水与食品微生物学关注水和食品的微生物质量与安全。它涵盖病原体、腐败微生物、有益微生物以及用于检测、控制和预防微生物污染的方法。
水传播病原体
- 细菌：霍乱弧菌（霍乱）、伤寒沙门菌（伤寒）、志贺菌属（痢疾）、致病性大肠杆菌（肠产毒性、肠致病性、肠出血性）、空肠弯曲菌和嗜肺军团菌。
- 病毒：诺如病毒、甲型肝炎病毒、轮状病毒和肠道病毒。这些病毒传染性强，感染剂量低（10-100个病毒颗粒）。
- 原生动物：蓝氏贾第鞭毛虫、隐孢子虫、刚地弓形虫和溶组织内阿米巴。原虫包囊和卵囊对氯消毒具有抵抗力。
- 蠕虫：麦地那龙线虫（几内亚虫）和血吸虫属通过受污染的水传播。
水质指示菌
- 大肠菌群：总大肠菌群、粪大肠菌群（大肠杆菌）和肠球菌用作粪便污染的指示生物。
- 大肠杆菌是近期粪便污染的最特异性指示菌。其存在提示潜在的肠道病原体污染。
- 异养菌平板计数（HPC）测量总需氧和兼性菌种群，指示一般水质和处理效果。
- 浊度、余氯和pH是与微生物指标一起监测的理化参数。
食源性病原体
- 细菌性病原体：肠炎沙门菌（家禽、鸡蛋）、空肠弯曲菌（家禽、牛奶）、单核细胞增生李斯特菌（即食食品、软奶酪）、大肠杆菌O157:H7（碎牛肉、叶菜类蔬菜）、金黄色葡萄球菌（处理过的食品）、肉毒梭菌（不当罐装食品）和蜡样芽孢杆菌（米饭、谷物）。
- 病毒性病原体：诺如病毒（贝类、沙拉、即食食品）是食源性胃肠炎的主要原因。甲型肝炎病毒（贝类、农产品）引起更严重的疾病。
- 寄生虫性病原体：刚地弓形虫（肉类）、旋毛虫（猪肉）、链状带绦虫/肥胖带绦虫（牛肉/猪肉）和卡耶塔环孢子虫（农产品）。
- 真菌毒素：黄曲霉毒素（曲霉）、赭曲霉毒素A和伏马菌素是污染谷物、坚果和香料的真菌毒素。
食品腐败
- 耐冷菌（假单胞菌、肠杆菌、黄杆菌）在冷藏温度下生长，导致肉类、家禽和乳制品腐败。
- 乳酸菌（乳杆菌、明串珠菌、片球菌）使乳制品和发酵蔬菜变酸。
- 酵母和霉菌：酵母菌、青霉、曲霉和葡萄孢霉引起可见腐败、异味和真菌毒素产生。
- 腐败指标包括异味、黏液形成、产气、变色和pH变化。
检测方法
- 传统培养方法：使用选择性和鉴别培养基（MacConkey、XLD、Baird-Parker、Palcam）分离病原体，然后进行生化确认（API、Vitek、MALDI-TOF MS）。
- 分子方法：PCR和定量PCR（qPCR）提供快速、特异性的病原体DNA/RNA检测。多重PCR检测板可同时检测多种病原体。
- 免疫学方法：ELISA、侧向层析免疫测定和免疫磁珠分离用于快速筛查。
- 宏基因组学和全基因组测序（WGS）可实现暴发调查、溯源和毒力基因分析。
保藏与控制
- 热处理：巴氏杀菌（72°C，15秒）杀灭营养型病原体；灭菌（121°C，15分钟）消除包括芽孢在内的所有微生物。
- 冷藏和冷冻减缓微生物生长。耐冷病原体单核细胞增生李斯特菌在冷藏即食食品中仍然值得关注。
- 栅栏技术结合多种保藏因素（pH、aw、温度、防腐剂）以协同控制微生物生长。
- 化学防腐剂：有机酸（乳酸、乙酸、苯甲酸）、亚硝酸盐、亚硫酸盐和乳酸链球菌素抑制特定的腐败和致病微生物。
HACCP与监管框架
- 危害分析关键控制点（HACCP）是一种系统性的预防性食品安全方法，确定关键控制点（CCP）以进行监测和干预。
- 世界卫生组织《饮用水水质准则》和国家标准（美国EPA《安全饮用水法》、欧盟《饮用水指令》）设定了微生物限值。
- 食品安全机构（FDA、USDA-FSIS、EFSA、食品法典委员会）制定标准、进行监测并管理疫情响应。
- 暴发调查使用流行病学、实验室和溯源数据确定受污染来源并预防后续病例。
