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3.7 食品致病菌的卫生标准
3.7.1 动物性食品的安全性评价体系
动物性食品的安全性评价是指对动物性食品及其原料进行污染源、污染种类和污染量的定性、定量评定,确定其食用安全性,并制定切实可行的预防措施的过程。其评价体系包括各种检验规程、卫生标准的建立,及其对人体潜在危害性的评估。常用的一些食品卫生指标有安全系数、日许量、最高残留限量、休药期、菌落总数、大肠菌群MPN、致病性微生物、食品安全风险性评估等,通过这些卫生指标可以有效地确定动物性食品对人体的安全性。
(1)安全系数和日许量
① 安全系数(safety factor)在对食品进行安全性评价时,由于人类和试验动物对某些化学物质的敏感性有较大的差异,为安全起见,由动物数值换算成人的数值(如以实验动物的无作用剂量来推算人体每日允许摄入量)时,一般要缩小100倍,这就是安全系数。它是根据种间毒性的相差约10倍,同种动物敏感程度的个体差异相差约10倍定出来的。实际应用中常根据不同的化学物质选择不同的安全系数。
② 日许量(acceptable daily intake,ADI)人体每日允许摄入量简称日许量,是指人终生每日摄入同种药物或化学物质,对健康不产生可觉察有害作用的剂量。以相当于人体每日每千克体重摄入的毫克数表示(mg/kg bow)。其计算方法为:
ADI值是根据当时已知的所有资料而制定的,并随获得新的资料而修正。制定ADI值的目的是规定人体每日可从食品中摄入某种药物或化学物质而不引起可觉察危害的最高量。为使制订出的ADI值尽量适用,应采用与人的生理状况近似的动物进行喂养试验。
(2)最高残留限量(maximum residue limit,MRL)是指允许在食品中残留化学物质或药物的最高量或浓度,又称允许残留量或允许量(tolerance level),具体指在屠宰、加工、贮存和销售等特定时期,直到被消费时,食品中化学物质或药物残留的最高允许量或浓度。过去常称允许残留量或允许量,1976年WHO决定改为最高残留限量。食物系数是指被测定的食品占食物总量的百分率。
(3)休药期(withdrawal time)是指畜禽停止给药到屠宰和准予其产品(蛋、乳)许可上市的间隔时间,又称廓清期或消除期。凡供食用动物应用的药物或其他化学物质,均须规定休药期。休药期的规定是为了减少或避免供人食用的动物组织或产品中残留药物或其他化学物质超量。在休药期间,动物组织或产品中存在的具有毒理学意义的残留可逐渐消除,直至达到“安全浓度”,即低于“最高残留限量”。
(4)菌落总数 天然食品内部没有或仅有很少的细菌,食品中的细菌主要来源于生产、储藏、运输、销售等各个环节的污染。食品中的细菌数量对食品的卫生质量具有极大的影响,食品中细菌数量越多,食品腐败变质的速度就越快,甚至可引起食用者的不良反应。有人认为食品中的细菌数量通常达到(100~1000)×104个/g时,就可能引起食物中毒;而有些细菌数量达到10~100个/g时,就可引起食物中毒,如志贺氏菌。因此,食品中的细菌数量对食品的卫生质量具有极大的影响,它反映了食品受微生物污染的程度。细菌数量的表示方法因所采用的计数方法不同而有两种:菌落总数和细菌总数。
① 菌落总数 菌落总数是指一定重量、容积或面积的食物样品,在一定条件下(如样品的处理、培养基种类、培养时间、温度等)进行细菌培养,使适应该条件的每一个活菌必须而且只能形成一个肉眼可见的菌落,然后进行菌落计数所得的菌落数量。通常以1g或1mL或1cm2样品中所含的菌落数量来表示。
② 细菌总数 细菌总数是指一定重量、容积或面积的食物样品,经过适当的处理(如溶解、稀释、揩拭等)后,在显微镜下对细菌进行直接计数。其中包括各种活菌数和尚未消失的死菌数。细菌总数也称细菌直接显微镜数。通常以1g或1mL或1cm2样品中的细菌数来表示。
在实际运用中,不少国家包括我国,多采用菌落总数来评价微生物对食品的污染。因显微镜直接计数不能区分活菌、死菌,菌落总数更能反映实际情况。食品的菌落总数越低,表明该食品被细菌污染的程度越轻,耐放时间越长,食品的卫生质量较好,反之亦然。
(5)大肠菌群MPN 大肠菌群(coliform group):是指一群在37℃能发酵乳糖、产酸、产气、需氧或兼性厌氧的革兰氏阴性的无芽胞杆菌。从种类上讲,大肠菌群包括许多细菌属,其中有埃希氏菌属、枸橼酸菌属、肠杆菌属和克雷伯氏菌属等,以埃希氏菌属为主。大肠菌群MPN(most probable number)是指在100g(mL)食品检样中所含的大肠菌群的最近似或最可能数。食品受微生物污染后的危害是多方面的,但其中最重要、最常见的是肠道致病菌的污染。因此,肠道致病菌在食品中的存在与否及其存在的数量是衡量食品卫生质量的标准之一。但是肠道致病菌不止一种,而且各自的检验方法不同,因此选择一种指示菌,并通过该指示菌,来推测和判断食品是否已被肠道致病菌所污染及其被污染的程度,从而判断食品的卫生质量。
① 食品污染程度指示菌具有以下条件
a.和肠道致病菌的来源相同,且在相同的来源中普遍存在及数量甚多,易于检出。
b.在外界环境中的生存时间与肠道致病菌相当或稍长。
c.检验方法比较简便。
② 大肠菌群的表示方法 有两种表示方法,即大肠菌群MPN和大肠菌群值。
a.大肠菌群MPN 是采用一定的方法,应用统计学的原理所测定和计算出的一种大肠菌群最近似值。
b.大肠菌群值 是指在食品中检出一个大肠菌群细菌时所需要的最少样品量。故大肠菌群值越大,表示食品中所含的大肠菌群细菌的数量越少,食品的卫生质量也就越好。
目前国内外普遍采用大肠菌群MPN,并为国家标准采用,而大肠菌群值逐渐趋于不用。
(6)致病性微生物 对于食品首先应该考虑的是其安全性,其次才是它的可食性。食品安全包含多种指标,但食物中致病菌是食品安全检验或评价中必须包含的指标。根据食品卫生要求和国家食品安全标准规定,食品中均不能有致病菌存在,这是一项非常重要的卫生质量指标,是绝对不能缺少的项目。食品中一旦含有危害人体健康的致病性微生物,其安全性就随之丧失,当然其食用性也就不复存在。就安全性而言,尽管食品中致病性微生物的存在与疾病的发生很多情况下并不一定存在着对等的关系(与食用者的抗病能力有关),但是与菌落总数和大肠菌群相比,致病性微生物与食物中毒和疾病发生的关系已不再是推测性和潜在性的,而是肯定性和直接的。所以,各国的卫生部门和食品安全部门对致病性微生物都作了严格的规定,把它作为食品安全质量最重要的指标之一。
由于食品种类繁多,加工贮藏条件不同,如肉类、蛋类及其制品、乳和乳制品等;致病性微生物也有很多种,包括细菌及其毒素、真菌毒素、病毒及寄生虫等。在实际操作上不能用少数几种方法将多种致病菌全部检出,而且在大多数情况下,污染食品的致病菌数量不多。所以,在食品中致病菌检验时,不可能将所有的病原菌都列为重点检验,只能根据不同食品的特点,选定某个种类或某些种类致病菌作为检验的重点对象。如蛋类、禽类、肉食品类沙门菌检验为主,罐头食品以肉毒毒素检验为主,牛乳以检验结核杆菌和布鲁氏菌为主。在不同的情况下,还可以根据需要有重点地增加一定的致病菌检验项目。对于食品中致病菌的最终的指标就是不得检出,也就是说食品中有一个致病菌与有1万个致病菌的意义是一样的。因此,任何食品都不得检出致病菌。有些种属的细菌仅部分种具有致病性,如沙门氏菌含2400多个血清型,有100多个种有致病性,当检出沙门氏菌以后,必须鉴定其是否为致病性的血清型。有些产毒的菌种,当检出以后,还要鉴定其是否产毒素。
(7)风险评估 风险评估是食品安全评价中逐渐被采用的一种重要方式(具体见本章3.7.2)。
从中可以看出食品安全评价体系主要包含7项指标,其中5项与微生物有关,食品的微生物安全问题是食品安全的重中之重。食品的微生物安全还体现在经常性、长远性、广泛性、经济越发达重要性越突出等特点,是食品安全的长期性需求,不因为社会结构特点、历史阶段等而失去其重要性。只要人类存在,这种类型的食品安全就会永远存在。
3.7.2 食源性病原微生物风险评估
3.7.2.1 概述
食品安全风险是指人们接触了不利事件或环境后可能患病或死亡的可能性(概率)。政府的作用之一是使人们免受不能控制的风险,这些风险包括公共卫生、环境风险、工作场所风险、公路风险等。所有涉及食品的部门都有权利和义务保护好食品供应和安全。风险概念历史上早已有之,但风险评价方法的提出只是近些年的事,如HACCP就是一种系统地减少食品中细菌的防范方法。
在世贸组织使用的《实施动植物卫生检疫措施的协议》(SPS)因为其中方法的复杂性就成为很多国家拒绝贸易的风险评估的基础,风险评估方法与程序的发展对进出口食品的安全性十分关键。风险评估和成本效益分析在西方发达国家早已受到广泛的重视,如美国1994年国会已经批准以法律的形式实施,国家每年拨款10亿美元落实该计划;1995年美国农业部又发起了食品微生物风险评估。食品微生物风险评估是继食品残留、化学物质、物理风险后的食品安全风险评估。在国际范围微生物导致的食品食源性疾病占食品安全事件的50%以上,美国占80%,我国占60%~70%。现在的微生物性食品安全和风险评估主要关注急性发病(率)和死亡率,并不太关心长期感染的慢性病。如细菌、病毒及原虫等都可以诱发癌症,沙门氏菌和其他细菌可以引起反应性关节炎,空肠弯曲菌与40%格林-巴利综合征(Guillain-Barré Syndrome,急性迟缓性瘫痪)有关,副结核分枝杆菌与牛的Johne’s病和人的Crohn’s病有关,微生物风险评估必须关注这些慢性病。
监管风险评估通常开始于危险源的识别。风险是指负向结果的可能性和负向后果,风险特征构成两个风险评估主要成分,即暴露评估和剂量反应评估。风险分析的相关术语还比较混乱,但各个国家已对相关定义进行了比较规范的确定。当暴发报告确定食品风险后,技术人员必须确定宿主和微生物传染之间的关系,也就是暴露(或接触)风险评估。从食品安全角度看,微生物是食源性病原,通常使用流行病学方法确定特定食品和影响人们消费这些食品中微生物安全的评估。
在暴露(接触)评估方面,微生物生长模式提供给我们微生物风险评估的数量风险,这包括食品中存在有多少微生物、生长速度如何、生长的基质如何,在人们消费这些食品前存放的温度和时间。根据对摄食食源性病原完全剂量反应评估来评价消费者卫生安全。这种评估需要了解消费者是否有医疗保健、是否住过院、存活和其他相关情况。食品网能够提供暴露和剂量反应评估的有用信息。针对微生物食源性疾病的每一种情况,食品网都会给出引起疾病和食品传播媒介的确定微生物,如果可能,要记录发病率和死亡率以及年龄和一般健康状况的相关信息。流行病学研究能够提供暴发来源和原因信息。
利用风险识别的暴露和剂量反应两个风险特征去共同完成风险评估。风险特征给予分析者和处理者一个综合信息来判断特定病原和不同病原所产生食源性风险比较。因为食源性微生物是自然的一部分,无处不在,对食品生产系统(从农场到餐桌)必须进行跟踪、评估、预防和减少食源性病原微生物的影响。
3.7.2.2 食源性病原微生物风险评估
(1)危害识别危害识别(hazardidentification)是病原或化学物质的识别,是特殊风险(或副效应)与物理病原关联性的识别,从而有助于风险评估。
对于化学物质和毒素的识别方法已经成熟和标准化了,能够自动化快速准确定性和定量。而微生物的识别方法存在的问题多一些,在发展更多方法和标准化方面缓慢一些。新的方法和技术如微阵列方法、PCR和斑点检测等方法都使检测方法更加快速和准确,然而一些微生物仍然依靠培养的方式进行识别,实验室中微生物识别方法的标准化还没有完全成功。已知食品中可存在几百种有害微生物,但更多的微生物我们并不了解。复杂的是许多无害共生微生物可能突然作为食品中的病原,现在还不可能利用遗传和自然选择信息来预测新的病原。
化学物质容易量化,而微生物量化相对困难。因为食品微生物数量可能是动态的,全部微生物群体的本底信息还不清楚,环境中因条件不同,其中的微生物可能繁殖、死亡或有不同行为。例如,微生物群体的稀释实际上就是放大,因为稀释过程扩散了个体,提供了空间和其他微生物生长的资源,基于少量微生物在短时间发展为更大群体提供机会。
(2)暴露(或接触)评估 暴露(或接触)评估(exposure assessment)描述的是病原和受体生物之间的关联,包括接触将如何发生的评价。化学物质暴露是一个复杂的过程,可以通过任何或所有方式发生:摄入、吸入、皮肤接触或黏膜接触;而食源性微生物的暴露途径是有限的,一般仅经过食物和水的摄入而接触到,从而使人们比化学物质更容易评估其暴露途径。然而,微生物的实际暴露情况可能更为复杂,每次呼吸、每一杯水和每一口食物都会和很多微生物发生接触,包括已知的和未知的。关键是找出哪些是致命的,哪些是正常生命伴随菌。我们不能保证所有食品、水或空气是无菌的,也不能每个批次都进行检验。因此,存在于食品中无数和不同种类细菌连续进入人们的身体而不能被检测也不能被定量,也要劝告人们不要进行这方面的尝试。
微生物很难预测,微生物可能获得外源性移动或漂移的遗传因素,从而改变微生物的致病性或者形成突变,也改变了原来固有的身份。因为微生物生态学是一个崭新的领域,还缺乏预测微生物在环境中的去向、存活、转运的基本知识。在环境中微生物是活的可以运动的,这种运动特性使它们得以快速扩散。这种运动性与其生活的基质的液化状态有关,例如,在非常厚实量大的食品基质中如肉馅,致病性微生物“贮藏窝点”就会存在并能感染食用者,而其他部分没有病原,也不存在致病风险。溯源从农场到餐桌的微生物行踪对确定微生物去向和转运是一个重要环节。暴露评估前需要了解食品生产系统中微生物存活的路径,病原可以在很多“点”进入生产系统,进入点和再次进入时间、温度、条件都能影响暴露系数。微生物是以离散的方式分布于环境和食品中的,但在风险评估中很容易计算,也是作为连续变量来处理。如果微生物的数量非常巨大也是合理的,如果数量非常小时,这种方法可能就不是最佳的了。
(3)剂量反应评估 剂量反应评估(dose-response assessment)主要是评估食品中与微生物数量有关的因素。微生物具有不可预测的剂量反应关系,例如,有时剂量反应因菌株而异,甚至培养条件的差异都可能出现不同剂量反应关系。同一个体不同时间会产生不同变化的剂量反应,或者是同一时间的两个个体间剂量反应是不同的。微生物剂量反应的差异部分原因难以精确计算剂量,而且在胃肠道转运时剂量是不断变化的,如一些微生物在上消化道能够存活,在转运过程中可能增加或减少其数量;应急条件下产生毒素,产生毒素的食品被摄食前是不会表现出异样的;一些差异也与消化食品的成分和数量有关,食品成分影响微生物存活和生长以及个体对微生物的反应。病原被摄入的时间与用餐的时间有关,如一餐中较早摄入病原体与较晚摄入其影响是不同的。
微生物剂量反应关系是高度不同的,与个体免疫状态、年龄、性别、已患病状态、遗传变化、先前接触和接触时间都有关系。年幼、年老和免疫抑制个体对食源性病原易感,怀孕妇女属于免疫抑制状态对病原易感。个体遗传差异影响对食源性病原反应的易感性。人的免疫系统是动态的,越来越多证据证明先前接触过病原及接触时间可能影响随后的接触反应。早期接触一定微生物可以促进免疫系统发展而在随后接触中很少使人患病。最新发生的微生物性食源性疾病和食物过敏就是缺乏先前的接触之故。
个体的医疗状态也影响对食源性病原的剂量反应,例如,胃酸环境明显抑制一些细菌的生长,在到达下部肠道前基本能杀死胃中的这些微生物。如果服用抗酸药物或降酸药物就容易使人患有食源性疾病。服用腹泻药物使食物快速通过胃肠道,也会影响食源性病原的剂量反应。抗感染的抗生素在胃肠道中也排除掉了重要共生菌,这也为病原的侵入创造了有利条件,因为缺乏竞争力。一些相对无害的细菌居住在胃肠道也能引起严重的健康问题。这些变化的纯效应是剂量反应的代表,作为微生物风险评估模型的系数,与化学风险评估相比具有更大不确定性,也更复杂。
(4)风险特征 风险特征(risk characterization)是综合了暴露评估和剂量评估各种信息的风险特征基础上来确定危害健康事件发生的概率和严重程度,或对健康产生潜在不良影响的定性和/或定量评估的过程。有些人认为风险特征应该与风险评估到管理决策过程具有更加本质的联系。例如微生物风险评估,对食品摄入调查可以了解实际上的食品摄入措施以及食品供应商分布和生产商的信息,食品网提供以往暴发的最低数据。但还没有一个满意的方式去估计群体风险的存在。
3.7.2.3 食源性病原微生物风险评估其他考虑
相比较食品中化学物质而言微生物风险评估的历史更短,但却是以精确预测为发展目标。微生物风险评估很少使用默认(或缺省)假设,要求以数据和专家意见为基础,甚至使用类比微生物或类似环境方式。微生物风险评估的每一步都表示着不确定性的概率密度函数所提出的科学疑问、测定错误和生物学变化,微生物风险评估实践活动贯穿这种信息的全部。因此,微生物风险评估能够明确描述最可能期望的死亡人数、住院人数、病例数以及相关的不确定性。就食源性病原的风险评估而言,只要人类不断地饮食和生活,一些病原的暴露或接触是不可避免的。
随着国际农业贸易中的植物和动物卫生需求不断扩大,微生物风险评估实践会越来越多地快速发展,国际农业贸易一直受“监管疾病”制约,虽然是一些植物和动物的不严重疾病,但却可以作为贸易壁垒的手段来使用。WTO实施《实施动植物卫生检疫措施的协议》针对农业贸易中植物、家畜禽和食品中存在的风险实行透明科学的风险评估。
作为管理者最困难的是面对难以选择的风险所作的最直接反应,这将使用风险评估手段对可能发生风险按高低程度排列。但由于化学物质和微生物风险评估采取的方法不同,其结果是不可比的。
食源性病原微生物给我们提出更多的挑战,这些微生物在食品和环境之间运动,通过和存在于许多宿主中,这些运动使它们有机会获得耐药基因。作为生命有机体,微生物存活、繁殖、死亡和对环境压力的反应等,针对这些因素控制食源性病原微生物就是我们的目的,使用风险评估来评价控制问题和相关挑战。