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为探究高致病性禽流感(HPAI)H5N1 病毒在生乳中的风险及热稳定性,康奈尔大学研究人员评估该病毒在生乳中的衰减及不同热处理条件下的灭活效果。结果显示,4°C 时病毒稳定,高温可快速灭活,FDA 批准的巴氏杀菌及多数热稳化条件有效,为乳业食品安全措施提供重要依据。
近年来,禽流感疫情的爆发成为全球公共卫生领域的一大挑战,其中高致病性禽流感(HPAI)H5N1 病毒尤为引人关注。这种病毒不仅在禽类中广泛传播,还频繁发生跨物种传播,感染包括山羊、奶牛等在内的多种哺乳动物。当 H5N1 病毒传播到奶牛身上,并在牛奶中检测到高传染性病毒载量时,公众对牛奶安全性的担忧与日俱增。毕竟,牛奶是人们日常生活中常见的饮品,其安全性直接关系到大众的健康。此前,虽然有研究表明部分热加工处理可能对病毒有一定作用,但对于 H5N1 病毒在牛奶中的热稳定性及灭活效果,仍缺乏全面且明确的结论 。在此背景下,来自美国康奈尔大学(Cornell University)的研究人员开展了一项深入研究,旨在评估 HPAI H5N1 病毒在生乳中的衰减情况以及不同热加工条件对其灭活的效果。该研究成果发表在《Nature Communications》上,为保障乳业食品安全提供了关键数据支持。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在样本方面,收集了来自德克萨斯州临床受感染奶牛的生乳样本,以及康奈尔大学教学奶牛场的正常生乳样本用于后续实验。实验技术上,利用细胞培养和鸡胚接种测定病毒滴度,以量化病毒感染性;采用定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测病毒 RNA 水平;同时搭建了浸没盘管加热系统模拟商业巴氏杀菌条件,对生乳样本进行不同温度和时间的热处理 。
研究结果如下:
- 病毒在生乳中的稳定性:研究人员将 HPAI H5N1 病毒阳性的生乳样本在 4°C、20°C、30°C 和 37°C 下进行孵育,通过测定病毒滴度评估病毒衰减情况。结果发现,在 4°C 时,病毒呈现出长期稳定性,感染性病毒滴度下降缓慢,直到第 42 天才出现约 4-log 的降低,第 49 天和第 56 天的样本仍含有感染性病毒;在 20°C 时,7 天内病毒滴度约降低 3-log;30°C 时,5 天内滴度急剧下降约 4-log;37°C 时,1 天内就出现 3-log 的下降 。这表明 HPAI H5N1 病毒在 4°C 的生乳中能长时间存活,而在 30°C 以上的温度下则迅速失活。
- 不同热处理条件对病毒的灭活效果:利用热循环仪对生乳样本进行不同温度和时间的热处理,包括 60°C 10min、FDA 批准的巴氏杀菌条件(63°C 30min 和 72°C 15s)以及另外三种热稳化条件(50°C 10min、63°C 22s 和 69°C 22s)。结果显示,除了 50°C 10min 的热稳化处理外,其他条件都能有效灭活病毒,使感染性病毒无法被检测到 。
- 浸没盘管系统验证:为更真实模拟商业巴氏杀菌过程,研究人员开发了浸没盘管加热系统。用该系统对添加 HPAI H5N1 病毒的生乳样本进行处理,结果与热循环仪实验一致,再次证明 60°C 10min、63°C 22s、63°C 30min、69°C 22s 和 72°C 15s 的热处理条件能有效灭活病毒 。
- 病毒热灭活动力学及 z 值测定:通过浸没盘管系统,研究人员测定了不同温度下病毒热灭活的动力学。在 50°C 时,病毒滴度随时间逐渐下降,25 - 30min 时低于检测限;而在 60°C、63°C 和 72°C 时,加热 5s 就能使病毒完全失活 。此外,研究人员还测定了 HPAI H5N1 病毒在牛奶中的 z 值,结果为 9.93°C,这表明温度每升高 9.93°C,病毒的 D 值(使病毒滴度降低 1-log 所需的时间)就会减少 10 倍。
研究结论与讨论部分指出,本研究全面揭示了 HPAI H5N1 病毒在生乳中的热灭活谱。研究结果表明,HPAI H5N1 病毒在 4°C 的生乳中可长期存活,这对食用生乳及其制品的安全性提出了警示,同时也强调了进一步研究生乳奶酪成熟过程中病毒灭活情况的必要性。在热加工处理方面,FDA 批准的巴氏杀菌条件以及多数热稳化条件都能高效灭活病毒,有效降低牛奶中 H5N1 病毒的载量,保障乳制品安全。研究中测定的 D 值和 z 值,为优化乳业热加工工艺提供了关键参数,有助于制定更科学的食品安全标准 。总体而言,该研究为乳业应对 HPAI H5N1 病毒风险提供了重要的理论依据和实践指导,对保障公众健康和乳业安全具有重要意义。