青贮饲料中食源性病菌种类及抑制其生长的管理措施

摘要：青贮饲料是奶牛日粮中的主要成分，是营养物质、能量和可消化纤维的重要来源。但是品质较差或受到污染的青贮饲料会成为致病菌的来源，这些致病菌会降低奶牛的生长和生产性能，并威胁动物和人类健康。青贮中常见的致病菌有肠杆菌、李斯特菌、梭菌和沙门氏菌。这些细菌致病的症状不同，梭菌属会引起奶牛轻度腹泻并减少采食量，李斯特菌则可能导致流产甚至致死。因致病细菌污染，食品召回而导致的损失高达数百万美元。青贮饲料中的致病菌通常是由于发酵过程中、有氧暴露或饲喂阶段的污染和管理不善引起的。合理的管理措施和青贮饲料添加剂可以提高青贮的安全性、营养成分和保质期。本文总结了青贮饲料中的主要食源性病原菌以及提高青贮饲料安全性的管理措施。

关键词：青贮、致病菌、食品安全、牛奶

引言：牧草被病菌污染的途径，主要是农场废水作为肥料施入草地或收获时被土壤病菌污染。其中，牛是一些致病微生物的宿主，病菌可通过粪便进入农场废水，最后灌溉在作物上。因此，青贮饲料和其他饲料一样，可能成为农场病菌传播的载体。青贮饲料发酵不充分和取料时管理不当是病菌繁殖的主要原因。青贮中最常见的病原微生物有大肠杆菌O157：H7、李斯特菌、芽孢杆菌、沙门氏菌和梭菌等。众所周知，青贮接种剂和化学添加剂有改善发酵，提高干物质含量、保存营养和增强有氧稳定性的作用。除这些效果之外，一些商业添加剂已被证实可以减少青贮饲料致病菌，防止其在农场中传播。以下介绍了青贮饲料中主要的食源性病菌，及使用添加剂缓解其危害的管理措施。

1 青贮饲料中的主要食源性病菌

1.1 肠杆菌

肠杆菌是革兰氏阴性兼性厌氧菌。植物自然附着的肠杆菌通常有草生欧文氏菌（Erwinia herbicola）和水生拉恩氏菌（Rahnella aquitilis），当作物青贮后，这些菌群会被其他肠细菌，如埃希氏大肠杆菌（Escherichia coli）、哈夫尼肠杆菌（Hafnia alvei）和居泉沙雷氏菌（Serratia fonticola）取代。肠杆菌在青贮中对氨基酸有脱氨基和脱羧基作用，并减少NO₃，从而提高氨和生物胺的量。肠杆菌还会在发酵过程中与乳酸菌争夺营养物质。但是，他们的生长繁殖会随着pH值的降低而减弱。在青贮饲料发酵和取用过程中，发生有氧暴露会为这些细菌生长提供有利条件。

1.2 李斯特菌

李斯特菌属是革兰氏阳性兼性厌氧菌，有高致死率，可引起免疫受损的动物和人类多种疾病，包括脑膜炎、脑炎、败血症、胃肠炎、乳腺炎和晚期流产。据估计，美国每年由李斯特菌导致的临床病例多达2500人，最多导致了500人死亡。其对人的致死率约为20%，对牲畜致死率高达100%。其中，单核细胞增生李斯特菌是主要的致病菌，而低品质青贮饲料被认为是反刍动物中该病菌的主要来源。其在不同环境和宿主中的存活能力是在非孢子细菌中非常少见的，因为它能够耐低温、低水活度并有广泛的pH值耐受范围。但也有研究表明，pH≥4.5的青贮饲料相对于pH值较低的青贮饲料其李斯特菌含量较高（29%vs. 6.2%）。

1.3 芽孢杆菌

芽孢杆菌属是革兰氏阳性好氧或兼性厌氧菌，其内生孢子能耐受恶劣的环境温度，包括牛奶的巴氏消毒温度或沸腾的温度。芽孢杆菌通常在有氧条件下，酵母将青贮中乳酸消耗一定程度后生长。因此，防止青贮饲料有氧腐败可降低芽孢杆菌污染风险。

1.4 梭菌

梭菌属是革兰氏阳性专性厌氧菌。通常在低糖植物青贮中存在，尤其是当水分大于70%、 pH值大于4.6、温度高于30℃或缓冲能值高时。青贮中的梭菌通常是土壤污染或肥水灌溉所导致，在未添加添加剂及未萎蔫的青贮中容易成为优势菌群。最常见的有发酵糖类的梭菌（例如丁酸梭菌），发酵少量糖和乳酸的梭菌（例如酪丁酸梭菌）以及发酵糖和氨基酸的梭菌（例如产芽孢梭菌和产气荚膜梭菌）。其发酵糖或乳酸产生丁酸、CO₂和H₂。尽管丁酸有抑菌提高有氧稳定性的作用，但其也会增加畜群中酮症的发病率。

1.5 沙门氏菌

沙门氏菌是革兰氏阴性菌，兼性厌氧，具有运动能力。肠道沙门氏菌是一种重要的病菌，美国每年导致大约4.2万多例病例，通常与摄入未加工或加工不当的巴氏杀菌牛奶有关。感染沙门氏菌的常见症状是水性或血性腹泻、脱水、发热、抑郁和精神萎靡。沙门氏菌在牛群中的传播主要与管理方式关系很大，通常是通过受污染的动物、工具和人群进行传播的，与饲料来源关系不大。

2 确保青贮卫生质量的策略

2.1 在青贮之前和青贮期间，采取有利于快速发酵的管理措施，快速降低pH值对抑制梭菌和肠杆菌是至关重要的。具体措施有：

2.1.1 选择可溶性碳水化合物与缓冲能比值较高的饲料，尽可能使用抗真菌的杂交品种；

2.1.2 在适当含水量收获，以平衡营养价值和产量；

2.1.3 将禾本科草萎蔫至干物质含量35%左右，豆科植物45%；

2.1.4 将饲料切成能够压实的长度，并保持纤维的物理有效长度；

2.1.5 在青贮仓内加塑料内衬，并尽量减少收获到筒仓的运输时间；

2.1.6 压实，使密度在240kg /m³(DM)左右；

2.1.7 密封，创造稳定的厌氧环境。并通过定期检查塑料上产生的任何孔隙来保证青贮的持续厌氧；

2.1.8 添加剂对于发酵情况良好的植物来说不是必须的，但对于缓冲能值高、可溶性碳水化合物低以及含水量高的植物来说，作用非常显著。添加剂有糖蜜、硝酸盐、无机酸等或至少10⁵cfu/g的乳酸菌（植物乳杆菌、嗜酸乳酸片球菌、戊糖片球菌或屎肠球菌），这些添加剂可以通过提高乳酸发酵来抑制不良微生物。

2.2 酵母、霉菌、李斯特菌和肠杆菌在有氧暴露后能快速生长，确保青贮饲料有氧稳定性的管理措施至关重要。具体措施有：

2.2.1 设计青贮料仓时，应尽量减少料仓的暴露面积，减少氧气进入；

2.2.2 在适当和方便的情况下，应使用刀片将筒仓表面切割光滑，以减少暴露的表面积；

2.2.3 青贮饲料取用时，应尽量缩短暴露在空气中的时间，并且减少暴露面积；在美国，塔式料仓推荐的使用速率是5~10cm/天，青贮窖10~15 cm /天，裹包青贮至少30 cm /天。以色列推荐20~30 cm /天，热带地区使用速率则至少为30 cm /天，因为热带温暖潮湿的环境会增加腐败微生物的生长；

2.2.4 由于丙酸、乙酸、山梨酸和苯甲酸的抗真菌性质，可以增加青贮有氧稳定性而经常被用作霉菌抑制剂出售。另外，布氏乳杆菌可以降解乳酸为乙酸，抑制酵母菌和霉菌生长，提高有氧稳定性，也有广泛的应用。

2.2.5 抗氧化剂，如维生素E和硒；防霉剂如丙酸、山梨酸、乙酸和苯甲酸；霉菌毒素结合吸附剂已成功用于降低霉菌毒素风险，防止黄曲霉毒素进入牛奶中。布氏乳杆菌还可以防止玉米在感染南方锈病后在青贮过程中黄曲霉毒素的合成。 

文献来源：

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.