青貯飼料中食源性病菌種類及抑制其生長的管理措施

摘要：青貯飼料是奶牛日糧中的主要成分，是營養(yǎng)物質(zhì)、能量和可消化纖維的重要來源。但是品質(zhì)較差或受到污染的青貯飼料會成為致病菌的來源，這些致病菌會降低奶牛的生長和生產(chǎn)性能，并威脅動物和人類健康。青貯中常見的致病菌有腸桿菌、李斯特菌、梭菌和沙門氏菌。這些細(xì)菌致病的癥狀不同，梭菌屬會引起奶牛輕度腹瀉并減少采食量，李斯特菌則可能導(dǎo)致流產(chǎn)甚至致死。因致病細(xì)菌污染，食品召回而導(dǎo)致的損失高達(dá)數(shù)百萬美元。青貯飼料中的致病菌通常是由于發(fā)酵過程中、有氧暴露或飼喂階段的污染和管理不善引起的。合理的管理措施和青貯飼料添加劑可以提高青貯的安全性、營養(yǎng)成分和保質(zhì)期。本文總結(jié)了青貯飼料中的主要食源性病原菌以及提高青貯飼料安全性的管理措施。

關(guān)鍵詞：青貯、致病菌、食品安全、牛奶

引言：牧草被病菌污染的途徑，主要是農(nóng)場廢水作為肥料施入草地或收獲時(shí)被土壤病菌污染。其中，牛是一些致病微生物的宿主，病菌可通過糞便進(jìn)入農(nóng)場廢水，最后灌溉在作物上。因此，青貯飼料和其他飼料一樣，可能成為農(nóng)場病菌傳播的載體。青貯飼料發(fā)酵不充分和取料時(shí)管理不當(dāng)是病菌繁殖的主要原因。青貯中最常見的病原微生物有大腸桿菌O157：H7、李斯特菌、芽孢桿菌、沙門氏菌和梭菌等。眾所周知，青貯接種劑和化學(xué)添加劑有改善發(fā)酵，提高干物質(zhì)含量、保存營養(yǎng)和增強(qiáng)有氧穩(wěn)定性的作用。除這些效果之外，一些商業(yè)添加劑已被證實(shí)可以減少青貯飼料致病菌，防止其在農(nóng)場中傳播。以下介紹了青貯飼料中主要的食源性病菌，及使用添加劑緩解其危害的管理措施。

1 青貯飼料中的主要食源性病菌

1.1 腸桿菌

腸桿菌是革蘭氏陰性兼性厭氧菌。植物自然附著的腸桿菌通常有草生歐文氏菌（Erwinia herbicola）和水生拉恩氏菌（Rahnella aquitilis），當(dāng)作物青貯后，這些菌群會被其他腸細(xì)菌，如埃希氏大腸桿菌（Escherichia coli）、哈夫尼腸桿菌（Hafnia alvei）和居泉沙雷氏菌（Serratia fonticola）取代。腸桿菌在青貯中對氨基酸有脫氨基和脫羧基作用，并減少NO₃，從而提高氨和生物胺的量。腸桿菌還會在發(fā)酵過程中與乳酸菌爭奪營養(yǎng)物質(zhì)。但是，他們的生長繁殖會隨著pH值的降低而減弱。在青貯飼料發(fā)酵和取用過程中，發(fā)生有氧暴露會為這些細(xì)菌生長提供有利條件。

1.2 李斯特菌

李斯特菌屬是革蘭氏陽性兼性厭氧菌，有高致死率，可引起免疫受損的動物和人類多種疾病，包括腦膜炎、腦炎、敗血癥、胃腸炎、乳腺炎和晚期流產(chǎn)。據(jù)估計(jì)，美國每年由李斯特菌導(dǎo)致的臨床病例多達(dá)2500人，最多導(dǎo)致了500人死亡。其對人的致死率約為20%，對牲畜致死率高達(dá)100%。其中，單核細(xì)胞增生李斯特菌是主要的致病菌，而低品質(zhì)青貯飼料被認(rèn)為是反芻動物中該病菌的主要來源。其在不同環(huán)境和宿主中的存活能力是在非孢子細(xì)菌中非常少見的，因?yàn)樗�能夠耐低溫、低水活度并有廣泛的pH值耐受范圍。但也有研究表明，pH≥4.5的青貯飼料相對于pH值較低的青貯飼料其李斯特菌含量較高（29%vs. 6.2%）。

1.3 芽孢桿菌

芽孢桿菌屬是革蘭氏陽性好氧或兼性厭氧菌，其內(nèi)生孢子能耐受惡劣的環(huán)境溫度，包括牛奶的巴氏消毒溫度或沸騰的溫度。芽孢桿菌通常在有氧條件下，酵母將青貯中乳酸消耗一定程度后生長。因此，防止青貯飼料有氧腐敗可降低芽孢桿菌污染風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 梭菌

梭菌屬是革蘭氏陽性專性厭氧菌。通常在低糖植物青貯中存在，尤其是當(dāng)水分大于70%、 pH值大于4.6、溫度高于30℃或緩沖能值高時(shí)。青貯中的梭菌通常是土壤污染或肥水灌溉所導(dǎo)致，在未添加添加劑及未萎蔫的青貯中容易成為優(yōu)勢菌群。最常見的有發(fā)酵糖類的梭菌（例如丁酸梭菌），發(fā)酵少量糖和乳酸的梭菌（例如酪丁酸梭菌）以及發(fā)酵糖和氨基酸的梭菌（例如產(chǎn)芽孢梭菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌）。其發(fā)酵糖或乳酸產(chǎn)生丁酸、CO₂和H₂。盡管丁酸有抑菌提高有氧穩(wěn)定性的作用，但其也會增加畜群中酮癥的發(fā)病率。

1.5 沙門氏菌

沙門氏菌是革蘭氏陰性菌，兼性厭氧，具有運(yùn)動能力。腸道沙門氏菌是一種重要的病菌，美國每年導(dǎo)致大約4.2萬多例病例，通常與攝入未加工或加工不當(dāng)?shù)陌褪蠚⒕�牛奶有關(guān)。感染沙門氏菌的常見癥狀是水性或血性腹瀉、脫水、發(fā)熱、抑郁和精神萎靡。沙門氏菌在牛群中的傳播主要與管理方式關(guān)系很大，通常是通過受污染的動物、工具和人群進(jìn)行傳播的，與飼料來源關(guān)系不大。

2 確保青貯衛(wèi)生質(zhì)量的策略

2.1 在青貯之前和青貯期間，采取有利于快速發(fā)酵的管理措施，快速降低pH值對抑制梭菌和腸桿菌是至關(guān)重要的。具體措施有：

2.1.1 選擇可溶性碳水化合物與緩沖能比值較高的飼料，盡可能使用抗真菌的雜交品種；

2.1.2 在適當(dāng)含水量收獲，以平衡營養(yǎng)價(jià)值和產(chǎn)量；

2.1.3 將禾本科草萎蔫至干物質(zhì)含量35%左右，豆科植物45%；

2.1.4 將飼料切成能夠壓實(shí)的長度，并保持纖維的物理有效長度；

2.1.5 在青貯倉內(nèi)加塑料內(nèi)襯，并盡量減少收獲到筒倉的運(yùn)輸時(shí)間；

2.1.6 壓實(shí)，使密度在240kg /m³(DM)左右；

2.1.7 密封，創(chuàng)造穩(wěn)定的厭氧環(huán)境。并通過定期檢查塑料上產(chǎn)生的任何孔隙來保證青貯的持續(xù)厭氧；

2.1.8 添加劑對于發(fā)酵情況良好的植物來說不是必須的，但對于緩沖能值高、可溶性碳水化合物低以及含水量高的植物來說，作用非常顯著。添加劑有糖蜜、硝酸鹽、無機(jī)酸等或至少10⁵cfu/g的乳酸菌（植物乳桿菌、嗜酸乳酸片球菌、戊糖片球菌或屎腸球菌），這些添加劑可以通過提高乳酸發(fā)酵來抑制不良微生物。

2.2 酵母、霉菌、李斯特菌和腸桿菌在有氧暴露后能快速生長，確保青貯飼料有氧穩(wěn)定性的管理措施至關(guān)重要。具體措施有：

2.2.1 設(shè)計(jì)青貯料倉時(shí)，應(yīng)盡量減少料倉的暴露面積，減少氧氣進(jìn)入；

2.2.2 在適當(dāng)和方便的情況下，應(yīng)使用刀片將筒倉表面切割光滑，以減少暴露的表面積；

2.2.3 青貯飼料取用時(shí)，應(yīng)盡量縮短暴露在空氣中的時(shí)間，并且減少暴露面積；在美國，塔式料倉推薦的使用速率是5~10cm/天，青貯窖10~15 cm /天，裹包青貯至少30 cm /天。以色列推薦20~30 cm /天，熱帶地區(qū)使用速率則至少為30 cm /天，因?yàn)闊釒�溫暖潮濕的環(huán)境會增加腐敗微生物的生長；

2.2.4 由于丙酸、乙酸、山梨酸和苯甲酸的抗真菌性質(zhì)，可以增加青貯有氧穩(wěn)定性而經(jīng)常被用作霉菌抑制劑出售。另外，布氏乳桿菌可以降解乳酸為乙酸，抑制酵母菌和霉菌生長，提高有氧穩(wěn)定性，也有廣泛的應(yīng)用。

2.2.5 抗氧化劑，如維生素E和硒；防霉劑如丙酸、山梨酸、乙酸和苯甲酸；霉菌毒素結(jié)合吸附劑已成功用于降低霉菌毒素風(fēng)險(xiǎn)，防止黃曲霉毒素進(jìn)入牛奶中。布氏乳桿菌還可以防止玉米在感染南方銹病后在青貯過程中黃曲霉毒素的合成。 

文獻(xiàn)來源：

Queiroz O C M, Ogunade I M, Weinberg Z, et al. Silage review: Foodborne pathogens in silage and their mitigation by silage additives [J]. Journal of dairy science, 2018, 101(5): 4132-4142.