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非瘟防控丨饲料厂生物安全计划:猪饲料中防治微生物的系统策略

2019-11-6 11:04| 发布者: admin| 查看: 179| 评论: 0
摘要: 饲料厂生物安全对饲料和畜牧业来说非常重要,可以控制饲料传播疾病和其他危害。之前在养猪业爆发的猪流行性腹泻病毒(PEDV)提高了人们对动物食品生产中可能的生物危害的认识,这强调了将生物安全规程扩展到饲料厂的 ...

饲料厂生物安全对饲料和畜牧业来说非常重要,可以控制饲料传播疾病和其他危害。之前在养猪业爆发的猪流行性腹泻病毒(PEDV)提高了人们对动物食品生产中可能的生物危害的认识,这强调了将生物安全规程扩展到饲料厂的重要性。根据美国食品和药物管理局(FDA)的阐述,危害是“任何可能导致人类或动物患病或受损的生物、化学(包括放射性)或物理因素。”当然,实施生物安全计划减少饲料厂的生物危害是一项挑战,因为不同饲料厂之间的工艺设计、生产操作和重大风险均有不同。无论这些差异如何,受过培训的人员应首先确定饲料厂的潜在危害,评估他们的风险,并制定控制措施,以防止危害的存在或减轻严重程度。对于生物性的危害,考虑在整个制造过程中防止交叉污染的方法也很重要。如果生物危害进入饲料厂内,不管在任何位置,应考虑饲料召回和设施净化。

大多数危害分析系统,包括食品安全现代化法案(FSMA)要求的系统,都允许工厂在评估危害的可能性时考虑诸如生物安全计划等前提方案。正确设计和实施的饲料厂生物安全计划可最大限度地降低动物饲料中生物病原体的风险,从而保护畜群健康,减少经济损失,并最终有助于确保从农场到餐桌的食品安全。本综述的目的是确定并评估猪饲料中可能存在的潜在生物危害、这些危害可能进入的节点,以及饲料厂生物安全计划的建议做法。

一、危害分析

1. 确定原料和和加工步骤

危害分析的第一步是确定原料和加工步骤,通过创建流程图显示饲料厂内的主要制造过程,这通常最容易实现(图 1)。该图表根据饲料厂的不同而有所区别,可以很容易地确定生物安全计划中应考虑的主要处理步骤,以确定潜在危险源和控制点。图中的常见步骤包括接收、处理、存储、包装、装卸和交付。带有输送系统的更复杂流程有助于识别交叉污染风险较高的区域,但也可能使过程过于复杂。关键是要准确识别和列出饲料生产中的所有原料和主要步骤。

非瘟防控丨饲料厂生物安全计划:猪饲料中防治微生物的系统策略

图 1 饲料加工流程图

2. 危害识别

确定原料和工艺步骤后,应确定与每项相关的潜在危害。该清单的全面性变异很大,但危害识别通常是对所制造的动物饲料类型中已知或可合理预见的所有潜在危害的头脑风暴。然后继续评估潜在危害清单的严重性和概率,以确定哪些方面需要控制。根据FSMA的要求,在危害识别过程中必须参照具体标准。这些包括配方、条件、功能和设施设备的设计、原料、运输、加工程序、包装和标签、储存和分配,有意或可合理预见的饲料使用,卫生和其他相关因素。个人在此过程中可以运用相关资源,包括科学文献、FDA召回、FDA或其他监管机构的指导。

在2013年PEDV进入美国之前,证明猪饲料中存在显著生物危害的科学文献有限。该病毒引起所有猪腹泻和呕吐,但在哺乳猪中最严重,死亡率在3至5周内接近100%,并在北美造成重大经济损失。在欧洲和东南亚地区也发现了这种冠状病毒。猪流行性腹泻病毒主要通过粪口途径传播。猪--猪传播是迄今为止最有可能传播的方法,流行病学证据表明,由于粪便交叉污染,运输车辆,污染物,饲料和气溶胶可能参与病毒传播。实验室研究确认猪全价饲料和原料中的PEDV污染可导致PEDV传播。

虽然PEDV是猪饲料中第一个引起关注的重大生物危害,但其他潜在的生物危害也存在。例如,哺乳动物的正呼肠病毒最近已被证明存在于血粉中并导致感染。所有动物饲料中最普遍的生物危害无疑是沙门氏菌。FDA的监测数据表明,从2002年到2006年,所有的动物饲料和原料中沙门氏菌的污染率为30.9%,但从2007年到2009年下降到19.4%。全价饲料中的污染率要低得多,2002年至2006年为9.4%,2007年至2009年为5.6%。

除科学文献之外,其他的资源,如来自FDA和其他监管机构的资源,在危害识别过程中可能会有所帮助。美国FDA维护一个召回和撤回数据库,以及应通报食品注册系统,该系统报告了“当使用或接触时有可能对健康造成严重不良后果或对人类或动物死亡的食品”。这些清单可能有助于帮助个人了解危害,从而与动物饲料制造中的危害联系起来。FDA正在积极制定不同类型动物饲料相关的危害指南,但尚未在本文发表时公布。此前,FDA已于2006年发布了“动物饲料和饲料原料中潜在有害污染物的清单草案”。虽然该清单并非全面,但该清单是识别危害的良好资源,因为它将危害分类为物理、化学和生物学。生物危害分为两类:传染性海绵状脑病,包括牛海绵状脑病和慢性消耗性疾病,以及生物污染物,包括芽孢杆菌属物种、梭菌属物种、大肠杆菌、分枝杆菌属物种、假单胞菌属物种、肠沙门氏菌血清型和葡萄球菌。这份清单是在PEDV进入美国之前建立的,因此这种潜在危害未列入清单。此外,列表中包含的许多潜在危害在猪饲料中是未知的或合理可预见的。所以可能需要多种资源来进行彻底的危害识别。

3. 危害评估

危害分析的第二步是评估危害的严重程度和单一工厂内发生的概率。与危险识别的情况一样,每个工厂的各种条件都不同,那么每个危险的严重性和概率是不同的。严重性和概率一起用于设置可能需要控制的阈值。

根据FSMA的规定,危害的严重程度是由危害爆发后造成的疾病或伤害的严重程度来确定的。这种严重程度评估是可变的,但在单一动物中引起短期伤害或疾病的危害的严重程度通常低于那些有可能造成广泛死亡的危害。例如,猪饲料中金属的存在可能比PEDV的严重性更低,因为来自一件制造设备的金属螺栓不太可能被动物摄入。即使被摄入,危害也仅限于单一动物,不会影响整体畜群健康。猪饲料中PEDV的存在通常被认为具有比金属更严重的程度,因为大量死亡的可能性。除了疾病或受伤的严重程度以及可能受影响的动物数量外,还可以在危害总体严重程度评估中考虑其他因素。根据设施的不同,这些可能包括动物对生产系统的价值或危害对人类健康的潜在影响。

除了评估危害的严重程度外,危害分析还应考虑其发生的可能性。FSMA也有这一要求:必须“评估在没有预防性控制的情况下发生危害的可能性”。值得注意的是,FDA已经认识到在此期间可以考虑诸如生物安全计划等方案。进行概率评估的个人可能还需要利用诸如FDA召回或可报告食品登记处的资源以及他们自己的工厂历史来做出判断。与严重程度的评估一样,发生危险的概率在很大程度上取决于设施。例如,沙门氏菌污染一般是动物饲料中的一个问题,但其在猪饲料中的流行和严重程度低于许多非牲畜物种。FDA沙门氏菌合规政策指南可以证明这一点。该指南描述了宠物食品在被沙门氏菌污染时被认为是掺假的,并且随后不会进行热处理或其他会杀灭沙门氏菌的处理。然而,其他动物的饲料只有在被致病性沙门氏菌污染时才被认为是掺假的。唯一致病性沙门氏菌血清型是沙门猪霍乱,这是很少在猪以外的环境中存在,它通过饲料和原料传播的可能性不应该被忽视。如果对于生产其他物种饲料的饲料厂而言,如果其中禁止的血清型爆发的可能性更高,或者如果工厂饲料出口到标准更严格的国家(例如许多欧洲国家),沙门氏菌仍然是一个重要危害。根据血清型、工厂设计、原料、客户,沙门氏菌和其他危害的严重程度评估可能会有所不同。

一旦确定了危害并确定了其严重性和可预测性,就必须确定在这种情况下是否需要针对性的控制方法。 根据FSMA的预防性控制需要严格的管理,例如监测、验证、确认、纠正措施和召回计划。这些控制策略中有许多是有用的,大多数仅生产猪饲料的饲料厂可能就不再需要预防性控制。相反,大多数工厂可能会选择通过前提方案降低其可能性来减轻危害,例如生物安全计划。

二、减轻危害

1. 接收原料时防止危害进入

饲料厂生物安全最有效的方法之一是在原料接收过程中防止危险进入。防止危险进入工厂是有益的,因为欧洲食品安全局(EFSA)已经证明受污染的材料进入饲料厂会导致工厂长期受到污染。接收过程中防止危害的第一步是制定供应商计划,其中包括明确表达对购买原料安全性的规范。这还可能包括验证原料供应商和工厂现场审查和评估。一旦这些规范到位,更重要的是沟通和执行。应该注意的是,通过生物安全计划可以减少在不需要预防性控制的危害时需要采用的手段。然而,用于控制需要预防性控制的危害的这些相同活动,将需要供应链管理计划作为控制,这需要FSMA的许多管理方法和文档。

无论危害评估如何,预防生物危害通常包括高风险原料的取样和分析计划。应建立抽样方案,以确定抽样方法、样品数量、样本标签、保留程序和分析指标。美国饲料管理协会关于获取防御性样本的“良好样本:指导”概述了无菌取样方法,从各种原料中获取高质量的代表性样品。因为在收集过程中样品很可能交叉污染,生物病原体需要无菌取样。计划表还应包括测试和保存程序,以及适当分析的说明。采样和分析计划将再次取决于每个饲料厂对危害的评估,其在原料原料中的潜在风险以及其分析能力。如果一种原料被认为是高风险,则应对每批次进行分析。如果风险较低,收集样品并将其汇集起来以进行分析可能更为实际。

原料接收的重点在于对入内卡车的管理。卡车司机和访客的安全措施应张贴在适当的标牌上(图 2)。

非瘟防控丨饲料厂生物安全计划:猪饲料中防治微生物的系统策略

图 2 生物安全标志示例,包括卡车司机安全规定

理想情况下,驾驶员应始终留在卡车内,以尽量减少走动。如果驾驶员必须离开车辆,应该穿一次性塑料靴或鞋套,以限制他们从鞋子中引入危险的可能性。PIC北美已经为生产高风险饲料(育种场饲料)饲料厂提供了推荐方案。他们维持生物安全的建议适用于许多通过生物安全计划减轻生物危害的猪饲料厂。进入饲料厂的所有卡车在车辆到达卸料口之前应移除泥浆和污泥,并且卸料口在卡车准备卸载前应保持覆盖(图 3)。做好适当的文件记录,如接收信息(卸载日期、时间和批号),以便追溯饲料和原料。还应收集来自卡车的有关先前货物的信息。

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图3 卡车污染示意图

无论如何,如果配料以袋装、散装或液体形式进入饲料厂,则应特别强调在卸载前对高风险原料进行取样和危害分析。对于通常通过进料口进入并通过斗式提升机、输送机到储存罐的散装配料尤其如此。在卸载之前,原料可能在卸载过程中被污染,但是也有可能被泥浆或地板灰尘污染。漏斗装置(图 4)也可限制卸载过程中溢出的原料数量,并防止人员将溢出的原料扫入进料口。地板清扫,包括卸载过程中的清扫,应予以处置,而不是扫入进料口。


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图 4 原料接收口防止洒料的锥形料斗

传统上,很少强调高风险原料的卸载,和另外处理地面散落原料,但应考虑这些做法可以降低外来原料中不良微生物污染的风险。因为经常清洁接收口和输送设备是不切实际的,并且它们还可能残留原料,导致原料的交叉污染(图5~图7),这些做法更加值得提倡。

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袋装原料通常储存在仓库内直至使用,而液体原料会卸载到加热或不加热的储罐中。 在一些生产系统中为了降低危害的风险,将袋装原料放置到具有加热存储区域中一段时间。 例如,一些饲料厂为降低原料含有PEDV的风险,使用前会在室温下放置高风险原料2周。还应检查袋装原料,以确保袋子完好无损且干燥。应记录批号,并在更换批次时清空并重新记录,以提高可追溯性。 最后,液体原料阀门应在不使用时锁定,以降低不正确添加的风险。 如果加热该原料,则应采取措施以防止必要时液体水分中的微生物生长。

2. 防止通过人带入危害

最容易被忽视的区域之一和最带入危险的是人。饲料厂的工作人员以及客人,卡车司机和经销商等访客都有能力将污染物引入工厂。生物安全方面最常见的一些违规行为发生在经销商等访客进入工厂时。人们可能在不知不觉中在鞋底或衣服上携带被不良微生物污染的粪便、污垢或灰尘颗粒,如果它们来自另一个存在危害的农场或饲料厂,则风险特别高。人为了减少猪繁殖和呼吸道综合征(PRRS)病毒的传播,对养猪场生物安全的人员活动进行了改进,但这些程序通常并不扩展到饲料厂,因为它不是PRRS病毒传播的高风险因素。然而,与该病毒相关的研究表明,生物安全计划帮助减少病毒颗粒在鞋子、衣服和人体上的传播。通过限制人员活动来降低生物危害传播风险的生物安全协议的概念与现在已经证明PEDV可能通过饲料传播的饲料生产系统相关。如前所述,这些计划可以帮助降低卡车司机和其他非工厂员工引入危害的风险,或者降低饲料厂员工在整个工厂中追踪潜在危害的可能性。为了更好地了解步行的潜在风险大小,最近的PEDV研究可以作为一个例子。在具有高PEDV风险的饲料厂的生物安全计划中可以设置无步行区域甚至洁净区域,因为这种病毒在低浓度下就可导致疾病的广泛传播。根据已知的PEDV最低感染剂量,1g受污染的猪粪具有足够的病毒颗粒,可产生500t潜在的传染性饲料。因此,必须减少甚至看似微不足道的粪便的可能性。特别是在开放位置,如接收料口格栅或手动添加料口。控制这些入料口附近的步行是降低病原体传播风险的合理、低成本的方法。

在考虑控制人员时,还建议使用日志记录访问者的进入和离开时间。程序应概述访客必须始终由经过培训的员工陪同,以帮助防止生物安全漏洞。应为游客提供干净的鞋子、塑料靴或鞋套,以限制外部危害的进入。最后,应设置适当的禁止区域,并标识。

3. 防止生产过程中的交叉污染

除了直接存在于饲料中之外,应当注意的是生物危害还可能导致饲料厂长期交叉污染。在一项研究中,发现从三个饲料厂收集的8.8%的动物原料被沙门氏菌污染,但粉尘样本的污染率为18.5%。如果生物安全措施失败,并且有害的微生物进入设施,则很难从工厂中去除这些危害。任何加工后还残留有机的地方都可能导致后续批次的交叉污染。根据工厂的设计,发生这种情况的最大风险可能是螺旋输送机内部(图 5)、冷却器内部、储存罐(图 6)以及斗式提升机的底部(图 7)。

非瘟防控丨饲料厂生物安全计划:猪饲料中防治微生物的系统策略

通过冲洗和生产批次排序作为生物安全计划的一部分,可以最大限度地减少这种交叉污染。根据定义,冲洗是“在生产一批饲料后,为了清除药物残留,在处理和生产设备中使用一种原料(如玉米,豆粕,花生壳等)清洁设备的过程。批次排序是“不同批次动物饲料的生产、储存和分配的顺序预先排列,旨在降低药物导入后续饲料的风险,不会导致不安全的污染”。多年来,冲洗和生产批次排序已被用于降低批次间药物交叉污染的风险,同样的概念可用于减轻生物危害。冲洗和生产批次排序应考虑制造所有过程,从接收到装运。在高风险情况下,可能需要冲洗和生产批次排序,或两者联用。来自我们实验室的初步数据表明,在制造受污染的批次后,第二个饲料批次中仍然存在感染性。因此,生产批次排序应被视为风险降低程序,而不是风险消除程序。

除了生产批次排序和冲洗外,维持卫生计划还可以帮助防止生物危害的交叉污染。这个计划包括定期清扫生产区域,如地板和手工添加区域,以及地面物料扫入垃圾桶,而不是进入下一批饲料。在人员交叉的地区和接触饲料的区域应特别强调卫生管理。卫生管理的一个重要部分是集尘。值得注意的是,许多饲料厂将空气收集系统和地板清扫中的灰尘直接放回进料系统以减少损耗。然而,这种粉尘应被视为高风险并被丢弃。最近评估制造PEDV感染饲料时环境污染的数据表明,潜在的感染性粉尘颗粒可以广泛分散在整个饲料生产区域。

4. 运输时防止交叉污染

通过降低来自卡车的潜在交叉污染危险对于确保饲料安全非常重要。 卡车的外部、顶部和内部隔间可能含有残留的饲料或原料,如果被感染,可能会在装载和运送过程中导致新制造的饲料受到污染(图 8)。建议建立文档以提高可追溯性,包括先前运输的物料、装运批号和位置以及装载时间。应协调卡车的交付顺序,以便在更高风险农场之前将饲料运送到风险较低的农场,特别是如果一个卡车必须送至几个农场。一些设施有效地结合了卡车清洗、热辅助去污干燥和饲料卡车卫生清洁,以最大限度地降低饲料厂、饲料和农场污染的风险。

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图8 潜在污染路径-散装运输车顶部残留物料

生物安全计划还应包括交付期间驾驶员行为的具体指示。农场饲料罐周围的环境污染可能导致饲料卡车司机将这种污染物转移到另一个位置或返回饲料厂。理想情况下,驾驶员应在交付时留在车内,并且现场工作人员应打开饲料罐箱盖。对于大多数场地来说,这仍然相对不切实际,因此离开车辆的驾驶员在离开车辆时应穿着干净的鞋套或靴子,并在重新进入卡车之前取下鞋子,清洗手部。离开饲料车的司机不应直接进入料仓或直接接触猪或粪便。应特别注意避免排气扇、死猪处理区域和牲畜接触区域,这些地方驾驶员可能会接触到感染性粪便或其他材料,例如装载运输带。应当编写报告和处理洒落饲料的方案。


驾驶员应该意识到在寒冷条件下大多数生物危害的存活率最高,因此冬季可能需要加强管理。此外,粪便处理期间与饲料运输期间重叠会更具有挑战,防止饲料输送过程中的交叉污染。可能存在大量传染性粪便物质,并且与粪便处理设备的交叉交通可能是不可避免的,这样需要更加严格的卫生清洁方案。

最后,农场工作人员必须将牧群健康状况告知饲料厂人员。在感染的早期阶段,病原体脱落最多。病原的微生物的这种增加可导致农场周围环境的污染增加,其可包括饲料仓周围的区域。了解场地状态对于评估交付风险和安排运输计划非常重要,可以降低后续运输无意中污染其他场地的风险。农场工作人员的另一项责任是向饲料厂工作人员传达现场感染风险的潜在后果。在由于感染的高经济成本或潜在的下游影响而特别敏感的地点,例如公猪种群或繁殖农场,生物安全计划是合理的,但可能在许多商业农场不实用。

5. 主动减少生物危害

除了防止进入和交叉污染,主动措施有助于降低不良微生物的风险。例如,已经证明通过制粒的热处理可以减少PEDV和沙门氏菌的数量。虽然制粒不会导致大多数细菌病原体的完全根除,但它可以显著减少大多数生物危害。 然而,必须认识到制粒是一个定点消毒步骤,不会阻止在制造或交付过程中的后续再污染。例如,在离开制粒机后,颗粒通常被排放到冷却器中,用于将颗粒冷却的空气是从厂区内抽取的。

在制粒饲料、粉状饲料和原料中降低这种交叉污染的一个方法是添加化学添加剂。甲醛和中链脂肪酸等化学物质通常在加工后还存在活性,可以减少或防止后续处理交叉污染。甲醛是一种经批准的饲料添加剂,可防止沙门氏菌污染动物饲料,但需要适当的设备和高水平的培训来使用,以防止工人的健康和环境危险。其他化学添加剂,如中链脂肪酸,似乎更易于使用,并且具有与甲醛类似的功效,但目前测试的浓度成本较高,也不便于实施。进一步的研究这些添加剂的实用剂量对于其使用价值非常关键。

总之,防止生物危害进入是生物安全计划的首要任务。但是,有效的计划还应该减少交叉污染或在进入设施时主动减轻危害的方法。饲料厂生物安全的整体方法对于最大限度地降低微生物危害的风险是必要的。

三、评估

生物安全计划的最后一步应该是评估实施计划的有效性并揭示应该解决的风险领域。设计一个简单的“是”、“否”和进一步方法阐述的自我评估是有帮助的。我们发现,在进行评估时,预先印制的表格非常有用,以确保涵盖所有关注领域,并为制定持续改进方案提供框架。书面评估可以作为改变行为以改善动物饲料安全性的基础。如果以3至12个月的间隔或在高风险传播季节之前进行主动评估最有用。评估员应首先评估生物安全计划的有效性,但也应确定改进这些计划的有效性和可行性的机会。该评估可以由工厂员工、在工厂外部雇用的公司中的人员或由第三方执行。除了生物安全评估之外,其他一些认证计划,如包括生物安全计划的概念的安全饲料/安全食品和危害分析关键控制点(HACCP),可能有助于降低生物危害的可能性。

四、结论及展望

由于研究证明饲料可能是PEDV等生物危害的潜在载体,因此对饲料厂生物安全的重视程度有所提高。生物安全计划包括识别和评估危害,以及降低已知或可合理预见的生物危害发生概率的方法。附录1中提供了建议的做法和要点摘要。评估策略可以帮助工厂评估有效性并确定其生物安全计划中的漏洞。未来的研究需要继续量化各种饲料和原料中病原体对特定物种的相对风险,并阐明改进的方案。尽管如此,采用生物安全计划是将生物安全概念从农场扩展到饲料厂的关键方法,这可以降低饲料中生物危害的可能性,从而提高畜群健康、经济安全和从农场到餐桌的食品安全。值得注意的是,实施这些生物安全措施将产生一定的成本,但即使是策略性的实施一些建议也会降低风险。

重要的是,本评价是使用系统方法编写的,用于描述用于制定特定猪饲料厂生物安全计划中的关键概念。除非另有说明,否则不应将列出的建议视为要求。同样重要的是要了解其中一些建议的实施可能会增加饲料厂的成本,并需要额外的员工和培训。并非所有这些建议都适用于所有工厂,但利用生物安全计划是帮助改善动物饲料安全的重要工具。

附录1 饲料厂生物安全评估推荐方法和关键点总结

❶ 完成一次危害识别和评估流程,以了解饲料厂内需要控制的关键危害。

❷ 一旦被污染,卸料坑、绞龙和提升机非常难以清理:最好是防止被污染的原料进入到饲料厂。

⑴ 建立对原料的采购要求,包括安全性要求,并与可信的供应商沟通相关要求。

⑵ 建立对原料和成品饲料的运输要求,比如说卡车卫生、运送顺序,和特定要求文件,如上一次运输信息和清洁确认文件。

⑶ 在卡车准备开始卸货前,卸料坑必需有遮掩物,必需提高警惕防止物料(如清扫物)进入卸料坑。

⑷ 通过冲洗和生产排序降低批次之间的交叉感染。

❸ 降低人员之间的交叉感染可能性。

⑴ 张贴标识,注明对卡车司机和访客的要求。

⑵ 在饲料厂内或运输过程中提供干净的鞋子、塑料靴或鞋套,可以降低病原菌传播。

⑶ 要求农场报告疾病爆发的位置,合理安排卡车送货顺序,减少生物危害传播回饲料厂的风险。

⑷ 不要接收在农场饲料罐中退回的饲料。

⑸ 如果可以,让卡车司机在饲料装卸和运输过程中待在车上,或者至少使用隔离的靴子或靴套,并清洁双手

⑹ 禁止卡车司机进入谷仓,并远离通风扇、死猪处置处,不与粪污处理流程交叉活动。

❹ 降低环境交叉污染的可能性

⑴ 制定环境清洁计划,对设备和地面进行定期清洁。

⑵ 灰尘可以携带大量未知微生物,不应该再返回至生产系统中。

❺ 合适的时候主动减少生物危害

⑴ 热加工显著减少了许多生物危害的存在,但是这是一种定点手段,对无法防御后续污染。

⑵ 对原料或饲料进行化学处理可以防止后续的交叉污染,但是现有的化学处理可能需要特定的设备或许可,或者成本可能比较高。

❻ 一个评估有助于确认生物安全计划的有效性,并防止遗漏

⑴ 一次自我评估需要持续3-12个月,这取决于饲料厂的风险。

⑵ 第二方、第三方审计和认证方案对更严格的评估生物安全计划是有帮助的。


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