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肉鸡定点屠宰场空气微生物群落结构分析论文

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2024-05-13 14:23:10    来源:    作者:zhoudanni

摘要:近年,我国畜禽养殖业飞速发展,养殖规模不断扩 大,仅禽类的规模化饲养,饲养肉鸡的出栏量已占全国家禽出栏量的40%以上[1] 。这些发展引起了一系列全球 性的环境、社会和公共健康问题[2-3] 。在集约化畜禽养 殖及屠宰生产过程中,由于动物相对密集,致使环境空气质量不断下降,导致环境空气污染[4] 。同时,使空气 中混杂有害气体,和大量的微生物,这些有害物质和致 病性微生物侵入动物机体和人类的呼吸系统,传播病原 微生物,而且造成畜禽和人类抵抗力下降,免疫力降 低,动物及人类的易感性升高,进而引起一系列条件性

  摘要:为探究畜牧业生产活动肉鸡屠宰加工对空气环境的影响,试验从某大型肉鸡屠宰场选取了3类不同的功能区作为采样 点,通过分离培养菌种鉴定,运用BIOLOG微生物全自动分析仪,首次对各采样点分离培养的细菌、真菌进行种属鉴定。 所分离的培养物中共鉴定出细菌菌属47种,其中革兰氏阳性菌比例远高于革兰氏阴性菌,优势菌属依次为微球菌属、葡萄 球菌属、芽孢杆菌属、棒杆菌属和假单胞菌属,其中20% ~ 30%为微球菌属;鉴定出真菌菌属共12属,优势真菌依次为枝 孢属、链格孢属、毛霉属、曲霉属和青霉属。该肉鸡屠宰场屠宰活动对空气环境未产生不利影响。随着畜牧业生产活动的 快速发展以及屠宰加工厂布局设计规划,畜禽屠宰加工引起的环境污染问题应引起更多的关注。

  关键词: 屠宰,监测,分析,空气微生物,生物气溶胶

  0 引言

  近年,我国畜禽养殖业飞速发展,养殖规模不断扩 大,仅禽类的规模化饲养,饲养肉鸡的出栏量已占全国家禽出栏量的40%以上[1] 。这些发展引起了一系列全球 性的环境、社会和公共健康问题[2-3] 。在集约化畜禽养 殖及屠宰生产过程中,由于动物相对密集,致使环境空气质量不断下降,导致环境空气污染[4] 。同时,使空气 中混杂有害气体,和大量的微生物,这些有害物质和致 病性微生物侵入动物机体和人类的呼吸系统,传播病原 微生物,而且造成畜禽和人类抵抗力下降,免疫力降 低,动物及人类的易感性升高,进而引起一系列条件性 致病病原体的感染,直接影响动物健康和生产性能发 挥,影响养殖业的发展,带来的具大的经济损失,甚至 引发一系列的公共卫生事件[5] 。尽管近年我国采取了多 项举措,但畜禽屠宰加工对空气环境影响仍是重点控制 环节[5] 。孙晓文等[6-7]从江苏省某生鸡屠宰场40份环境擦 拭样品中分离到单核细胞增生李斯特菌15份,分离率为 37.5%。王佩佩等[8]监测到某家禽屠宰场的环境及屠宰工 器具表面的优势菌属假单胞菌属。林本夫等[9]报道广州 市某禽屠宰场空气、地面及土壤环境样品中沙门氏菌阳 性检出率为18.18%。在此背景下,试验以某大型肉鸡屠 宰加工场为研究对象,研究肉鸡屠宰场外环境空气微生 物群落结构及分布特征,旨在探索屠宰加工对空气环境 质量影响,并对畜牧业生产活动中畜禽屠宰加工对空气 环境质量影响提供一定的理论数据。

  1 材料与方法

  1.1 材料

  1.1.1 采样对象

  研究选取年屠宰肉鸡3 000万只的大型肉鸡屠宰场3 个不同的功能区:毛鸡屠宰区、人员及产品出入区、绿 化区,分别选择3个定位观测点,于2022年10月—2023 年9月取样。毛鸡屠宰区,选取毛鸡待宰棚( SSC) ,人 员及产品出入区选择人员及产品通道(EPV),绿化区 选择厂区的绿化带(GB),见表1.

  1.1.2 主要仪器

  Andersen生物粒子取样器( FA-1 );全自动细菌鉴 定分析仪(型号为VITEK2.生物梅里埃法国股份有限 公司生产)。

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  1.2 方法

  1.2.1 采样方法

  利用Andersen生物粒子取样器定点采集样品。该采 样器结构类似于人体呼吸道[10] 。利用物理学上的惯性撞 击原理进行设计。采样器共有6级,在每一级中共有孔 数为400个孔,从第1 ~ 6级,各级的孔径逐渐缩小,而 空气流速逐渐增大。通过以上作用将空气中的微生物粒 子按照粒径不同截获在不同级别的培养皿中。在试验设计的3个取样观测点进行取样,取样频率为在1年中, 每个月取样1次, 取样时天气晴朗, 每次取样时, 连续 取3 d, 在每天的取样中又分为3个时段, 分别为9:00 、 13:00和17:00.取样周期为1年。采样时,采样的高度应 处于人体的呼吸带,距离地面1.5 m处,采样时空气流量 设为28.3 L/min,空气微生物取样器的各级筛孔至采样 面的距离为2 mm ,采样时间设置为3 min。采样时所用 的玻璃平皿为9 cm 的,玻璃平皿通过灭菌后,在无菌的 条件下加入20 mL的培养基。

  1.2.2 培养及鉴定

  细菌采样介质用营养琼脂培养基,采集的细菌样品 在37 ℃培养箱内培养48 h,然后分别在各级采样皿上对 细菌菌落进行记数。真菌采样介质用沙氏培养基(葡萄 搪40 g、蛋白胨10 g、琼脂20 g、蒸馏水1 000 mL)。采 集的真菌样品在25 ℃培养箱内培养72 h,分别在各级采 样皿上进行菌落记数。然后利用BIOLOG微生物全自动 鉴定系统进行鉴定。

  1.2.3 计算方法

  空气微生物浓度:由于通过空气微生物取样器采样 过程中,各级筛孔的微生物粒子在过量时将会出现在同 一筛孔的同点个多个粒子叠加的情况,所以在不同级数上采集到的菌落总数应通过式1进行校正。

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  式中, Pr为校正后的菌落数, N为采样器各级采样 孔数, r为实际的菌落数。

  最后根据校正后各级空气带菌粒子的数量,计算空 气真菌的浓度和各级带菌粒子的百分比。具体计算方法 如式2.

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  式2中, C为空气真菌浓度, T为六级总菌落数, t为 采样时间: F为空气流量。

  各级带菌粒子百分比见式3.

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  式3中, P为各级带菌粒子百分比; T为六级总菌落 数: n为各级菌落数。

  1.3 统计方法

  本研究利用Microsoft Excel2007对数据分析和图表 绘制。

  2 结果与分析

  2.1 不同取样观测点空气细菌群落结构与物种组成

  在肉鸡屠宰场检测到的空气细菌种类中革兰氏阳性 菌(G+ )的比例要远高于革兰氏阴性菌(G- )所占的比例,其中革兰氏阳性菌占80% ~ 85%,在革兰氏阳性菌 中其中的革兰氏阳性球菌占50% ~ 55%,而革兰氏阳性 杆菌占25% ~ 35% ;革兰氏阴性菌占 15% ~ 20%。

  监测到47属空气细菌,其中为革兰氏阳性菌31属, 占总细菌的66.0%;革兰氏阴性菌 16属,占总空气细菌 物34.0%。在所有检测到的47属空气细菌中,有五属细 菌占总细菌的百分比接近50%,称其为优势菌属。肉鸡 定点屠宰场空气微生物优势菌属为微球菌属、葡萄球菌 属、芽孢杆菌属、棒杆菌属和假单胞菌属,在这五属优 势菌属中,微球菌属占总数的20% ~ 30%,葡萄球菌属 占总数的8% ~ 17%、芽孢杆菌属占5.6% ~ 9%、棒杆菌 属占3.2% ~ 4.8%、假单胞菌属占2.5% ~ 5.0%,见表2.

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  2.2 不同取样观测点空气真菌群落结构和物种组成

  3个不同的取样观测点共鉴定出12属空气真菌,见表3.肉鸡定点屠宰场, 3个不同的取样观测点鉴定的空 气真菌的种类相似,其中有五属空所真菌其浓度总和占 空气真菌浓度总和的90%以上,被命名为肉鸡屠宰场监 测到的空气真菌优势菌属。这五属空气真菌依次为是枝 孢属、链格孢属、毛霉属、曲霉属和青霉属,优势菌 属在肉鸡屠宰场的3个不同取样观测点及不同的取样时 间均全部都检测到。 3个观测点空气真菌的种类相似但 是,在3个不同的取样观测点,优势菌属的浓度比例各 不相同。在人员及货物通道,百分比浓度较高的优势菌 属为枝孢属、青霉属和链格孢属。在绿化区的青霉属浓 度百分比要高于毛鸡等宰棚和人员及货物通道,见表 3 。肉鸡定点屠宰场空气真菌优势菌菌属中, 最活跃的 为枝孢属。

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  3 讨论

  3.1 不同取样观测点空气细菌群落结构与物种组成

  在肉鸡屠宰场监测的空气细菌微生物类型,本研究 的发现与国内研究者对不同的环境的研究结果类似,均 为革兰氏阳性菌显著高于革兰氏阴性菌,而且阳性球菌 明显高于阳性杆菌。然而,在不同研究环境或不同功能 类型区,革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比率不同。在 研究中发现了5种优势菌,其中微球菌属所占的比例为 20% ~ 30%。这可能是由于优势菌属中含有一些胡萝卜色素和一些细菌孢子,这些因子可以耐受日光照射[11] 。 国外不同研究针对不同的功能性环境区域取样研究发 现,优势菌属也为微球菌属和葡萄球菌属[12-15]。在国内 的一些对不同城市的研究报道中,微球菌属、葡萄球菌 属和芽孢杆菌属均主细菌类型的主导地位[16] 。然而,在 Shaffer B等[17]对4个不同类型的功能区进行研究结果发 现,占主导地位的为芽孢杆菌,微球菌属的浓度值很 低, 葡萄球菌属没有监测到。这种结果可能与所选取的 研究区域有关,在不同的功能区,由于地理环境,当地的 条件以及区域的功能类型不同,优势菌属的种类也不同。

  3.2 不同取样观测点空气真菌群落结构和物种组成

  在肉鸡屠宰场空气真菌共鉴定到12种。在3个取样 观测点共确定五属空气真菌依次为为枝孢属、毛霉属、 链格抱属、青霉属和曲霉属。其中枝孢菌属浓度占总浓 度的35%以上。这与国内外学者在不同功能环境中的研 究结果一致[18]。在方治国对不同城市室内外真菌群落及 影响因素研究进展的综述中,总结了部分国家和地区空 气真菌和优势菌属,在美国鉴定的真菌为青霉属、链格 孢属、拟青霉属、曲霉属和镰孢属,在芬兰出现的真菌 为枝孢属、青霉属、曲霉属、酵母菌和无孢菌,在埃及 出现的真菌有枝孢属、链格孢属、酵母菌和单孢霉属。 在米兰、利雅得、都灵、墨西哥、以色列均以枝孢菌属 和青霉属为优势菌属。而在国内的报道中,在北京、上 海、武汉、成都的研究中发现[16-19] ,枝孢属、链格孢属 和青霉属均处于主导地位,而在重庆和合肥以青霉属、 毛霉属和镰格孢属为主,从这些调查中发现,不同环境 中空气真菌的分布具有明显的地域性。空气真菌种属的 不同与地理状况、气候条件、取样方法、取样时间均有密切的关系。

  4 结论

  在肉鸡屠宰场外挂鸡区、人员和货物通道及厂区绿 化带3个采样点,共鉴定出47个细菌菌属,其优势菌属 为微球菌属、葡萄球菌属、芽孢杆菌属和假单胞菌属, 在优势菌属中,微球菌属又占总数的20% ~ 30% ;共鉴 定出真菌菌属共12属,其优势菌属为枝孢属、毛霉属、 链格孢属、青霉属和曲霉属。

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