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堆肥中人畜共通致病菌之管理簡介

文‧圖 / 農業藥物毒物試驗所 羅致逑

一、前言

  國人對農業生產區的環境保護與永續經營越來越重視,化學肥料的施用逐漸減少,而以天然的有機質肥料作為土壤肥料改良資材逐漸增加。例如堆肥(Compost)因添加禽畜糞而可改善土壤肥力。堆肥中如含有來自禽畜糞之危害健康的人畜共通致病菌(Zoonotic pathogens),會因施用堆肥而進入生鮮蔬果產品鏈中造成腹瀉或傷寒症狀,嚴重者甚至會危及生命。

  近來有機農業已逐漸發展,另在農產品生產過程中亦常會用堆肥來減少化肥的使用。而堆肥的原料常來自於禽畜糞,含有糞生大腸桿菌(Fecal coliforms)和沙門氏桿菌 (Salmonella spp.) 等病原菌。雖然堆肥在生產過程中大部分病菌會因高熱而消滅,但仍有可能因熟成不完全或二次污染造成病原菌在堆肥中生長,再經由蔬果等作物進入人體,例如沙門氏桿菌,出血性大腸桿菌(E. coli O157 : H7),以及李斯特菌(Listeria sp p) 。

  沙門氏桿菌分布及污染途徑,通常為患者及帶原者將病原菌排至糞便中,經污染食物或飲水候再傳染給其他人;或以含菌之糞便作肥料,使水果和蔬菜成為傳染媒介。德國在 2011 年 4 月曾發生芽菜含 O104:H4 型大腸桿菌的事件,造成 52 人死亡;美國在 2011 年 7 月也發生哈密瓜含李斯特菌的事件,導致 16 人死亡。臺灣自民國 70 年至 102 年國內細菌性食因性中毒事件共 2,579 件,顯示上市前的田間蔬果安全檢測與管理之重要性。

  美國國會在 2013 年新修定的食品安全現代化法(FSMA)中,要求生產蔬菜水果的農場,對其產品與農業資材(含灌溉水)中危害健康的病原菌進行管理,並禁止家禽與家畜進入農場,以避免糞便中的病菌污染農產品。

二、國際上對堆肥病原菌限量管理

  國外堆肥品質規格包括病原菌及重金屬(表 1),對病原菌亦有限量規定(表 2),但我國未有訂病原菌限量規範(表 1, 2)。

表 1  國內外堆肥規格比較。

項目 臺灣 加拿大 美國 歐盟 英國
1. 病原菌 Ï P P P P
2. 重金屬 P P P P P

Ï :無限量規範;P:有限量規範。

表 2  國內外對堆肥中病原菌之限量規定

國家或地區 大腸桿菌(群) 糞生大腸桿菌(群) 沙門氏桿菌
美國 < 1000 MPN/ 克 < 3 MPN/4 克
加拿大 < 1000 MPN/ 克 < 3 MPN/4 克
歐盟 / 英國 < 1000 MPN/ 克 不得檢出( 25 克)
澳洲 / 紐西蘭 < 100 MPN/ 克 < 1 MPN/50 克
臺灣

-:無訂定

  有些國家針對堆肥中病原菌含量會進行規範與分級。以美國為例,A 級堆肥中糞生大腸桿菌群需少於 1000MPN/ 克(MPN,maximum probability number,最大可能菌數, 1MPN 單位視同 1 細菌菌落形成單位(CFU,colony-forming unit)),沙門氏桿菌需少於 3 M PN/4 克 。

  美國與加拿大堆肥中糞生大腸桿菌(群)(含E. coli )限值為低於 1000M PN/ 克,沙門氏菌低於 3M PN/4 克 。歐盟 之 大腸桿菌 (群)(E. coli )限值為低於 1000M PN/ 克,沙門氏菌不得檢出(25 克)。澳洲與紐西蘭則更嚴格,大腸桿菌(群)需少於 100MPN/ 克(表 2)。

  在我國堆肥中尚未列入人畜共同性致病菌的限量規範與檢驗。

三、國外堆肥中病原菌污染

  瑞典在 2002 年檢驗堆肥生產工廠, 發現堆肥中含有糞生大腸桿菌與大 腸桿菌,含量為 101~105 CFU/ 克。希臘在 2003 年調查了 28 件市售堆肥,發現所有堆肥商品均不含沙門氏桿菌,但金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)檢出率為 17%,且菌量都在 105C FU/ 克以上。 產氣莢膜桿菌(Clostridium perfringens)檢出率為 96%,菌量在 101~103CFU/ 克之間。所有樣品均含大腸桿菌群(Coliforms),且含量均超過限量 。巴西在 2005 年調查市售堆肥,發現大腸桿菌群含量在 9×104 ~ 3×106 CFU/g ,糞生大腸桿菌群含量在 1×104 ~2.3×106 CFU/g,甚至腸毒素型大腸桿菌(ETEC)也被檢出。

  美國在 1996 年調查指出 72 件堆肥商品中,有半數含有沙門氏菌。雖然工廠堆肥製做過程的溫度及發酵時間均符合操作規範(55 ℃,3 天,通氣靜態堆積法( Aerated static piles);或 55 ℃,15 天,堆積法(Windrow systems))。在 2008 年調查 108 件商品堆肥,其中有 7 件(6.7%)沙門氏菌量超出限值(每 4 克 堆肥中之沙門氏菌量少於 4MPN 單位)。在 2009 年又調查 94 件商品堆肥,其中有 1 件含沙門氏菌,有 28% 的堆肥大腸桿菌群超出限值,有 6% 的堆肥含有出血性大腸桿菌,糞生鏈球菌群(Fecal streptococci) 檢出率為 100%, 產氣莢膜桿菌(Clostridium perfringens )檢出率為 70%。在 47 件商品中李斯特菌也有 22 件檢出。

  英國在 2009 年的調查報告指出,抽檢 431 件堆肥商品,沙門氏菌的合格率為 99.5%。但抽檢的 467 件堆肥商品中,大腸桿菌合格率只有 79.6%。可能的原因為堆肥未完全腐熟。

四、國內堆肥中病原菌現況

  農業藥物毒物試驗所自民國 99 年即開始進行堆肥中危害健康致病菌之調查(圖 1),檢驗項目包括大腸桿菌群、糞生大腸桿菌群、沙門氏桿菌及病原性大腸桿菌。可檢測 30 克 堆肥中之病菌量至 101 的病菌量(圖 2)。

圖 1  含禽畜糞之堆肥樣品(左為腐熟商品,右為部分腐熟商品)  圖 1  含禽畜糞之堆肥樣品(左為腐熟商品,右為部分腐熟商品)

圖 1  含禽畜糞之堆肥樣品(左為腐熟商品,右為部分腐熟商品)

圖 2  以培養法及聚合酶連鎖反應( PCR )檢測 30 克堆肥中 10 1 細菌量 。沙門氏桿菌(上)與出血性大腸桿菌(下)   圖 2  以培養法及聚合酶連鎖反應( PCR )檢測 30 克堆肥中 10 1 細菌量 。沙門氏桿菌(上)與出血性大腸桿菌(下)

圖 2  以培養法及聚合酶連鎖反應( PCR )檢測 30 克堆肥中 10 1 細菌量 。沙門氏桿菌(上)與出血性大腸桿菌(下)  圖 2  以培養法及聚合酶連鎖反應( PCR )檢測 30 克堆肥中 10 1 細菌量 。沙門氏桿菌(上)與出血性大腸桿菌(下)

圖 2  以培養法及聚合酶連鎖反應(PCR)檢測 30 克堆肥中 101 細菌量 。沙門氏桿菌(上)與出血性大腸桿菌(下)

  隨機抽檢 100 件堆肥樣品,檢驗結果皆無沙門氏桿菌及病原性大腸桿菌。病原性大腸桿菌檢驗 4 種,包括:出血性大腸桿菌(EHEC)、腸毒素型大腸桿菌(ETEC)、腸病原型大腸桿菌(EPEC)及腸侵襲性大腸桿菌(EIEC)。在 16 件堆肥樣品中有 2 件大腸桿菌群陽性,出現頻率為 13%,含菌量分別為 2.07×103MPN/ 克與 2.6 M PN/克 乾重。在 13 件堆肥樣品中,糞生大腸桿菌群有 1 件陽性,出現頻率為 8%,含菌量為 4.2×102MPN/ 克。

五、結語

  目前國內有機農戶約有 2,988 戶,有機農產品業者約有 1,495 家,肥料品牌至少有 151 種。在 104 年度國產土壤肥力改良資材品牌推薦共 35 種,其中有 33 件含禽畜糞。農業藥物毒物試驗所已建立堆肥中有害健康的人畜共通致病菌之檢驗技術,可接受相關業者的檢驗申請服務。惟目前遇到的困境為我國法規尚未規範堆肥中致病菌含量,廠商缺乏主動送檢動機,廠商亦擔心檢驗結果會影響堆肥銷售而不願提供樣品。

  我國堆肥品質若能參考國外規範加入衛生安全相關的限量規定,除可提高堆肥的衛生安全,並可促使以堆肥為主要土壤肥力改良資材的農業生產區生產更安全的生食性新鮮蔬果,不僅能提高食品安全,亦可提升消費者購買意願,並增加有機產業產值與銷售。

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