《Food Control》：Presence of
Listeria monocytogenes in Hydroponic Controlled Environment Agriculture (CEA): Contamination Transfer in Indoor Production
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本研究针对水培控制环境农业(CEA)中食源性病原体污染风险，通过环境监测(EM)评估了商业化NFT系统种植小松菜设施内单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)的污染状况，并模拟了无害李斯特菌(L. innocua)通过工人靴子和设备轮子的传播路径。研究发现排水营养液和靴套是主要污染点，但清洁消毒措施能有效控制风险，为CEA设施制定针对性食品安全策略提供了重要依据。
在追求可持续农业的浪潮中，控制环境农业(Controlled Environment Agriculture, CEA)特别是水培技术，以其高效节水、全年无休的生产模式备受青睐。然而，这些封闭或半封闭的室内农场并非与世隔绝的净土，食源性病原体如单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)的污染风险依然存在。这种细菌能在冷藏条件下生长，对即食食品构成严重威胁。近年来，多起与水培种植的绿叶蔬菜相关的食源性疾病暴发，引发了人们对这类新型农业生产系统食品安全性的深度关切。与传统露天种植相比，CEA缺乏自然紫外线等抑菌因素，且循环的营养液、密集的自动化设备以及人员流动，都可能成为病原体传播的温床。然而，关于CEA生产过程中微生物风险，特别是李斯特菌污染路径和防控效果的研究仍较为有限。为了解决这一知识空白，由María Isabel Gil和Ana Allende共同领导的研究团队，在商业化的水培CEA设施中展开了一项详实的调查研究，其成果发表在食品科学领域的权威期刊《Food Control》上。
为了精准评估污染状况，研究人员采用了环境监测(Environmental Monitoring, EM)策略，在8个月内分三个时间点（EM1, EM2, EM3）对一家采用营养膜技术(Nutrient Film Technique, NFT)商业化种植小松菜的CEA设施进行了系统采样，共收集156份样本。样本覆盖蔬菜产品、食品接触表面、非食品接触表面以及水基质。关键检测技术包括：遵循ISO 11290-1标准并利用Brilliance?李斯特菌琼脂和改良牛津琼脂(Modified Oxford Agar, MOX)进行李斯特菌的分离与鉴定；通过针对sigB、iap和hly基因的PCR(Polymerase Chain Reaction)以及MALDI-TOF MS(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry)对疑似菌落进行确认和菌种鉴定；对阳性分离株进行全基因组测序(Whole Genome Sequencing, WGS)，并通过多位点序列分型(Multilocus Sequence Typing, MLST)进行基因分型。此外，研究还设计了模拟污染实验，使用无害李斯特菌(Listeria innocua)作为替代菌，模拟其通过工人靴子和设备轮子从积水处传播的路径，并评估其在CEA设施地面上的存活情况。
3.1 环境监测评估单核细胞增生李斯特菌存在的适用性
研究结果显示，在为期11个月密集生产后进行的EM1监测中，从两个样本（靴套和排水营养液）中成功分离并确认了单核细胞增生李斯特菌。WGS和MLST分析表明，这些分离株均属于序列型(Sequence Type, ST) 155、克隆复合体(Clonal Complex, CC) 155、谱系II，具有相同的核心基因组多位点序列分型(cgMLST)谱，提示污染源可能相同。排水营养液中检出李斯特菌，表明通过循环营养系统直接或间接污染作物的风险极高。靴套作为敏感的非食品接触表面采样工具，其阳性结果凸显了地面积水作为污染载体，通过人员活动在不同区域（种植区、采收区、包装区）造成交叉污染的潜在途径。值得注意的是，在后续的EM2（深度清洁后）和EM3监测中，尽管样本量增加，均未再检出单核细胞增生李斯特菌。
3.2 清洁和消毒作为纠正措施
EM1（生产季末）与EM2（经过8月停产期深度清洁和消毒后）结果的显著差异，证明了集中式深度清洁消毒措施的有效性。该设施的深度清洁包括清除积存碎屑和残次品，并使用碱性消毒剂配合高压水枪冲洗。然而，研究也指出，该设施日常仅对可见且易接触的表面进行清洁，缺乏定期的、基于实验室验证的环境监测程序。这表明，将环境监测纳入常规食品安全管理体系，对于及时发现隐形污染、验证清洁消毒效果至关重要。
3.3 CEA设施中李斯特菌的传播
模拟污染实验表明，在接种后1小时(T0)，无害李斯特菌可以通过靴子和轮子从模拟的积水点传播到设施地面的多个位点（FP1-FP13）。然而，菌量在传播过程中迅速下降，从初始接种表面到第一个地面采样点(FP1)就已显著减少，后续位点需经富集才能检测到。至接种后24小时(T24)，在大多数地面位点已无法通过平板计数法检测到存活的细菌，仅在靴子试验的少数位点经富集后呈阳性。环境因素监测显示，试验期间CEA设施内部温度较高，结合一定的湿度和辐射，可能共同导致了李斯特菌的快速失活，尤其是在轮子试验中。这提示，在特定的环境条件下（如高温），CEA设施表面可能不利于李斯特菌的长期存活。
本研究通过实证证实，环境监测是评估水培CEA设施中单核细胞增生李斯特菌污染风险的有效工具。研究揭示了排水营养液循环系统和人员活动（以靴套为指示）是关键的潜在污染途径。同时，研究结果有力地证明了实施彻底的清洁和消毒程序能够有效消除已识别的污染风险。模拟实验则表明，在特定的环境条件下，由积水和人员设备活动引发的李斯特菌传播范围有限且存活时间较短。这项研究为CEA产业提供了重要的实践指导：建议建立包含靴套（大面积表面）和摩尔拖把(Modified Moore Swab)（水样）等高效采样工具在内的环境监测计划，并将其作为食品安全预防体系的核心组成部分，以持续监控风险并验证控制措施的有效性，从而保障水培农产品的微生物安全。
