大型食品（禽肉）生產(chǎn)企業(yè)彎曲菌感染流行的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型探索與建立

1、大型食品（禽肉）生產(chǎn)企業(yè)彎曲菌感染流行的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型探索與建立摘要：食品安全是全球公眾關(guān)注的焦點(diǎn)問題，由微生物污染造成的食源性疾病一直是食品安全中突出的問題之一，而由食源性感染病原菌彎曲菌(campylobacter)引起的腹瀉在食物中毒病例中位居榜首。食用彎曲菌污染的食品（禽肉）是公認(rèn)的引起彎曲菌感染流行的主要因素，而禽肉生產(chǎn)加工過程是彎曲菌污染的主要環(huán)節(jié)。本文選擇大型雞肉生產(chǎn)企業(yè)為研究對(duì)象，通過對(duì)雞肉生產(chǎn)加工過程中主要環(huán)節(jié)彎曲菌的流行規(guī)律監(jiān)測(cè)，分析引起感染的主要影響因素，并應(yīng)用預(yù)測(cè)微生物學(xué)方法進(jìn)一步進(jìn)行分析進(jìn)而建立大型食品生產(chǎn)企業(yè)彎曲菌感染流行的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型。流行病學(xué)結(jié)果顯示，各環(huán)節(jié)的

2、陽性率均高，呈逐步上升的趨勢(shì)，消毒預(yù)冷環(huán)節(jié)能有效降低雞肉中的彎曲菌數(shù)量，且建立的模型預(yù)測(cè)數(shù)值與實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果差異不顯著，模擬效果好，同時(shí)在此基礎(chǔ)上應(yīng)用預(yù)測(cè)微生物學(xué)理論和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)了大型雞肉生產(chǎn)加工過程彎曲菌污染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型軟件。本研究結(jié)果將為食源性彎曲菌疾病預(yù)警體系的建立奠定基礎(chǔ)，并為相關(guān)政府部門的決策提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：食品安全 生產(chǎn)加工 彎曲菌 定量檢測(cè) 數(shù)學(xué)模擬 預(yù)測(cè)微生物學(xué) 預(yù)測(cè)軟件1 前言根據(jù)世界衛(wèi)生組織的估計(jì)，全球每年發(fā)生食源性疾病數(shù)十億例；由微生物污染引起的食源性疾病一直是食品安全中突出的問題之一。即使是在衛(wèi)生條件相對(duì)較好的發(fā)達(dá)國家，平均每年也有1/3的人群感染食源性疾病1。

3、由此可見對(duì)食源性疾病的檢測(cè)和控制極其重要。彎曲菌(campylobacter)作為一種重要的食源性感染病原菌，在許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家由其引起的腹瀉在細(xì)菌性腹瀉病例數(shù)量中位居榜首。在發(fā)展中國家，其引起的腸炎病例僅次于沙門氏菌和志賀氏菌,在很多地區(qū)甚至有超過沙門氏菌的趨勢(shì)2。世界衛(wèi)生組織已將該彎曲菌病列為最常見的食源性傳染病之一3。從2003年起，我國國家食源性疾病監(jiān)測(cè)網(wǎng)也將彎曲菌列為主要監(jiān)測(cè)對(duì)象。彎曲菌為革蘭氏陰性菌，它能引起散發(fā)性和地方流行性的胃腸炎暴發(fā)，特別是對(duì)具有免疫缺陷性的群體，如癌癥病人、艾滋病病人、糖尿病人、小孩和老人等，危害更加嚴(yán)重。彎曲菌腸炎潛伏期約為17天，主要癥狀有發(fā)熱、腹痛、水

4、樣或粘液血性腹瀉以及嘔吐。另外，彎曲菌還被認(rèn)為是人格林-巴利綜合征（guillain-barr syndrome, gbs）最主要的前驅(qū)因子4,5，嚴(yán)重威脅到公眾的衛(wèi)生安全。家禽是彎曲菌病最重要的傳染源，雞群感染率可達(dá)100%，彎曲菌的傳播主要是通過水平傳播，禽肉被公認(rèn)為人彎曲菌病的最重要來源，消費(fèi)禽肉與人彎曲菌病的流行有緊密相關(guān)性。進(jìn)入屠宰場(chǎng)彎曲菌陽性禽群的細(xì)菌數(shù)量是巨大的，腸內(nèi)容物的泄漏不僅污染胴體，而且引起環(huán)境污染導(dǎo)致屠宰場(chǎng)外界環(huán)境的污染，新鮮禽肉產(chǎn)品的污染率最高可達(dá)100%，胴體的細(xì)菌量可達(dá)108cfu。據(jù)相關(guān)組織對(duì)30余個(gè)國家的調(diào)查表明，上世紀(jì)80年代中期彎曲菌在雞中已經(jīng)廣泛分布6。

5、而最近的調(diào)查研究顯示，市場(chǎng)上出售的75%的活禽和80%的禽肉中含有彎曲菌。由此可見，對(duì)彎曲菌的預(yù)防和控制迫在眉睫，而禽肉生產(chǎn)加工過程作為禽肉被彎曲菌污染的主要環(huán)節(jié)，更是預(yù)防和控制彎曲菌污染的重要環(huán)節(jié)。食品安全質(zhì)量控制涉及面廣，“戰(zhàn)線”長，從生產(chǎn)加工流通全程來看，禽肉中彎曲菌的防控涉及飼養(yǎng)、屠宰加工、貯存運(yùn)輸、銷售等諸多環(huán)節(jié)，而且現(xiàn)行的技術(shù)存在檢測(cè)難度大、檢測(cè)結(jié)果的滯后性等特點(diǎn)，對(duì)人的食源性彎曲菌病流行控制造成極大的威脅。預(yù)測(cè)微生物學(xué)是運(yùn)用數(shù)學(xué)、工程學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和微生物學(xué)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)食品中微生物的生長和殘存進(jìn)行定量分析的一門新興學(xué)科，該學(xué)科不僅可以對(duì)食品安全作出快速評(píng)估的預(yù)測(cè)，而且可用于貨架期

6、預(yù)測(cè)，在食品質(zhì)量安全研究中具有重要意義7。本文則通過對(duì)禽肉生產(chǎn)加工過程主要環(huán)節(jié)進(jìn)行彎曲菌流行病學(xué)規(guī)律研究，并應(yīng)用預(yù)測(cè)微生物方法，進(jìn)一步對(duì)禽肉流行病學(xué)數(shù)據(jù)分析，建立數(shù)學(xué)模擬模型，為彎曲菌的預(yù)防和控制提供了更加有力的依據(jù)與手段。2 禽肉食品生產(chǎn)加工企業(yè)彎曲菌流行病學(xué)數(shù)據(jù)的采集以雞肉加工企業(yè)為例2.1 樣品的采集樣品采集時(shí)使用的棉球的制備：在100個(gè)醫(yī)用脫脂棉球（棉球的規(guī)格為0.8g/個(gè)）中加入200ml的pbs(磷酸鹽緩沖液，ph 7.2)，使pbs均勻地分布于每個(gè)棉球。樣品的采集：參考美國農(nóng)業(yè)部食品安全檢查署（fsis）haccp法規(guī)中的采樣方法。在禽肉屠宰加工企業(yè)采集樣品。使用上述含pbs的棉

7、球均勻地擦拭禽肉內(nèi)外表面（先擦拭外表面250cm2，后擦拭內(nèi)表面250cm2，共計(jì)500cm2），將擦拭好的棉球置于采樣袋內(nèi)，并將樣品置于冰盒中，4h內(nèi)運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。禽肉屠宰加工過程樣品采集環(huán)節(jié)如下：（1）禽類進(jìn)入屠宰場(chǎng)之前，使用無菌棉簽采集禽類泄殖腔樣品，樣品置于carry-blair運(yùn)送培養(yǎng)基，編號(hào)為a。（2）禽類進(jìn)入屠宰場(chǎng)脫羽之后，采集禽肉表面細(xì)菌樣品，樣品置于采樣袋，編號(hào)為b。（3）禽類開膛取完內(nèi)臟之后，采集禽肉內(nèi)外表面細(xì)菌，樣品置于采樣袋，編號(hào)為c。（4）禽肉消毒預(yù)冷之后，采集禽肉內(nèi)外表面細(xì)菌，樣品置于采樣袋，編號(hào)為d。（5）禽肉經(jīng)過包裝區(qū)包裝之后，采集禽肉內(nèi)外表面細(xì)菌，樣品

8、置于采樣袋，編號(hào)為e。（6）禽肉進(jìn)入凍庫之后，采集禽肉內(nèi)外表面細(xì)菌，樣品置于采樣袋，編號(hào)為f。（7）采集環(huán)節(jié)a、b、c、d、e和f的環(huán)境樣品（使用pbs浸泡過的棉球擦拭，樣品置于采樣袋中），分別編號(hào)為ha、hb、hc、hd、he和hf。2.2 彎曲菌定量檢測(cè)試劑的配制培養(yǎng)基配制用水：普通蒸餾水煮沸5-10min將水中氧氣充分釋放，冷卻用于培養(yǎng)基配制。彎曲菌生長促進(jìn)劑：丙酮酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫酸亞鐵和各稱取5 g，加入50 ml 蒸餾水充分溶解，用0.22m濾膜過濾備用。carry-blair氏運(yùn)送培養(yǎng)基：硫基乙醇酸鈉1.5g、磷酸氫二鈉1.1g、氯化鈉5g、瓊脂5g、蒸餾水1000ml、1氯化

9、鈣9ml。除氯化鈣外其它按上述成分配制加熱溶解，冷卻至50加1氯化鈣，校正ph 8.4，121，15min，分裝，每支58ml，備用（樣本可在其中保存72h）。含抗生素和生長促進(jìn)劑ccda培養(yǎng)基的配制：按ccda產(chǎn)品說明書配制培養(yǎng)基，高壓滅菌后，冷卻至50-60加入以下6種抗生素，使得培養(yǎng)基中各抗生素的最終濃度分別為：多粘菌素b，0.0067g/l；甲氧芐氨嘧啶，0.1g/l；利福平，0.1g/l；放線菌酮，1g/l；頭孢哌酮，0.128g/l；兩性霉素b，0.04g/l。培養(yǎng)基中生長促進(jìn)劑的最終濃度為0.5%（質(zhì)量/體積）。2.3 樣品的處理2.3.1 泄殖腔樣品：從運(yùn)送培養(yǎng)基中取出棉拭，置

10、于含500l滅菌pbs的eppendorf管中，充分浸透20 min，間隔振蕩數(shù)次；取出棉拭。2.3.2 禽肉樣品：擠出無菌棉球中的pbs置于eppendorf管中。2.4 彎曲菌的計(jì)數(shù)將以上處理好的樣品，分別取100l涂布于含有抗生素的ccda平板中，421、10% co2培養(yǎng)箱培養(yǎng)482h后計(jì)數(shù)。2.5 彎曲菌分離株的鑒定2.5.1 多重pcr方法：參照何蕊等的方法8，選取彎曲菌屬16s rrna基因、空腸彎曲菌mapa基因和結(jié)腸彎曲菌ceue基因設(shè)計(jì)引物。2.5.2 國標(biāo)方法：參照gb/t 4789.9-2008進(jìn)行9。3 大型雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)彎曲菌流行病學(xué)分析3.1 雞肉生產(chǎn)加工過程彎

11、曲菌流行病學(xué)研究樣品采集為了研究禽肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌的流行規(guī)律，項(xiàng)目從探究雞肉生產(chǎn)加工過程起步，經(jīng)充分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇國內(nèi)某大型雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)采集樣品，樣品信息如下所示：表1 雞肉生產(chǎn)加工過程彎曲菌流行病學(xué)研究樣品信息表編號(hào)樣品采集季節(jié)企業(yè)類型樣品數(shù)樣品采集環(huán)節(jié)數(shù)合計(jì)樣品數(shù)1秋季大型3361982冬季大型606360如表1所示，分兩次共采集558份樣品。在樣品采集的6個(gè)環(huán)節(jié)中，對(duì)每份樣品進(jìn)行標(biāo)記，以便于研究雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌的流行規(guī)律。樣品采集的企業(yè)為大型雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)，年肉雞生產(chǎn)能力為4000萬只，其產(chǎn)品銷往中國各大城市，該企業(yè)產(chǎn)品的食品安全對(duì)全國人民的健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。3.

12、2 雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌流行率變化分析不同批次雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌的流行率分析顯示，在雞肉屠宰加工過程中，除了消毒預(yù)冷環(huán)節(jié)的陽性率暫時(shí)下降外，各環(huán)節(jié)的陽性率呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)。這種逐步上升的趨勢(shì)可能是由雞肉生產(chǎn)加工過程中機(jī)器、操作刀具等因素引起的交叉污染造成的（圖1）。從生產(chǎn)加工的季節(jié)來看，秋季采集樣品的變化趨勢(shì)與冬季采集樣品的變化趨勢(shì)基本相似，只是冬季采集樣品的入廠肛拭檢驗(yàn)的陽性率高于秋季采集樣品的陽性率，這可能與飼養(yǎng)雞群的個(gè)體差異引起。圖1 雞肉生產(chǎn)加工過程中各環(huán)節(jié)彎曲菌的陽性率變化圖3.3雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌數(shù)變化分析在雞肉生產(chǎn)加工過程的流行病學(xué)研究中，為了全面地進(jìn)行分析，我

13、們根據(jù)不同批次、不同環(huán)節(jié)的彎曲菌數(shù)的變化，作圖如下所示：如圖2所示，秋季樣品和冬季樣品的脫毛環(huán)節(jié)陽性樣品的彎曲菌數(shù)量的平均值分別為1830.64 cfu/100cm2和543.67 cfu/100cm2，而去除內(nèi)臟環(huán)節(jié)彎曲菌的平均值卻出現(xiàn)了劇烈的上升，分別為3900 cfu/100cm2和1528.79 cfu/100cm2，這說明在去除內(nèi)臟環(huán)節(jié)的陽性樣品中的彎曲菌可能大部分是由于開膛取內(nèi)臟時(shí)的交叉污染造成的。圖2 雞肉屠宰過程中各環(huán)節(jié)彎曲菌的帶菌量比較圖另外，雞肉進(jìn)入凍庫速凍本應(yīng)能達(dá)到殺滅細(xì)菌的效果，但是在速凍環(huán)節(jié)，樣品中的彎曲菌數(shù)量出現(xiàn)了上升的情況，這可能是冷凍過程中雞肉個(gè)體之間和雞肉與儲(chǔ)

14、藏框之間的交叉污染造成的。同時(shí)，在環(huán)境樣品中，對(duì)儲(chǔ)藏框進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，儲(chǔ)藏框均為彎曲菌陽性，彎曲菌的數(shù)量的平均值為3640 cfu/100cm2。最后，在不同的季節(jié)采樣的樣品各環(huán)節(jié)的彎曲菌數(shù)量基本相似，但在速凍環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差異，發(fā)現(xiàn)冬季采集的樣品的彎曲菌數(shù)量低于秋季采集樣品的彎曲菌數(shù)量。這表明延長冷凍的時(shí)間能對(duì)彎曲菌的消減起到較顯著的效果。3.4 雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌數(shù)頻次分布分析為了了解雞肉中彎曲菌的污染程度，我們對(duì)樣品中彎曲菌數(shù)的分布范圍進(jìn)行分析，雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌數(shù)頻次分布表如表2所示：由表中可知，除泄殖腔樣品外，雞肉表面彎曲菌的數(shù)量主要集中在5000 cfu/100cm2以內(nèi)，其中

15、雞肉經(jīng)過消毒預(yù)冷環(huán)節(jié)以后，雞肉表面彎曲菌的數(shù)量減少到1000 cfu/100cm2以內(nèi)。雖然消毒預(yù)冷沒有降低雞肉群體的彎曲菌陽性率，但是它使得雞肉表面中彎曲菌的數(shù)量大幅的減少，這說明生產(chǎn)加工企業(yè)可在該環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，以達(dá)到預(yù)防的效果。從季節(jié)來看，冬季和秋季樣品因群體的差異，使得冬季樣品中雞泄殖腔的彎曲菌數(shù)高于秋季的樣品，但根據(jù)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，這種差異是由其中幾個(gè)樣品中彎曲菌數(shù)較大造成的，且其他各環(huán)節(jié)彎曲菌數(shù)量的分布差異不顯著?？傮w來講，雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌的流行規(guī)律受季節(jié)的影響較小。表2 雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌數(shù)頻次分布表時(shí)間生產(chǎn)環(huán)節(jié)彎曲菌數(shù)分布（cfu/100 cm2）05000秋季泄殖腔

16、擦拭8（24.24%）0（0）7（21.21%）8（24.24%）10（30.30%）脫毛5（15.15%）17（51.52%）9（27.27%）2（6.06%）0（0）清除內(nèi)臟2（6.06%）10（30.30%）13（39.39%）8（24.24%）0（0）消毒預(yù)冷3（9.09%）28（84.85%）2（6.06%）0（0）待添加的隱藏文字內(nèi)容10（0）包裝2（6.06%）25（75.76%）6（18.18%）0（0）0（0）速凍0（0）0（0）7（21.21%）24（72.73%）2（6.06%）冬季泄殖腔擦拭7（11.67%）0（0）3（5.00%）11（18.33%）39（65.00%

17、）脫毛11（18.33%）25（41.67%）24（40.00%）0（0）0（0）清除內(nèi)臟2（3.33%）7（11.67%）50（83.33%）1（1.67%）0（0）消毒預(yù)冷7（11.67%）43（71.67%）10（16.67%）0（0）0（0）包裝3（5.00%）43（71.67%）14（23.33%）0（0）0（0）速凍0（0）0（0）23（38.33%）37（61.67%）0（0）3.5 雞肉生產(chǎn)加工過程中環(huán)境中彎曲菌污染分析雞肉生產(chǎn)加工過程環(huán)境中的彎曲菌是引起交叉污染的主要來源，為了對(duì)這種交叉污染進(jìn)行研究，特采集了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的環(huán)境樣品，環(huán)境樣品主要包括地面、清洗液、水溝、工作臺(tái)面、

18、操作刀具、儀器設(shè)備表面和工人操作手套等。其各環(huán)節(jié)環(huán)境樣品中彎曲菌數(shù)量見表3，編號(hào)5與10各環(huán)節(jié)環(huán)境樣品均為工人操作手套上的細(xì)菌樣品，所有環(huán)節(jié)均為陽性，這表明工人手套可能是一個(gè)交叉污染的重要傳染源。另外，從各環(huán)節(jié)環(huán)境樣品彎曲菌數(shù)量的平均值來看，環(huán)境樣品中彎曲菌數(shù)量平均值的變化規(guī)律與雞肉樣品的彎曲菌數(shù)量的平均值的變化規(guī)律一致，出現(xiàn)相似的波動(dòng)。其中，掛雞進(jìn)場(chǎng)區(qū)、脫羽轉(zhuǎn)掛區(qū)、開膛取腸區(qū)和雜物清洗區(qū)的環(huán)境樣品均為陽性，而消毒預(yù)冷區(qū)中除了下水溝、預(yù)冷池壁和工人手套有少量的彎曲菌存在外，地面、消毒池和預(yù)冷池均為彎曲菌陰性。但在稱重包裝區(qū)中，彎曲菌數(shù)量出現(xiàn)了大幅上升，特別是電子稱臺(tái)面，其彎曲菌的數(shù)量最高，這也

19、有可能是一個(gè)重要的交叉污染傳染源。從兩次采集樣品的季節(jié)角度來看，結(jié)果比較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)顯著的差異。說明季節(jié)的變化對(duì)環(huán)境中彎曲菌的數(shù)量沒有顯著的影響。表3 雞肉生產(chǎn)加工過程中環(huán)境中彎曲菌數(shù)量（cfu/100cm2）樣品編號(hào)生產(chǎn)環(huán)境掛雞進(jìn)場(chǎng)區(qū)脫羽轉(zhuǎn)掛區(qū)開膛取腸區(qū)雜物清洗區(qū)消毒預(yù)冷區(qū)稱重包裝區(qū)142025401680062500183022309203960418070703750428082075005704124038002140137002640586047602040174010073066401050173049300415073501670862061700313083290315032

20、501180097091070298036703100103240107205720115019201801860注：樣品編號(hào)為1-5為2009年9月份樣品，樣品編號(hào)為6-10為2009年12月份樣品。3.6 雞肉中彎曲菌分離株種屬分析彎曲菌是革蘭氏染色陰性菌，包括18個(gè)種，6個(gè)亞種和2個(gè)生物變型。我們對(duì)分離培養(yǎng)的彎曲菌進(jìn)行了分析。如表4所示，對(duì)分離的157株細(xì)菌進(jìn)行鑒定，空腸彎曲菌為94株，比例為59.87%；結(jié)腸彎曲菌為63株，比例為40.13%；未見其他種類的彎曲菌。然而能引起人彎曲菌病的主要彎曲菌類型是空腸彎曲菌和結(jié)腸彎曲菌。由此可見，雞攜帶的彎曲菌種類對(duì)公眾健康危害性大，加強(qiáng)對(duì)雞肉中

21、彎曲菌的預(yù)防與控制勢(shì)在必行。表4 雞肉生產(chǎn)加工過程彎曲菌菌株種類環(huán)節(jié)autumnwinterin sumc.jejunic.colic.jejunic.colic.jejunic.colia70170240b111118229c111412523d04153157e7365138f10128129環(huán)境310637合計(jì)3921554294（59.87%）63（40.13%）實(shí)際問題數(shù)字模擬彎曲菌變化趨勢(shì)擬合度良好擬合度差修正抽象、簡(jiǎn)化與明確變量和參數(shù)確定影響的因素解釋驗(yàn)證與實(shí)際進(jìn)行擬合比較模型求解模擬彎曲菌數(shù)變化趨勢(shì)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法建立模型回歸模型4 雞肉生產(chǎn)加工過程彎曲菌感染流行的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模擬模型

22、的探索與建立4.1 模擬模型建立技術(shù)路線雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌模擬模型建立的技術(shù)路線如圖3所示，建立模型主要包括提出實(shí)際問題、抽象、簡(jiǎn)化與明確變量和參數(shù)、運(yùn)用數(shù)學(xué)方法建立模型、對(duì)模型進(jìn)行求解、對(duì)模型的驗(yàn)證和模型的應(yīng)用幾個(gè)部分。模型應(yīng)用圖3建立模擬彎曲菌數(shù)學(xué)模型的技術(shù)路線圖4.2 模擬模型建立的數(shù)值定義對(duì)雞肉生產(chǎn)加工六個(gè)過程監(jiān)測(cè)的數(shù)值進(jìn)行對(duì)數(shù)處理，并分別定義為x1、x2、x3、x4、x5、x6。其中，x1為雞肉肛拭樣品中彎曲菌數(shù)的對(duì)數(shù)值；x2為雞肉脫毛之后表面彎曲菌數(shù)的對(duì)數(shù)值；x3為雞肉掏除內(nèi)臟之后表面彎曲菌數(shù)的對(duì)數(shù)值；x4為雞肉消毒預(yù)冷之后表面彎曲菌數(shù)的對(duì)數(shù)值；x5為雞肉包裝之后表面彎曲菌數(shù)

23、的對(duì)數(shù)值；x6為雞肉冷凍之后表面彎曲菌數(shù)的對(duì)數(shù)值。4.3 模擬模型建立的依據(jù)運(yùn)用matlab (ver7.5.0) 軟件，使用回歸方程對(duì)雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌的數(shù)目變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。4.4 模擬模型的建立在日常的生產(chǎn)生活過程中，我們常常因食用禽肉而受到彎曲菌的威脅，但因?yàn)槿狈ο到y(tǒng)、準(zhǔn)確的彎曲菌監(jiān)測(cè)體系，使得我們既不能在生產(chǎn)之前對(duì)禽肉中的彎曲菌數(shù)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，以提前采取措施而達(dá)到控制的目的，也不能再生產(chǎn)之后對(duì)禽肉中的彎曲菌數(shù)進(jìn)行模擬溯源，以做到追蹤的目的。因此，根據(jù)以往監(jiān)測(cè)的大量數(shù)據(jù)將數(shù)學(xué)模擬應(yīng)用于模擬彎曲菌數(shù)變化規(guī)律的研究具有重大的意義。項(xiàng)目根據(jù)流行病學(xué)分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立的雞肉生產(chǎn)過程中彎曲

24、菌預(yù)測(cè)模型如表5。從雞肉的初級(jí)生產(chǎn)到食用過程，雞肉的生產(chǎn)加工是一個(gè)主要的環(huán)節(jié)，該過程的研究對(duì)彎曲菌的預(yù)防和控制起到至關(guān)重要的作用。因此，我們針對(duì)雞肉生產(chǎn)加工過程主要環(huán)節(jié)中彎曲菌數(shù)建立模擬模型。如表5所示，在數(shù)學(xué)模擬模型中，對(duì)雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)待生產(chǎn)雞肉進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)雞泄殖腔中彎曲菌的濃度，推測(cè)出各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中雞肉表面彎曲菌數(shù)，以達(dá)到預(yù)防的目的。表5 雞肉生產(chǎn)加工過程中主要生產(chǎn)過程彎曲菌數(shù)預(yù)測(cè)模型模擬方法模擬預(yù)測(cè)的結(jié)果雞肉生產(chǎn)加工過程中主要生產(chǎn)過程彎曲菌數(shù)預(yù)測(cè)模型方程對(duì)雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)待生產(chǎn)雞肉進(jìn)行檢測(cè)，推測(cè)出各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中雞肉表面彎曲菌數(shù)。脫毛之后雞肉表面彎曲菌數(shù)x2=2.4637x1-1.0832

25、x12+0.1395x13去除內(nèi)臟后雞肉表面彎曲菌數(shù)x3=0.2618x1+0.1487x12-0.0338x13+2.6819x2-1.6454x22+0.3120x23消毒預(yù)冷后雞肉表面彎曲菌數(shù)x4=0.2434x1-0.1041x12+0.0146x13+1.5377x2-1.1828x22+0.2215x23+1.3757x3-0.6115x32+0.0922x33包裝后雞肉表面彎曲菌數(shù)x5=-0.6054x1+0.3303x12-0.0452x13-0.4158x2+0.3468x22-0.0591x23+0.7736x3-0.2206x32+0.0093x33+1.3599x4-0

26、.6077x42+0.0899x43速凍后雞肉表面彎曲菌數(shù)x6=0.4326x1-0.2262x12+0.0299x13+1.0275x2-0.9162x22+0.2315x23+2.1732x3-1.3027x32+0.2244x33+0.1720x4-0.1014x42+0.0322x43+1.7854x5-1.3766x52+0.3491x534.5 模擬模型的驗(yàn)證運(yùn)用建立的模擬模型對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，并將預(yù)測(cè)計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，以此來對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。由表6和表7可知，模型預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)與實(shí)際監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)相比，實(shí)際監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)波動(dòng)比模型預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)波動(dòng)稍大些，雖然預(yù)測(cè)的彎

27、曲菌對(duì)數(shù)值與實(shí)際監(jiān)測(cè)的彎曲菌對(duì)數(shù)值之間存在一些差異，但這些數(shù)值差異并不顯著，各組數(shù)據(jù)的差異在合理的誤差范圍內(nèi)，說明該模型的模擬效果好。表6 雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)樣品編號(hào)生產(chǎn)環(huán)節(jié)abcdef14.232.262.81.451.822.1124.082.322.821.942.021.8333.741.71.640.91.151.244.041.811.890.781.732.1652.62.162.311.662.162.1264.162.112.542.221.082.274.231.943.11.341.562.2183.532.22.71.822.021.5893.981.22.8

28、61.892.091.81103.722.032.911.561.382.11表7 雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果樣品編號(hào)生產(chǎn)環(huán)節(jié)abcdef14.23 1.60 2.57 1.67 1.59 2.00 24.08 1.49 2.62 1.71 1.59 2.00 33.74 1.36 2.68 1.75 1.59 2.01 44.04 1.47 2.63 1.72 1.59 2.00 52.60 1.54 2.46 1.62 1.53 2.09 64.16 1.55 2.60 1.69 1.59 2.00 74.23 1.60 2.57 1.67 1.59 2.00 83.53 1.34 2.

29、68 1.75 1.58 2.02 93.98 1.44 2.65 1.73 1.59 2.00 103.72 1.36 2.68 1.75 1.59 2.02 4.6 雞肉生產(chǎn)加工過程彎曲菌預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng)軟件的開發(fā)在前期對(duì)食品中彎曲菌定量研究，提出在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)有效控制或殺滅重要食源性致病菌的動(dòng)力學(xué)模型及控制技術(shù)操作規(guī)范的基礎(chǔ)上，為全面提升雞肉生產(chǎn)加工過程的食品質(zhì)量安全控制技術(shù)創(chuàng)新能力和科技水平，有效解決從飼養(yǎng)到餐桌全過程中的食品安全問題，應(yīng)用預(yù)測(cè)微生物學(xué)基本理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)研制開發(fā)了大型雞肉生產(chǎn)加工過程彎曲菌污染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型軟件。使用該軟件，用戶可以提前預(yù)測(cè)產(chǎn)品彎曲菌攜帶量，借此，生產(chǎn)者

30、可以做好彎曲菌數(shù)量控制工作，檢驗(yàn)部門可對(duì)彎曲菌引起的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管理，從而更加有效地對(duì)彎曲菌引起的食源性疾病進(jìn)行控制。該軟件共包括系統(tǒng)登錄、項(xiàng)目選擇、模型選擇、數(shù)據(jù)輸入、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)置等模塊。軟件的操作方法與使用的主要頁面如下：此為軟件登錄頁面，按進(jìn)入系統(tǒng)按鈕，即可進(jìn)入軟件操作頁面。此為軟件的項(xiàng)目選擇頁面，在此頁面，用戶可以新建、打開、刪除和篩選項(xiàng)目。該頁面為模型選擇頁面，用戶可在此選擇與實(shí)際生產(chǎn)狀況相符合的預(yù)測(cè)模型，以獲得更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)結(jié)果（目前本預(yù)測(cè)模型只針對(duì)大型雞肉生產(chǎn)加工線，即日生產(chǎn)加工量為5萬只以上的生產(chǎn)線）。本頁面為數(shù)據(jù)錄入頁面，用戶可通過人工錄入和數(shù)據(jù)導(dǎo)入的方法輸入檢測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)

31、數(shù)據(jù)檢查符合要求后，即可提交分析。此為分析結(jié)果的顯示頁面，在此頁面用戶可以得到軟件的預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)果包括綜合分析圖，詳細(xì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)原值表、對(duì)數(shù)表等，且用戶可將數(shù)據(jù)以excel表和曲線變化圖的形式導(dǎo)出。該頁面為系統(tǒng)設(shè)置頁面，在此頁面用戶可以設(shè)置預(yù)警臨界值，并可在此頁面了解數(shù)據(jù)采集方法、加工模型等相關(guān)信息。5 討論目前對(duì)彎曲菌的檢測(cè)方法的研究主要集中在以定性為基礎(chǔ)的分子生物學(xué)和血清學(xué)方法上，雖然這些方法的敏感性和特異性相對(duì)于傳統(tǒng)的生化方法有很大的提高，但他們的漏檢率高且不能達(dá)到對(duì)樣品中的彎曲菌進(jìn)行定量的目的。因此，提高樣品中的檢測(cè)率，實(shí)現(xiàn)樣品中的彎曲菌進(jìn)行定量的研究是今后發(fā)展的趨勢(shì)。國際糧農(nóng)組織(fa

32、o)和世界衛(wèi)生組織(who)2009年發(fā)表肉雞彎曲菌風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告認(rèn)為肉雞是許多國家食用的一種主要禽肉，而其生產(chǎn)加工過程是雞肉質(zhì)量把關(guān)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中，雞胴體的表皮和肉常常被彎曲菌污染，這種污染對(duì)消費(fèi)者已構(gòu)成嚴(yán)重的威脅10。因此，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行研究，控制禽肉中的彎曲菌污染，對(duì)于提高食品安全質(zhì)量，確保消費(fèi)者健康具有非常重要意義。在歐美國家，有許多學(xué)者開展了禽肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌的流行病學(xué)研究，獲得了彎曲菌流行病學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)11,12。在本研究中，我們獲得了中國雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)彎曲菌污染情況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為制定中國彎曲菌的監(jiān)測(cè)與防控策略提供數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而為中國禽肉生產(chǎn)加工企業(yè)的haccp計(jì)

33、劃的驗(yàn)證和改進(jìn)提供依據(jù)。通過雞肉生產(chǎn)加工過程中彎曲菌數(shù)的數(shù)學(xué)模擬模型，我們可以在生產(chǎn)加工之前，對(duì)雞肉生產(chǎn)加工企業(yè)待生產(chǎn)雞肉進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)雞泄殖腔中彎曲菌的濃度，推測(cè)出各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中雞肉表面彎曲菌數(shù)，以達(dá)到預(yù)防的目的。另外，可根據(jù)本模型開發(fā)彎曲菌預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)分析軟件。生產(chǎn)加工企業(yè)可通過軟件對(duì)彎曲菌引起的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制，風(fēng)險(xiǎn)管理部門可通過軟件對(duì)彎曲菌引起的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管理，從而更加有效地對(duì)彎曲菌引起的食源性疾病進(jìn)行控制。但本模型的建立主要依賴于不同環(huán)節(jié)彎曲菌感染數(shù)量這個(gè)單一因素，隨著研究的深入，應(yīng)將禽肉生產(chǎn)加工過程中的多種影響因素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的參數(shù)，并設(shè)定相應(yīng)系數(shù)進(jìn)一步改進(jìn)包括多風(fēng)險(xiǎn)因素的綜合預(yù)測(cè)模型，從而更

34、加全面地對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程中進(jìn)行模擬，從而達(dá)到更加準(zhǔn)確地防控的目的。此外，本項(xiàng)目目前只針對(duì)大型雞肉生產(chǎn)加工線，即日生產(chǎn)加工量為5萬只以上的生產(chǎn)線。隨著研究的進(jìn)一步加深，我們力爭(zhēng)將預(yù)測(cè)模型推廣適用于更多的禽肉品種和生產(chǎn)線類型。6 展望彎曲菌是一種重要的食源性病原菌,由其引起的彎曲菌病病例在很多國家呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人民對(duì)禽肉的需求量越來越大。禽肉生產(chǎn)加工是禽肉食品制備的重要過程，也是被彎曲菌污染的重要階段，但目前關(guān)于禽肉生產(chǎn)加工企業(yè)彎曲菌污染情況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)十分匱乏，這樣使得風(fēng)險(xiǎn)管理部門既不能對(duì)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，也不能對(duì)已經(jīng)存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行溯源管理。在本研究中

35、，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)中獲得的流行病學(xué)數(shù)據(jù)建立了彎曲菌數(shù)預(yù)測(cè)模型，在本研究的后期，我們還將進(jìn)行深入的研究，通過數(shù)學(xué)模型開發(fā)彎曲菌防控和風(fēng)險(xiǎn)分析軟件，為生產(chǎn)加工企業(yè)和風(fēng)險(xiǎn)管理部門對(duì)彎曲菌的預(yù)防和控制提供有力的依據(jù)，不斷完善該病原菌的防控系統(tǒng)，從而更有效地防止由彎曲菌引起的食源性疾病發(fā)生。參考文獻(xiàn)：1 胡曉杼，袁寶君. 食源性疾病的預(yù)防控制m. 南京: 南京大學(xué)出版社, 2005.2 huang jl, yang gj, meng wj, wu lp, zhu ap, jiao xa. an electrochemical impedimetric immunosensor for label-free detection of campylobacter jejuni in diarrhea patients stool based on o-carboxymethyl chitosan surface modied fe3o4 nanoparticles. biosensors and bioelectronics, 2010, 25(5): 1204-12113 shu yw, zhang l