肉中的污染水平分布，以及进入厨房后对即食食物的交叉污染水平，结合我国居民即食食物消费水平，预测因生鲜猪肉带入沙门氏菌污染厨房即食食物导致发生沙门氏菌病的概率为4.15×10-6，发病概率对数值分布拟合结果见图13。

图13 沙门氏菌发病概率预测对数值分布Fig. 13 Probability of salmonellosis from consumption of pork and RTE foods

2.4 风险描述

在风险描述阶段，把暴露评估的输出数据与剂量-反应模型结合起来，产生了猪肉中沙门氏菌对即食食物引起交叉污染的风险。本模型将易感人群和正常人群分开计算，假设易感人群占我国总人口数的25%，用Pert分布：Pert（0.15，0.25，0.3）进行描述。假设两类人群的猪肉消费和即食食物消费模式相同，我国80%的居民有消费猪肉的习惯，通过暴露人数计算出我国每年因猪肉对即食食物的交叉污染而引起的沙门氏菌患病人数超过8万 人。

表2 预期年度风险计算Table 2 Calculation of expected annual risk of salmonellosis

2.5 敏感性分析

通过敏感性分析评估中各个参数值与最终结果的相关性，可以找到模型中影响最终结果最重要的因素，以此确定风险控制管理的手段和措施。将所有涉及到的参数一同进行敏感性分析，计算斯皮尔曼等级相关系数，得出各参数的相关系数，结果见图14。

图14 敏感性分析图Fig. 14 Correlation coefficients between risk and input

从图14中可以看到，生鲜猪肉进入厨房时的初始污染水平对即食食物交叉污染的影响最大，其次是厨房中砧板的使用和清洗习惯，这提示了在厨房中生熟分开的重要性。此外，冰箱有效冷藏温度的控制和放置时间也是影响较大的因素。

3 讨 论

风险评估结果显示，我国每年因猪肉交叉污染即食食物引发的沙门氏菌中毒概率为4.15×10-6，计算得出的每年因此导致的沙门氏菌中毒人数约为8万 人，这与我国所获得的食物中毒资料数据趋于一致。在樊永祥等[35]对我国常见餐饮食品原料中沙门氏菌的定量风险评估中，预测我国牲畜肉在夏秋季节引发的沙门氏菌发病概率为3.14×10-5，冬春季节为1.48×10-7。我国食源性疾病监测网监测结果显示，2003—2007年间我国沙门氏菌发病人数为3 790 人[36]，这远远低于毛雪丹[7]对我国细菌性食源性疾病流行病学的研究结果，该结果表明我国每年因非伤寒沙门氏菌导致食源性病约1 105万 人。造成数据如此大差异的原因与我国的统计报告多来源于被动监测数据有关，我国每年实际的沙门氏菌感染病例需要考虑到很多漏报因素[34]。

由于我国食品微生物定量风险评估体系尚不发达[37]，再加上本次评估中很多数据处于缺失状态，采用了替代数据，对本次评估的不确定性产生了很大影响。首先，我国目前国家标准对食品中沙门氏菌的检测方法采用的是定性方法，定量检测方法和技术还不够先进，造成了目前我国食品中沙门氏菌定量数据的缺失，即使有少数的定量数据，绝大多数都是采用的最可能数计数法，这种最大可能法与定量评估所需的精确数据存在很大差距，对评估结果势必会产生非常大的误差。本次评估由于无法获取我国生鲜猪肉中沙门氏菌的定量污染数据，所以采用了文献[27]中鸡肉沙门氏菌的定量污染数据代替。要获得更加准确的沙门氏菌定量风险评估结果，应当着重调查我国生鲜猪肉市场中沙门氏菌的定量污染水平，做到分季节、分地区进行更加精准的评估预测，为政府部门进行食品安全管理提供更加有效的数据支撑。其次，每个民族和地区的人群特点是不一样的，所以在建立适应我国人群特点的剂量反应模型之前，在定量风险评估研究中采用国际资料中的沙门氏菌剂量反应关系[38]，会对评估结果造成影响。再次，虽然很多资料均显示，在我国厨房交叉污染对食物中毒贡献很大，但针对我国消费习惯和消费环境下的厨房交叉污染模型建立的资料和数据还非常缺乏[22,24,39]。因此，要推动我国食品微生物定量风险评估技术的发展，必须制定和完善相应的微生物定量检测标准方法，并建立适合不同人群的各致病微生物的剂量反应模型，减少因基础数据偏差而造成的评估不确定性。另外，针对人群特征、气候特征和地域环境特征等进行精准评估，更加有利于当地政府部门因地制宜地解决具有本地区特征的食品安全问题。

在对评估结果进行敏感性分析过程中发现：1）进入厨房的生鲜猪肉沙门氏菌初始污染水平对交叉污染即食食物影响最大，相关系数达到0.83。而进入厨房的生鲜猪肉沙门氏菌污染水平受整个上游生产加工链条卫生环境影响，因此控制养殖—屠宰—运输—销售链条中的沙门氏菌污染是重中之重；2）砧板到即食食物的转移率对交叉污染结果影响也非常大，相关系数为0.3，这与其他学者的研究结果相吻合[14]。对砧板的清洗方式和选择的消毒剂种类也对交叉污染有较大贡献。很多相关研究表明，使用的砧板材质不同，致病菌的转移率也有所不同[16,40]。木质或竹质砧板在我国居民厨房中是非常受欢迎的，但是根据相关的研究发现，木质砧板由于其材质原因，在使用过程中容易产生深浅不一的刀痕，使其难以清洗干净，给微生物的生存提供了很好的场所。而塑料砧板和不锈钢砧板在日常的使用过程中又多有不习惯。因此正确使用砧板和对砧板进行有效的消毒是日常厨房必须要做到的；3）家庭用冰箱冷藏温度和对食物的冷藏贮存时间也是需要注意的一个环节。冰箱并非是保险箱，在冷藏温度下，很多微生物都可以存活并继续生长繁殖，甚至产生毒素，包括沙门氏菌、单细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌等致病微生物；4）即食食物摄入量与感染风险呈负相关性。

因此，要控制厨房中因生鲜猪肉引发的沙门氏菌交叉污染中毒事件的发生，必须着重从以下方面进行管控：1）从源头控制生鲜猪肉中的沙门氏菌污染水平，加强对生猪屠宰场的卫生监管；2）对生鲜猪肉冷链进行严格控制，杜绝在运输、冷藏和售卖过程中对温度的滥用，减缓沙门氏菌的生长繁殖；3）加强厨房卫生习惯的科普宣传，强调生熟分开和采用合适的洗涤剂清洗厨房用具的重要性，对家用冰箱的正确使用进行普及，保证有效的冷藏温度，确保食物分类存放，控制存放时间等；4）对于老人、儿童、免疫力低下等敏感人群，应建议适当摄入即食食物，减少食源性沙门氏菌感染风险。

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