类型a
主作者与研究机构及发表期刊信息
该研究由Jiwon Park、Dongryeoul Bae和Sun Ae Kim(通讯作者)主导,分别隶属于韩国梨花女子大学食品科学与生物技术系以及Tracoworld有限公司研发部。研究于2023年4月5日在线发表在《Food Research International》第169卷,文章编号为112775。
学术背景
本研究属于食品微生物学领域,聚焦家禽供应链中的微生物污染问题。鸡肉作为全球消费量最大的肉类之一,其生产链中存在多种潜在病原体(如沙门氏菌、弯曲杆菌、大肠杆菌O157:H7和单核细胞增生李斯特菌),这些病原体常与食源性疾病暴发相关。传统培养方法在追踪微生物污染路径方面存在局限性,因此需要更先进的技术来全面解析微生物群落的动态变化。研究旨在通过宏基因组高通量测序技术(基于16S rRNA扩增子测序),揭示鸡肉生产链中细菌群落的变化规律,并追踪微生物污染来源,从而为家禽产业提供精准的微生物安全管理措施。
研究工作流程
研究分为以下主要步骤:
样本采集
研究共采集了72个样本,涵盖从养鸡场到市场的整个鸡肉供应链。样本包括活鸡及其环境(粪便、地板、手套、通风扇等)、屠宰场的清洗后鸡胴体及相关环境(刀具、地板、通风扇、洗涤水等)、加工厂的加工胴体及相关环境(工作台、刀具、排水水样等),以及市场上的整鸡和部分肉制品(翅膀和腿部)。每个阶段均设置三次重复采样,确保数据可靠性。
DNA提取与文库构建
样本经缓冲蛋白胨水(BPW)均质化处理后,使用DNeasy PowerSoil Pro Kit提取DNA。随后,利用针对16S rRNA V4区域的双索引引物进行PCR扩增,并通过凝胶电泳验证扩增产物质量。最终,将合格样本的文库混合并稀释至6 pM浓度,用于Illumina MiSeq平台测序。
数据分析
原始序列数据通过QIIME 2软件包进行处理,采用Divisive Amplicon Denoising Algorithm 2(DADA2)去除低质量数据和嵌合体序列。随后,将高质量序列比对至Greengenes数据库以获得操作分类单元(OTUs)。通过SourceTracker 2算法追踪微生物污染来源,并结合Alpha多样性(观察到的OTUs和Shannon指数)和Beta多样性(Bray-Curtis差异性)分析样本间的微生物群落相似性和差异性。
主要结果
1. 细菌群落组成变化
- 在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)占总微生物群落的85%左右。厚壁菌门在养殖场阶段占主导地位(66.75%),而变形菌门在后续阶段逐渐增加(屠宰场72.33%,加工厂73.08%,市场82.36%)。
- 在属水平上,葡萄球菌(Staphylococcus)在养殖场阶段占优势(36.83%),但在屠宰后显著减少(屠宰场0.06%)。相反,不动杆菌(Acinetobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)和希瓦氏菌(Shewanella)在屠宰和加工阶段显著增加,成为最终产品中的主要菌属。
微生物多样性分析
微生物污染来源追踪
结论与意义
本研究表明,鸡肉生产链中微生物群落的组成随生产阶段显著变化,且各阶段具有独特的微生物群落特征。研究发现,屠宰和加工阶段是微生物污染的关键环节,尤其是假单胞菌、不动杆菌和肠杆菌科(Enterobacteriaceae)等耐药菌的显著增加,强调了卫生管理的重要性。加工厂的工作台、手套和地板是最终产品的主要污染来源,这为制定针对性的食品安全措施提供了依据。
研究亮点
1. 重要发现
- 揭示了鸡肉生产链中微生物群落的动态变化规律。
- 发现加工厂环境对最终产品微生物群落的显著影响。
- 确定了假单胞菌、不动杆菌和肠杆菌科为主要目标微生物,需重点管理。
方法创新
特殊性
其他有价值内容
研究还探讨了微生物群落的功能特性,例如乳酸杆菌(Lactobacillus)在家禽肠道中的重要作用及其对粪便微生物群的影响。此外,研究强调了低温环境对嗜冷菌(如希瓦氏菌)生长的促进作用,为冷藏储存条件下的食品安全管理提供了参考。