如何降低餐厨垃圾饲料化后存在的同源性风险?

如何降低餐厨垃圾饲料化后存在的同源性风险?
如何降低餐厨垃圾饲料化后存在的同源性风险?

如何降低餐厨垃圾饲料化后存在的同源性风险?
餐厨垃圾饲料化技术的同源性污染研究
摘要：以疯牛病为例,阐述动物源性饲料同源性污染的机理,分析餐厨垃圾饲料化技术及其同源性污染,并参考欧盟等对动物源性饲料的管理制度提出：我国餐厨垃圾处理应审慎选择饲料化处理技术,禁止使用其饲料化产品喂养反刍动物
1餐厨垃圾饲料化技术的同源性污染问题近年来随着经济发展、餐厨垃圾产生量增长和公众环保意识增强,餐厨垃圾处理行业得以迅速发展.目前,国内餐厨垃圾处理主要有3类技术：好氧堆肥、厌氧消化及饲料化,其中饲料化技术约占80%,居于主导地位.餐厨垃圾富含蛋白质、脂肪及各种微量元素,完全满足其作为饲料原料的基本要求[1].蛋白质、脂肪等营养物质主要来源于食物消费中产生的剩余肉、骨、蛋等动物源性成分,根据有关研究,北京市部分餐饮单位中蛋白质与脂肪约占50%[2].餐厨垃圾饲料化产品是一种含有多种动物成分的动物源性饲料（动物源性饲料指以动物或动物副产物为原料制作的单一饲料[3]）,当其作为动物饲料使用时,就有可能产生同源性污染,即由某种动物食用其同种类动物的肉、骨、血液等动物组织生产的动物源性饲料,产生的潜在、不确定性的传播疾病的风险.
2动物源性饲料的同源性污染研究动物源性饲料的同源性污染的关注源于1985年英国爆发的疯牛病.在对疯牛病的研究中,研究人员最终确定牛的喂养饲料——牛、羊的动物肉骨粉造成了疯牛产生及传播[4].目前该病已在欧美国家爆发,亚洲的韩国、日本也受到波及,受影响的国家达100多个.疯牛病也可以传染给人,引起一种病死率极高的神经退化病——新型克雅病.疯牛病以及人新型克雅病都是由一种全新的病毒——朊毒体（Prion Protein,PrP）引起的.朊毒体与一般病毒最大的区别在于其不含有生物通用的遗传物质——核酸,仅由蛋白质构成.朊毒体存在朊蛋白（正常型,PrPc）和阮病毒（致病型,PrPsc）2种形式,其差别只在于蛋白质分子的3级构像不同.PrPc是存在于生物体内的正常蛋白质,但当生物体感染PrPsc时,PrPsc能“强迫”正常的PrPc变成具有致病型的PrPsc.由于朊毒体主要存在于动物的脑部、脊髓等神经细胞中,所以会引发疯牛病等神经疾病[5].同源性污染不仅存在牛、羊中,有些科学家怀疑这种情况在人类自身也出现过.在19世纪60年代之前,巴布亚新几内亚福尔人中的库鲁人“人吃人”现象普遍,在后来的调查中发现,库鲁人中存在一种类似疯牛病的脑神经疾病.远古时代的穴居人也有食用同类的现象,有人类学家认为,类似疯牛病的疾病蔓延是穴居人灭绝的一个可能原因[6].2006年我国曾爆发猪高温症,虽然并没有证据显示这是由动物源性饲料引起的,但调查时发现这些猪场多数都使用动物源性饲料,且包括猪血、骨粉等[7].
3饲料化处理技术的同源性污染分析
3.1直接干燥法直接干燥法是在对餐厨垃圾进行预处理后（一般为分拣、脱水脱油过程）,采用湿热或干热的工艺,将餐厨垃圾加热到一定温度以达到灭菌及干燥的效果,并通过后续处理获得饲料或饲料添加剂.比较典型的工艺流程见图1.
 
图1餐厨垃圾干燥制饲料典型工艺流程
干燥法制饲料的技术核心是高温干燥灭菌过程,不同企业及加热工艺的加热温度和持续时间不同,湿热法一般略高于干热法.以某使用湿热法的企业工艺为例,其干燥灭菌温度为120℃以上加热30min.根据有关研究,引起疯牛病的朊病毒在134~138℃的高压蒸汽中18min仍不能使之完全失活[5].
干燥法处理过程主要采用物理方法,并未改变餐厨垃圾中牛、羊等动物物质的种属,高温也并不能保证杀死所有病原体.因此,其产品作为饲料使用时存在同源性安全隐患.
3.2生物处理法生物处理法的技术核心是微生物利用餐厨垃圾中的营养物质,最终把这些物质转变为自身的成长和繁殖所需的能源和物质.其产物一般被认为是由微生物自身及其蛋白分泌物组成的蛋白饲料.这一技术多以小型生物处理机的形式存在,且一般生物处理时间较短（1d以内）.国内比较典型的处理工艺流程见图2.
 
图2餐厨垃圾微生物饲料化技术工艺流程
按此种处理工艺,从分子生物学理论分析餐厨垃圾主要引起同源性问题的动物源性蛋白质的物质变化,见图3.
 
图3动物蛋白质物质变化
由此可知,添加高蛋白含量的特异性微生物,利用其生命活动,将餐厨垃圾中的动物源性蛋白质通过一系列的生物过程转变成微生物自身的特异性蛋白,改变物质属性,并杀灭病原体.此法事实上是生物干燥和生物发酵的结合.但是,由于餐厨垃圾成分复杂,以及此处理法生物作用时间短、生物增殖条件限制,产品中仍有大量未被降解的餐厨动物源性成分,作为动物饲料使用时仍可能存在同源性污染的风险. 
4欧盟对动物源性饲料的管理要求自从疯牛病产生的原因确定以后,欧美等西方国家都对动物源性饲料作了规定,其中欧盟的要求最为严格、详细.欧盟议会和欧盟执委会第1774/2002号条例规定：“在经过卫生检验后,任何不适合人类食用的动物源性副产品不应该再进入食物链.”该条例还指出“科学资料表明,使用同源性动物蛋白饲喂同种动物,将会有传播疾病的风险.作为一种预防措施,应禁止上述做法.因此,应当制定实施规则,确保用作饲用的动物副产品在加工、存放和运输过程各个环节分别进行.如果有充分科学依据,使用同源性动物蛋白饲喂鱼和毛皮动物,应留有余地.”该条例第22条规定：“含动物源性产品（欧盟定义为动物副产品及其加工制品）的用途在下列情况被禁止：①使用同源性动物蛋白饲喂同种动物；②使用餐饮废弃物或含有餐饮废弃物的饲料饲喂除毛皮动物以外的农场动物；③在牧场使用除粪肥以外的有机肥料和土壤改良剂[8].”作为预防措施,欧盟已经全面禁止了餐厨垃圾的饲料化产品重新进入人类食物链的可能.
5结论与建议1）餐厨垃圾处理中应审慎选择饲料化技术.使用动物源性饲料喂养同种动物存在传播疾病的风险.我国餐厨垃圾中可能含有所有可食用动物的源性蛋白,为防范风险,餐厨垃圾处理中应审慎选择饲料化工艺.2）禁止使用餐厨垃圾生产牛羊等反刍动物饲料.由于疯牛病、羊瘙痒症等疾病更容易在反刍类动物中传播和发病,借鉴相关法规要求,应明确禁止餐厨垃圾饲料化企业生产此类动物饲料或饲料添加剂.3）对餐厨垃圾饲料化生产过程及产品制定相关管理制度.为将餐厨垃圾饲料化产品可能存在的风险降到最低,需建设部门和农业部门配合共同制定相关管理制度.建设部门着重管理生产过程,如对干燥法的干燥灭菌温度、持续时间,生物法的发酵时间、转化效率等提出明确要求,增强产品的安全性；农业部门注重对饲料化产品的管理,对产品标识、流向、接受单位及使用范围提出要求,尽量避免同源性问题的产生,尤其要杜绝这些产品成为牛羊等反刍动物饲料的可能