《Journal of Food Protection》:Microbial Contamination and Associated Risk Factors from Slaughter to Retail: Forward-tracing of meat in the Pork Value Chain in Uganda
乌干达的人均猪肉消费量在东亚地区位居首位,但大部分生猪由小规模散养户饲养。猪肉主要在基础设施有限、监管薄弱且卫生条件欠佳的非正规市场中生产与销售。研究人员通过正向追踪(Forward-tracing)屠宰至零售环节的猪肉,评估了与非伤寒沙门氏菌(Non-typhoidal Salmonella, NTS)及总细菌计数(Total Bacterial Count, TBC)相关的污染因素,并识别了猪肉价值链中的关键控制点(Critical Control Points, CCPs)。研究评估了两种猪肉价值链模式:多屠宰单元价值链(Multiple Slaughter unit Value Chain, MSVC),即15个屠宰点供应27个零售点;以及单一屠宰单元价值链(Single Slaughter unit Value Chain, SSVC),即1个屠宰点供应35个零售点。研究人员于2021年12月至2022年12月期间在三个地区开展了重复横断面调查,共收集1,535份样本并进行卫生学观察。总体而言,NTS检出率在胴体为30.5%(95%置信区间:23.6-38.2),在生猪肉中为33.1%(95%置信区间:26.1-40.6),在熟猪肉中为4.0%(95%置信区间:1.9-8.4)。MSVC中TBC均值在胴体为5.70 Log CFU/cm2,生猪肉为6.00 Log CFU/g,熟猪肉为1.23 Log CFU/g;SSVC中相应值分别为5.32、5.34和0.03 Log CFU/g。尽管生猪肉TBC符合区域限值(<6.0 Log CFU/g),但已超过国际标准(<5.6 Log CFU/g)。MSVC的TBC显著更高(p<0.05),但两种价值链间NTS检出率无显著差异(p>0.05)。污染的肉品加工者手部、冲洗用水、地面及砧板表面被确定为微生物污染的关键来源。这些发现揭示了猪肉价值链中存在的严重污染问题,亟需加强卫生先决条件和关键控制点以改善猪肉安全性。
食源性疾病(Foodborne Diseases, FBDs)仍是全球性重大公共卫生挑战,动物源性食品(Animal-Source Foods, ASF)频繁被认定为关键感染源,肉类价值链在保障食品安全和降低此类风险中发挥核心作用。近几十年来,全球ASF需求持续增长,引发了食品安全关切,尤其在中低收入国家(Low- and Middle-Income Countries, LMICs),其生产和分销多在监管执法薄弱的非正规系统中进行。乌干达的人均猪肉消费量在东亚地区最高(2023年达2.8公斤/人/年),生猪存栏量约710万头且快速增长。然而,这种增长伴随着人畜共患病病原体传播的隐忧,尤其是在以散养和半集约化生产及非正规猪肉市场为特征的体系中。乌干达猪肉价值链进一步受到监管框架薄弱、基础设施有限及食品安全监管不足的制约,这些因素阻碍了对微生物污染的有效监测与控制。
微生物污染可发生于猪肉价值链的多个环节,包括屠宰、加工、运输和零售处理。在屠宰和零售环节,污染常与不良的卫生操作、受污染的水、设备和表面相关。胴体污染可能源于屠宰过程中暴露于肠内容物或粪便,尤其在卫生条件差的情况下,如在屠宰地面上直接进行内脏摘除操作时。危害分析与关键控制点(Hazard Analysis and Critical Control Point, HACCP)系统被广泛应用于识别和控制食品价值链中的安全风险,其有效实施依赖于良好卫生规范(Good Hygienic Practices, GHPs)和良好操作规范(Good Manufacturing Practices, GMPs)等先决条件,包括水质、卫生设施和加工者卫生。
常规微生物学评估对于评价肉类加工系统中的卫生和食品安全至关重要。总细菌计数(Total Bacterial Count, TBC)等指标常用于评估卫生操作及环境或肠道来源的潜在污染。TBC升高可能表明卫生条件差和交叉污染风险增加,且与NTS等病原体的存在相关。NTS是与猪肉相关最重要的食源性病原体之一,常通过价值链中受污染的肉品传播。既往乌干达的研究已记录了猪肉价值链中不良的卫生和清洁状况,并揭示了食品安全系统的薄弱环节,但尚缺乏从屠宰到零售环节微生物污染量化的证据,以及识别价值链不同阶段污染影响因素的系统性研究。
为此,Kivali等研究人员开展了这项旨在量化乌干达猪肉价值链中微生物污染状况的研究,论文发表于《Journal of Food Protection》。该研究的核心目标包括:量化从屠宰到零售环节的总细菌污染水平;识别与TBC和NTS污染相关的危险因素;识别改善猪肉安全的关键控制点和先决条件实践。研究在北部的利拉区、东部的姆巴莱区和索罗蒂区,以及中部的坎帕拉区进行,这些地区 purposively selected 以代表乌干达主要的生猪价值链。研究采用重复横断面调查设计,于2021年12月至2022年12月期间开展。
研究人员用到的主要关键技术方法包括:通过正向追踪(Forward-tracing)方式,从屠宰点至零售终点追踪同一胴体;采用雪球抽样法(Snowball sampling)结合随机招募确定采样点,MSVC招募27个零售点追溯至15个屠宰点,SSVC从单一屠宰设施随机招募35个零售点;依据ISO 17604:2015标准采集多种样本,包括屠宰猪只的肠系膜淋巴结和粪便样本、肉品加工者手部拭子、屠宰地面或台面拭子(200 cm
2)、冲洗用水样本(200 mL),以及胴体表面拭子(400 cm
2,覆盖火腿、背部、腹部和颊部),在零售点采集生猪肉(50 g)、加工者手部拭子、砧板表面拭子(200 cm
2)、熟猪肉(25 g)及混合生蔬(kachumbari,25 g);依据ISO 4833-2标准进行TBC测定,采用缓冲蛋白胨水均质后十倍系列稀释,接种于平板计数琼脂,30°C培养48小时后计数,按Maturin & Peeler公式计算菌落形成单位(Colony-Forming Units, CFU);依据ISO 6579-1:2017标准进行NTS分离培养,疑似菌株经White-Kauffmann-Le Minor方案进行血清分型确认;使用有向无环图(Directed Acyclic Graphs, DAGs)建立因果模型,采用线性混合效应模型(Linear Mixed-Effects Models, LMM)和广义线性混合效应模型(Generalized Linear Mixed-Effects Models, GLMM)分析基础设施、操作变量与污染结局的关联, slaughterhouse或retail point作为随机效应。
研究结果部分,研究人员首先描述了屠宰和零售设施特征。MSVC共纳入15个屠宰设施和27个零售点,SSVC纳入1个屠宰设施和35个零售点。MSVC屠宰设施日屠宰量1-10头,SSVC设施日均100头。MSVC中11个屠宰设施各供应1个零售点,1个供应2个,2个各供应4个,1个供应6个。SSVC屠宰设施有混凝土墙、铁皮屋顶和电力供应,而MSVC设施多缺乏屋顶、围墙和电力。MSVC中53.33%有混凝土地面,40%为木质地面,6.67%使用铁皮作为屠宰表面。两种价值链均以自来水为主要水源,但均非直接使用,MSVC常用回收的20升塑料水瓶取水,SSVC则用桶取水。所有MSVC中胴体修整(去毛、开膛、劈半)均在地面进行;SSVC中所有胴体在地面去毛后悬挂进行内脏摘除和最终清洗。SSVC所有胴体经目视检查后加盖印章放行,MSVC则无肉品检验。SSVC有开放式排水系统,15个MSVC中仅7个有废水排水系统,其中仅3个为封闭式排水。SSVC设施和80%的MSVC设施有坑式厕所。
零售点特征方面,两种价值链均以摩托车运载编织聚丙烯袋装猪肉为主,MSVC中手提更为普遍。MSVC中多数猪肉运输距离不足500米、耗时5分钟以内,SSVC平均距离7公里、耗时20分钟。MSVC无零售工人使用任何个人防护装备(Personal Protective Equipment, PPE),SSVC中20%零售点工人仅穿围裙。木质树桩是最常见的猪肉砧板(MSVC占96.3%,SSVC占100%)。生熟猪肉器具分离在MSVC中占48.2%,SSVC中占57.1%。MSVC中18.5%有厨房巾,SSVC中占62.9%,主要用于清洁手部、表面和猪肉。剩余猪肉冷冻保存在MSVC中占77.8%,SSVC中占54.3%。仅7.4%的MSVC零售点有指定洗手站,SSVC中有48.6%。
关于NTS检出率和TBC水平,总体NTS检出率在屠宰胴体为30.5%(46/151,95% CI:23.6-38.1),生猪肉为33.1%(50/151,95% CI:26.1-40.6),熟猪肉为4.0%(6/151,95% CI:1.9-8.4)。两种价值链类型间猪肉(胴体、生肉、熟肉)的NTS检出率无显著差异(p>0.05),但SSVC的地面拭子和水样中NTS检出率显著更高(p<0.05),而MSVC中屠宰猪只的粪便样本NTS感染率更高(p<0.05)。MSVC中TBC均值在胴体为5.70 Log CFU/cm
2、生猪肉6.00 Log CFU/g、熟猪肉1.23 Log CFU/g;SSVC中分别为5.32、5.34和0.03 Log CFU/g。生猪肉TBC在两种价值链间存在显著差异(p<0.001,Mann-Whitney U检验)。MSVC中44.4%(36/81)的生猪肉样本TBC超过东共体和国际标准均设定的6.0 Log CFU/g限值,SSVC中占30.0%(21/70)。
关于屠宰环节MSVC的TBC危险因素,存在厕所与胴体污染增加相关,总效应为0.58 log CFU(p=0.063),直接效应0.57 log CFU(p=0.013)具有统计学意义。肉品加工者手部细菌污染每增加一个单位,胴体污染显著增加0.52 log CFU(p<0.001)。数据中存在三种地面类型与雨靴使用组合:混凝土地面(含一个铁皮面)+雨靴、混凝土地面无雨靴、木质地面+雨靴。木质地面+雨靴比混凝土地面+雨靴的水中细菌计数显著低1.32 log CFU(p=0.009)。报告工作时进食饮水的加工者手部细菌污染显著低0.67 log CFU(p=0.018)。厕所存在与地面污染增加1.15 log CFU显著相关(p=0.005),手部污染增加与地面污染增加0.43 log CFU正相关(p<0.001)。
关于屠宰环节MSVC的NTS危险因素,因水样仅2份阳性而将水污染变量剔除。NTS胴体污染与屠宰地面NTS强相关(比值比Odds Ratio, OR=12.26,p=0.004),与加工者手部NTS相关(OR=4.30,p=0.073)。当屠宰猪只感染沙门氏菌时,加工者手部携带NTS的可能性是原来的5.43倍(OR=5.43,p=0.036)。屠宰地面NTS污染与地面类型和加工者操作相关:混凝土地面无雨靴(OR=0.22,p=0.047)和木质地面+雨靴(OR=0.19,p=0.045)均比基线类别(混凝土+雨靴)的地面NTS风险降低。此外,加工者手部NTS存在与屠宰地面污染强相关,优势比增加12倍(OR=12.00,p=0.002)。
关于屠宰环节SSVC的TBC危险因素,因仅一个屠宰设施而未评估基础设施和操作变量。胴体污染随水中(0.09 log CFU,p=0.038)、手部(0.26 log CFU,p<0.001)和地面(0.36 log CFU,p=0.002)细菌负荷增加而增加。手部污染增加与地面污染增加0.27 log CFU正相关。
关于零售环节两种价值链的TBC危险因素,胴体污染水平升高显著增加生猪肉污染:胴体污染每增加1 log CFU,生猪肉计数增加0.46 log CFU(总效应,p<0.001),直接效应为0.19。生猪肉污染还受加工者手部细菌负荷(p=0.002)和砧板表面(p<0.001)影响。运输方式也与TBC相关:摩托车运输比手提的细菌计数低0.77 log CFU/g(p<0.001),但部分效应通过工人手部计数增加介导,直接效应为0.56 log CFU/g。加工者手部污染与胴体表面(p=0.008)、砧板表面(p<0.001)及运输方式显著相关,使用摩托车降低手部污染0.56 log CFU(p=0.008)。砧板表面TBC水平受胴体表面污染(p=0.006)和加工者手部(p<0.001)显著影响。
关于零售环节两种价值链的NTS危险因素,胴体NTS污染与生猪肉NTS存在强关联(OR=3.52,p=0.006)。生猪肉NTS还与加工者手部NTS(OR=7.96,p=0.051)、砧板表面(OR=2.50,p=0.051)和厨房巾(OR=2.00,p=0.095)正相关。加工者手部NTS受胴体NTS显著影响(OR=6.84,p=0.007)。手部和砧板表面的NTS存在高度相关,双向OR均超过50,因果方向难以确定,但二者紧密关联。
讨论部分,研究人员指出该研究为乌干达猪肉价值链中的微生物污染提供了证据,据其所知这是首个在乌干达正向追踪猪肉从屠宰到零售的研究。发现表明屠宰和零售环节均存在严重的NTS负担和升高的TBC水平,凸显了价值链中的关键食品安全风险。NTS在胴体(30.5%)和生猪肉(33.1%)中的检出率高于熟猪肉(4.0%),这与生肉因屠宰和处理过程中的暴露而更易受污染的文献一致。熟猪肉中NTS检出率明显较低是积极的食品安全发现,强调了适当烹饪降低细菌污染的重要性;但部分熟猪肉样本中仍检出NTS,提示可能存在烹饪后二次污染或加热不充分。尽管MSVC和SSVC结构不同,但两者间NTS检出率无显著差异,表明卫生差距和环境污染风险具有共性。SSVC地面和水样中更高的NTS检出率可能反映了批量屠宰、高动物周转率及胴体间清洁不足导致的交叉污染增加;而MSVC猪粪便中更高的NTS感染率则指向农场水平上源,如小规模散养系统中生物安全保障不足加剧的感染。
TBC方面,所有样本类型均观察到高TBC,表明系统性卫生失效。污染最严重的样本是屠宰和零售环节肉品加工者的手部拭子(MSVC屠宰7.8 log CFU,SSVC屠宰8.1 log CFU;MSVC零售7.5 log CFU,SSVC零售6.8 log CFU),强化了加工者在细菌传播中的关键作用。MSVC生猪肉TBC显著高于SSVC(6.00 vs 5.34 Log CFU,p<0.05),超过了欧洲(Log CFU 5.0)和东非(Log CFU 6.0)的可接受限值。这与研究人员对MSVC屠宰和零售点基础设施不足、缺乏检验和卫生条件差的现场观察一致,也与非正规屠宰和零售环境中缺乏基本卫生设施导致更高污染风险的前期研究相符。
多种行为和环境因素与污染相关。值得注意的是,厕所存在与胴体和地面TBC增加相关,可能是由于使用后手部卫生不足和坑式厕所不卫生。手部与胴体污染之间的强正相关(0.52 log CFU,p<0.05)进一步强调了适当手部卫生和持续使用PPE的重要性。虽然混凝土地面无雨靴的屠宰设施水TBC更高,但该差异无统计学意义,可能反映了卫生操作或用水处理的额外变异性。相比之下,木质地面+雨靴处观察到显著较低的污染,提示防护装备可能在限制污染物进入水源中发挥作用,清洁的工作环境可减少加工用水中细菌积累,这对防止交叉污染至关重要。
工作时进食饮水与手部污染降低0.67 log CFU(p<0.05)相关。虽然反直觉,但可能表明进食的工人洗手更频繁;然而工作期间进食存在口头暴露病原体的风险,应予以劝阻。SSVC中胴体微生物负荷与冲洗水、工人手和地面污染的关联,指向屠宰环境中的多重交叉污染途径,突出了水、表面和加工者作为细菌向胴体转移载体的作用,与撒哈拉以南非洲其他研究中将不良卫生、手部卫生差和污染地面与胴体细菌计数升高联系起来的观察一致。
环境在NTS污染中的作用方面,MSVC中屠宰地面NTS存在是胴体污染的强预测因子(OR=12.26,p<0.05),凸显地面为主要污染源,需要频繁清洁和消毒规程。混凝土地面和雨靴使用预期可降低风险,但其与更高NTS检出率的关联表明单独使用并不足够,若无适当清洁消毒甚至可能滞留病原体。手部再次成为污染途径的核心:手部NTS与胴体和地面污染显著相关,且与感染猪只到场相关(OR=5.43,p<0.05),强化了上游感染不仅贡献职业暴露,还可能通过不良卫生操作增加胴体污染风险。SSVC中胴体NTS与水污染和加工者手部污染相关(OR=6.98,p<0.05),强调了水质和个人卫生在食品安全中的关键作用。
零售环节,加工者手部TBC与生猪肉和砧板表面污染强相关, reaffirmed 加工者卫生在食品安全中的作用。手提猪肉(MSVC更常见)与更高TBC相关,可能由于与污染手部的直接接触。运输条件、时间和温度等因素已被证明显著影响猪肉微生物质量。胴体NTS与生猪肉NTS的强关联指向屠宰卫生在下游污染中的作用。砧板表面和加工者手部是NTS传播的关键风险点,与LMIC猪肉价值链中的发现一致。手部与表面间的双向关系反映了加工过程中的交叉污染,可能受采样时持续处理活动的影响。
研究结论部分翻译如下:研究人员发现强调了良好卫生规范的关键先决条件和影响猪肉价值链微生物污染的潜在关键控制点。在屠宰环节,共用冲洗水、自来水间接使用、地面进行胴体修整、共用设备以及清洁计划不足等做法,表明加工和卫生操作中存在的薄弱环节。猪肉运输方式,包括MSVC中手提和SSVC中用编织袋摩托车运载,代表了可能发生交叉污染的潜在关键控制点。在零售环节,木质砧板的使用、洗手设施的缺乏以及生熟猪肉器具共用,进一步损害卫生并增加细菌转移的可能性。
加强良好卫生规范的先决条件,特别是水管理、卫生设施和手部卫生,以及改进运输和零售处理过程中关键控制点的控制,可降低TBC和NTS污染,从而改善猪肉安全性并保护公众健康。具体措施包括:悬挂胴体进行修整、改善功能性洗手设施的可及性、增强猪肉接触表面的卫生、推广使用易清洁材料如塑料砧板。环境提示和可及基础设施支持下的持续行为改变,对改善卫生实践至关重要。此外,猪肉的充分烹饪对于降低包括NTS在内的细菌负荷仍然必不可少。处理好这些先决条件和关键控制点,可能有助于将TBC水平降至国际阈值Log CFU 5.0以下,并有助于从猪肉中减少NTS,从而增强乌干达猪肉价值链内的食品安全。