温度和消毒剂清洗处理对加工过程中新鲜切割的十字花科蔬菜在储存期间食源性病原体存活的影响

Nirosha Ruwani Amarasekara | Deepak Subedi | Joshua B. Gurtler | Xuetong Fan

美国农业部，农业研究服务局，东部区域研究中心，600 East Mermaid Lane，Wyndmoor，PA 19038

摘要

在新鲜切割农产品行业中，半成品（WIP）在加入最终产品之前通常会进行清洗，并在不同时间长度内储存。本研究评估了消毒剂清洗和储存温度对大肠杆菌 O157:H7、单核细胞增生李斯特菌和肠沙门氏菌存活和生长的影响，实验对象为半成品西兰花茎、布鲁塞尔芽菜和羽衣甘蓝。半成品被接种了病原体混合物（约8 log CFU/ml），然后分别未经处理、用水清洗、用游离氯（约100 ppm）或过氧乙酸（PAA；约80 ppm）清洗。在4°C、8°C或12°C下储存7天后，对病原体数量和原有微生物群进行了计数。结果显示，在4°C下，病原体数量在7天储存期间下降或保持稳定；而在12°C下，尤其是大肠杆菌 O157:H7和肠沙门氏菌的数量增加了约3 log CFU/g。消毒剂清洗减少了初始病原体数量，其中PAA的即时杀菌效果通常优于氯。然而，在较高温度下，消毒剂清洗有时会导致病原体数量增加，尤其是单核细胞增生李斯特菌。此外，与未清洗的样本相比，用PAA清洗的样本上的原有微生物群生长速度明显更快（例如，在4°C下储存7天后，PAA处理过的西兰花茎、布鲁塞尔芽菜和羽衣甘蓝上的中温菌群数量分别为1.59 vs. 0.51、0.96 vs. -0.27和1.61 vs. 0.71 log CFU）。这些结果表明，消毒剂清洗只能短期内抑制微生物生长，因此将储存温度控制在≤4°C是确保半成品芸苔类蔬菜微生物安全的最关键措施。

引言

近年来，由于消费者对便利性、营养价值和新鲜度的需求，新鲜切割蔬菜的消费量大幅增加（Remize & Garcia, 2024）。尽管如此，简单的加工步骤（如切割、修剪和切碎）可能会增加微生物污染风险以及随后的食源性疾病风险。加工过程中组织结构的破坏会暴露植物内部表面并释放营养物质，为细菌的存活和繁殖创造有利条件（Melo & Quintas, 2023; Sheth et al., 2025）。在即食农产品中特别值得关注的病原体包括产生志贺毒素的大肠杆菌（如O157:H7）、单核细胞增生李斯特菌和肠沙门氏菌，这些病原体都与多起与叶类蔬菜和其他新鲜蔬菜相关的疫情有关（Abdelshafy et al., 2025）。因此，确保整个生产过程中的产品安全，包括半成品储存阶段，对于降低食品安全风险至关重要。

芸苔属（Brassica）蔬菜，包括羽衣甘蓝（B. oleracea var. acephala）、西兰花（B. oleracea var. italica）和布鲁塞尔芽菜（B. oleracea var. gemmifera），因其富含促进健康的植物化学物质和抗氧化成分而被广泛食用（Ross, 2024; Vancoillie et al., 2024）。然而，当这些蔬菜仅经过简单加工时，也可能成为病原体传播的媒介。研究表明，温度、清洗方法和储存条件显著影响芸苔属蔬菜上的病原体存活和生长（Bywater et al., 2023; Pinton et al., 2020; Sandquist, 2021）。特别是Brassica oleracea的组织，在支持单核细胞增生李斯特菌等病原体方面存在很大差异，这些差异与组织类型、储存温度和储存时间密切相关（Moreira et al., 2023; Pinton et al., 2020; Sant’Ana et al., 2013; Tran et al., 2025）。例如，在12°C下储存14天后，西兰花和花椰菜上的单核细胞增生李斯特菌数量增加了1.4–2.0 log CFU/g，而在4°C的冷藏温度下直到第10天才出现生长（Pinton et al., 2020）。同样，在4°C下储存的羽衣甘蓝上，大肠杆菌 O157:H7和空肠弯曲菌持续存在，并在整个保质期内均可检测到（Bywater et al., 2023）。

由于新鲜和轻度加工的Brassica oleracea蔬菜（如西兰花茎、布鲁塞尔芽菜和羽衣甘蓝）在加工、储存和分销过程中容易受到食源性病原体的污染，因此消毒是收获后处理的关键步骤（do Prado Vilarin et al., 2020; Zhan et al., 2012）。常用的化学消毒剂包括次氯酸钠（NaOCl或氯）和过氧乙酸（PAA），用于减少新鲜切割农产品上的初始微生物负荷。研究表明，NaOCl（游离氯含量>100 ppm）、过氧化氢（>1%）和PAA（约50 ppm）可将切碎卷心菜上的细菌数量减少约1 log CFU/g（Lee et al., 2014），而PAA在减少大肠杆菌 O157:H7、单核细胞增生李斯特菌和叶类及茎类蔬菜上的原有微生物群方面也表现出类似或更好的效果（Neo et al., 2013）。最近的研究强调了替代或联合消毒策略的潜力：de Moraes Motta Machado等人（2022）报告称，将新鲜切割的羽衣甘蓝浸泡在醋酸或PAA中（无论是否使用超声波），可减少约3.8 log CFU/g的沙门氏菌，效果与二氯异氰尿酸钠处理相当或更优，同时保持产品质量（de Moraes Motta Machado et al., 2022）。类似地，对切碎卷心菜的研究表明，PAA比氯更能有效减少大肠杆菌（约6.7 log CFU/g），因为机械加工增加了表面暴露，释放了有机细胞分泌物，从而降低了氯的稳定性（Fatjó-Barboza et al., 2024a）。重要的是，消毒剂在芸苔属蔬菜上的效果不仅受化学物质、浓度和接触时间的影响，还受新鲜蔬菜本身的特性影响，如表面形态、切割或切碎造成的组织损伤以及清洗水中存在的有机物，这些因素会消耗游离氯并降低其效果（Mendoza et al., 2022; Teng et al., 2018）。综上所述，要彻底净化新鲜切割的芸苔属蔬菜，需要仔细选择消毒剂类型和浓度，并考虑新鲜蔬菜的类型和表面特性，以及适当的清洗后处理和储存条件，以最小化病原体的存活和生长。

本研究关注了半成品中的关键食品安全风险，这是工业生产中的一个中间阶段，其特点是有机负荷高和组织结构破坏严重。虽然对于成品零售产品，如氯和PAA等消毒剂的效果已有充分记录，但对于大肠杆菌 O157:H7、单核细胞增生李斯特菌和肠沙门氏菌在半成品储存期间的行为仍存在显著的知识空白。这项工作的独特意义在于它提供了由农产品安全中心（CPS）资助的数据，用于评估特定材料（如切碎的布鲁塞尔芽菜、西兰花茎和羽衣甘蓝）在不同条件下的病原体增殖和消毒剂效果。因此，本研究的目标是确定消毒剂清洗（水、氯和PAA）和储存温度（4°C、8°C和12°C）对这些病原体存活和生长的影响，为设计新鲜切割农产品行业的安全加工和储存方案提供重要数据。

章节摘录

选择西兰花茎作为半成品是因为它们通常会被切片或切碎，用于制作增值食品（如西兰花沙拉），而花头通常作为最终零售产品出售。这些茎是从当地加工厂购买的未经清洗的，而布鲁塞尔芽菜和羽衣甘蓝则是从当地超市预先订购的；目前尚不清楚这些市场采购的物品是否已经用水性抗菌剂进行了预清洗。

为了讨论方便，未清洗的半成品对照组指的是虽然用氯清洗过但接种后未进行进一步处理的新鲜切割样本，而用水、PAA和氯清洗的样本则进行了额外处理。与未清洗的西兰花茎样本相比，用水清洗显著降低了大肠杆菌 O157:H7的初始数量（P<0.05，图2A）。氯清洗也有类似的效果（0.41 log）。

本研究表明，大肠杆菌 O157:H7、肠沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌在半成品西兰花茎、布鲁塞尔芽菜和羽衣甘蓝上的命运受到商品类型、消毒剂处理方式尤其是储存温度的强烈影响。正如许多关于新鲜切割蔬菜的研究所报道的（Bywater et al., 2023; Sant’Ana et al., 2013），温度是决定这些病原体是否存活或生长的主要因素。

研究结果表明，仅靠清洗不足以控制半成品储存期间的大肠杆菌 O157:H7、肠沙门氏菌或单核细胞增生李斯特菌》。在某些情况下，清洗甚至可能为微生物繁殖创造有利条件。在本研究中，温度控制被确定为产品安全的主要决定因素，因为在4°C的冷藏条件下，这两种病原体和原有微生物群的生长都被有效抑制。

Deepak Subedi：撰写 – 审稿与编辑、方法学。Joshua B. Gurtler：撰写 – 审稿与编辑、监督、项目管理、调查、概念构思。Xuetong Fan：撰写 – 审稿与编辑、验证、监督、资源管理、项目管理、资金获取、数据分析、概念构思。Nirosha Ruwani Amarasekara：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学、数据分析

☒ 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

本研究由农产品安全中心（CPS）资助，项目编号为2024CPS02 – “半成品新鲜切割（WIP）农产品上的病原体存活”。本文中提及的商标名或商业产品仅用于提供具体信息，并不意味着美国农业部（USDA）的推荐或认可。美国农业部是一个平等机会的提供者和雇主。我们感谢CPS行业顾问的帮助。