[論文レビュー] Survival of Salmonella spp. in Composting using Vial and Direct Inoculums Technique

Sunar, N. M., Douglas I. Stewart+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 2014

Composting and Vermicomposting Techniques参考文献 17被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、実験規模の堆肥化においてサルモネラ属の生存を評価するため、直接接種法とビン接種法の手法を比較した。結果、55–60°Cで8日以内に直接接種群では完全な死滅が確認され、英国PAS 100基準を満たしたが、ビン接種群では20日経過後も高い病原体レベルを維持していた。これは、堆肥素材との接触が病原体不活化に果たす重要な役割を示している。

ABSTRACT

The survival of Salmonella spp. as pathogen indicator in composting was studied. The inoculums technique was used to gives the known amounts of Salmonella spp. involved in composting. The inoculums of Salmonella spp. solution was added directly into the compost material. The direct inoculum was compared with inoculums in vial technique. The Salmonella spp. solution placed into a vial and inserted into the middle of compost material before starting the composting process. The conventional method that is used for the enumeration of Salmonella spp. is serial dilution followed by standard membrane filtration as recommended in the compost quality standard method PAS 100 and the British Standard (BS EN ISO 6579:2002). This study was designed to investigate the relationship of temperature and contact material that may also involve in pathogen activation specifically to Salmonella spp. The exposure to an average temperature during composting of about 55-60°C was kept for at least 3 days as it was reported sufficiently kills the vast majority of enteric pathogen (Deportes et al., 1995). The amount of Salmonella spp. and temperature for both samples was set as indicator to determine the survival of Salmonella spp. in direct and non-direct inoculums. This study gives the figures of die-off rate for Salmonella spp. during composting. The differentiation between direct contact (Sample A) and non-contact of Salmonella spp. with compost material (Sample B) during composting was also revealed. The results from laboratory scale of composting study has been showed that after 8 days (which included at least at 66°C) the numbers of Salmonella spp. in Sample A were below the limits in UK compost standard (known as PAS 100)(BSI, 2005) which required the compost to be free of Salmonella spp. Meanwhile, Sample B still gives high amount of Salmonella spp. in even after composting for 20 days.

研究の動機と目的

• 堆肥化中のサルモネラ属の生存に与える接種法の影響を評価すること。
• 温度および堆肥素材との物理的接触が病原体死滅に与える影響を評価すること。
• 直接接種法とビン接種法の両者を比較し、病原体の持続性を検討すること。
• PAS 100基準を満たす堆肥化条件が、異なる接種プロトコル下でもサルモネラ属を効果的に不活化できるかを特定すること。

提案手法

• サルモネラ属を堆肥素材に直接接種した群（サンプルA）と、堆肥内に挿入されたビンを通じて接種した群（サンプルB）を用意した。
• 温度を連続的にモニタリングしながら、制御された実験室条件下で堆肥化を実施した。
• 病原体定量には逐次希釈法と標準膜ろ過法を用い、PAS 100およびBS EN ISO 6579:2002に準拠した。
• 温度プロファイルは、既知の病原体不活化閾値に従い、少なくとも3日間55–60°Cを維持した。
• 生存率は20日間の期間にわたり、定期的なサンプリングにより死滅速度を評価した。
• 死滅速度は、時間経過に伴うサルモネラ数のlog10低下に基づいて計算した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 サルモネラ属を堆肥に直接接種する方法とビン接種法の間で、堆肥化中の病原体生存にどのような差が生じるか？
• RQ2 好熱条件下において、サルモネラと堆肥素材との物理的接触が死滅速度にどの程度の影響を及ぼすか？
• RQ3 少なくとも3日間55–60°Cで堆肥化することにより、両接種法ともにサルモネラ属が完全に不活化されるか？
• RQ4 なぜビン接種群では20日経過後も直接接種群と比較して高いサルモネラレベルが維持されるのか？
• RQ5 これらの発見は、堆肥品質試験の標準化および病原体指標の信頼性にどのような意味を持つのか？

主な発見

• 55–60°Cで8日間の堆肥化後、直接接種群（サンプルA）のサルモネラ属の濃度は、英国PAS 100基準で求められる検出限界以下に低下した。
• これに対して、ビン接種群（サンプルB）では20日間の堆肥化後も高いサルモネラ属レベルが観察された。
• サルモネラと堆肥素材との直接接触が、ビン法における病原体の隔離状態と比較して、死滅を著しく促進した。
• 本研究では、少なくとも3日間55–60°Cを維持することで、直接接触がある場合にサルモネラ属の不活化が有効に達成されることを確認した。
• ビン法では堆肥マトリックスとの相互作用が限定されるため、病原体死滅が低く見積もられるおそれがあり、病原体生存の過剰評価につながる可能性がある。
• これらの結果から、接種法が病原体不活化の結果に顕著な影響を及ぼすことが示され、堆肥品質試験プロトコルにおいてはこれを考慮する必要がある。