中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

Hye-Ji Kim（左）與研究生Seunghyun Choi的合影。他們在水耕和魚菜共生系統中發現了大腸桿菌細菌，這表明這種細菌可以傳播給生產消費者。

印第安納州WEST LAFAYETTE -近年來，大量的綠葉蔬菜和其他農產品中的食源性疾病使消費者感到不適，並擾亂了西紅柿者和供應鏈。人們認為水耕和魚菜共生系統可以減少這些問題，因為像大腸桿菌這樣的病原體幾乎沒有機會可以污染植物的可食部分。

然而，普渡大學的一項研究發現，在水耕和魚菜共生系統中，會產生Shiga toxin-producing E. coli (大腸桿菌）(STEC)的存在。這種細菌使得幾種農產品的消費者感到不適。該研究報告的通訊作者，園藝學助理教授Hye-Ji Kim說，研究結果表明，使用這些系統的種植者在處理和收穫時應謹慎行事，以避免污染。

 Hye-Ji Kim的研究結果發表在《 Horticulturae》，主要內容 “許多人認為在這些系統中不可能存在大腸桿菌，而且污染的風險很低。我們的發現表明，食品安全存在潛在的問題。我們並不是說這些食物不安全，而是正確謹慎地處理這些植物很重要。”

人們認為，水耕和魚菜共生系統幾乎沒有風險，會包含可能使生產者感到不適的細菌。Hye-Ji Kim在兩種類型的系統中都發現了大腸桿菌後，建議種植者謹慎行事，不要將細菌引入其操作中。

近年來發生的大腸桿菌暴發，往往發生在綠葉蔬菜和灌溉田間種植的其他蔬菜。潛在來源可能來自糞便中的大腸桿菌到達植物可食用部分的地下水，也可能來自野生動物破壞根系後進入植物的那些污染物。

水耕和魚菜共生系統的支持者認為，它們的生長方法將減少或消除任何污染的風險。這兩種無土系統，水耕植物都可以在水和化肥或營養液中生長。而魚菜共生系統則包括養魚，魚廢水被用作植物的水和營養源。

在魚菜共生系統中使用的魚類可能會將大腸桿菌引入水中，並可能產生農作物，在魚菜共生系統中可能會造成意外污染。Hye-Ji Kim與 Yi-Ju Wang建議種植者採取謹慎措施，以確保這些細菌不會進入植物，而可能使消費者感到不適的。

 Hye-Ji Kim的實驗室研究生Yi-Ju Wang和普渡大學食品科學臨床助理教授Amanda Deering都建立了水耕和魚菜共生系統，用於種植生菜，番茄和羅勒約兩個月。科學家在收穫時在兩個系統中都發現了大腸桿菌。

在水生系統中，作者認為大腸桿菌是由魚類引入的。在水中，植物根和魚糞中發現了細菌。

作者寫道：“我們分開的水產養殖系統證實，魚糞是魚菜共生系統中Shiga toxin-producing E. coli (STEC) 污染的主要來源。這些結果表明，引入受污染的魚可能是魚菜共生中食源性病原體的來源。”

在不使用魚的水耕系統中，大腸桿菌的存在表明細菌是偶然引入的。 Kim認為它可能是從附近的魚菜共生系統濺出的，或者是由訪客從溫室外帶進來引入的。無論哪種方式，系統中的存在都表明意外污染是真正的風險。

在兩個系統的植物根部也都發現了大腸桿菌，但細菌並未在植物中內化。換句話說，即使細菌存在於水和根中，植物的可食用部分仍然可以安全食用。Kim說，關鍵是要正確處理，以確保大腸桿菌或其他病原體不會進入植物的可食用部分。受損的根部會使細菌進入植物，從而可能使其內部產生可食用的部分。在生長或收穫期間濺水可能會將細菌引入植物的可食用部分。

“解決這些問題的最佳方法是在整個生產週期中不要碰到根或水。在接觸植物的可食用部分之前，應徹底洗手。設備正確的消毒也很重要。購買不含大腸桿菌的魚種也將是有幫助的。”

Kim的實驗室正在繼續調查水耕和魚菜共生系統中的食品安全風險。項目包括破壞根源和模擬飛濺，以了解會發生多少污染。

這項研究資助來自The Indiana State Department of Agriculture, the U.S. Department of Agriculture’s National Institute of Food and Agriculture, and the Purdue University College of Agriculture

論文出處: file:///C:/Users/CCC/Downloads/horticulturae-06-00001.pdf

ABSTRACT

The Occurrence of Shiga Toxin-Producing E. coli in Aquaponic and Hydroponic Systems

Yi-Ju Wang¹, Amanda J. Deering² and Hye-Ji Kim¹

1.      Department of Horticulture and Landscape Architecture, Purdue University, West Lafayette, IN

2.      Department of Food Science, Purdue University, West Lafayette, IN

Food safety concerns have been raised over vegetables and herbs grown in aquaponics and hydroponics due to the reuse of wastewater and spent nutrient solutions. This study was conducted to determine the occurrence of foodborne pathogens in greenhouse-based aquaponic and hydroponic systems. Fish feces, recirculating water, roots, and the edible portions of lettuce, basil, and tomato were collected at harvest, and microbiological analyses were conducted for the bacterial pathogens Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC), Listeria monocytogenes, and Salmonella spp. Enrichments and selective media were used for the isolation, and presumptive positive colonies were confirmed by PCR. STEC was found in fish feces, in the water of both systems, and on the surface of the roots of lettuce, basil, and tomato regardless of the system. However, contaminated water did not lead to the internalization of STEC into the roots, leaves, and/or fruit of the plants. Meanwhile, L. monocytogenes and Salmonella spp. were not present in any samples examined. Our results demonstrated that there are potential food safety hazards for fresh produce grown in aquaponic and hydroponic production systems.