微生物檢測技術在食品檢驗中的應用

◎ 張彩鳳，閆 珍，范陽璇

（陜西科儀陽光檢測技術服務有限公司，陜西 西安 710000）

當前我國食品安全整體呈現出穩中向好的形勢，但在市場監管部門抽檢過程中仍發現存在食品安全問題，其中因微生物污染引發的樣品不合格率較高，以餐飲單位為高發區，說明食品安全監督與檢驗工作仍需持續深入開展。通過結合食品安全管理要求進行常用檢測技術的梳理，對于食品檢驗工作水平與效率的提升具有重要現實意義。

1 技術特征

1.1 檢驗流程

根據相關檢驗機構的工作程序，當委托方下達任務、完成合同評審、確認檢驗資質后，即正式進入以下食品檢驗流程。①抽樣工作，根據《國家食品安全監督抽檢實施細則（2021年版）》要求，選派經由專業培訓的抽樣人員開展抽樣工作，核對待檢樣品的類別、數量等基本信息，確認符合檢驗規定。②樣品核對，由具體科室工作人員對接收的樣品進行外觀信息、狀態標識、抽樣類型、檢驗用量等信息的逐一核對，并完成照片采集。③樣品制備，根據檢測要求完成待測標準樣品的制備，落實樣品保護與存放。④樣品檢驗，由工作人員依照檢驗標準進行標準品、儀器及各類試劑的核對，在檢驗過程中嚴格依據要求做空白試驗等，做好樣品質量控制。⑤復測實驗，當檢驗后發現存在樣品不合格問題時，需及時依據項目特征安排開展復測，將復測結果與初試結果進行比較分析，明確引發數據差異的原因，保證檢驗結果的準確合理。⑥生成原始記錄，完成檢驗報告的校對、審核與簽發，最終將檢驗數據錄入平臺中[1]。

1.2 技術特點

食品檢驗工作涉及的微生物來源較廣、病原微生物類型多樣，諸如人畜疾病感染、食品存放方法不當導致變質、食品運輸過程中出現破損等因素均有可能造成病原微生物的傳播[2]。在實際檢驗內容上，諸如致病菌類型、分布特征、菌落總數等指標均需詳細列出，將上述指標實測結果與預設標準限值進行比較，用于判斷食品的致病性，并且結合致病菌類型、菌落總數等指標能夠輔助判斷食品生產日期與有害物質、變質物質的摻入時間等，倘若任一指標超出限值均可判定該食品不符合衛生質量要求，相應地對于技術應用環節的準確性與檢測時效性也提出了較高的要求[3]。

2 微生物檢測技術的應用

2.1 基本檢測技術

2.1.1 生理生化技術

（1）ATP生物發光技術。ATP即腺嘌呤核苷三磷酸的簡稱，該化合物廣泛分布于活體生物中，通過運用該技術獲取待測樣品的ATP濃度數值，初步完成樣品中活菌數量的估算；隨后采用光度計獲取待測樣品的熒光強度，即可生成細菌數量的準確值。該技術適用于食品微生物的現場檢測，具有便于操作、檢測速度快的特點，應用防范較廣[4]。以ATP生物發光法在酸奶微生物檢測中的應用為例，檢測步驟為先繪制出ATP生物發光值、樣品微生物含量標準曲線，經由取樣、提取ATP、添加酶反應試劑、樣品微生物ATP發光值測定4項流程，最終以標準曲線的形式反映樣品中微生物實際數值的測定結果，整體檢測靈敏度較高，可在食品分析檢測領域較好應用[5]。

（2）微量生化法。該方法可細分為兩種技術，一種是熱微量技術，根據食物中菌落在不同生長階段的熱量變化情況，實現對菌落生長周期與菌種的精確識別；另一種是放射測量技術，根據菌群不同生長周期釋放的放射性CO2氣體含量，完成菌種數量的計算，并推算出菌群類型，可在較短時間內快速準確完成微生物測定，具有較為理想的使用效果。

2.1.2 免疫學檢測技術

該技術主要基于免疫學理論進行食品中病原菌、微生物的檢測，其中非標記免疫分析作為典型技術之一，依托凝集反應、沉淀反應、補體參與、中和試驗等多個環節完成對待測樣品中細菌、病毒等微生物的檢測。該技術對于檢測儀器、設備的精密度無過高要求，能夠保證檢測結果的精確性，但由于涉及的檢測流程較為煩瑣，導致檢測效率不高，目前僅適用于經濟不發達地區或儀器配置落后區域的食品檢測。

2.2 快速檢測技術

2.2.1 生物傳感器檢測技術

該技術集成物理、化學、生物學等多學科基礎理論，根據活性生物普遍存在的物理變化特征及其發生化學變化時形成的感應條件，借助相關轉換器實現對反應變化情況的捕捉，并以電子信號的形式進行信息傳遞、生成反應數據，輔助計算機設備完成活體濃度的計算。其中生物傳感器作為一項核心設備，憑借其跨學科交叉特征保證設備使用性能的靈敏度與精確度，將其運用于復雜食品的微生物檢測環節，可實現待檢測病原微生物的快速在線實時分析與變化情況追蹤定位，滿足實際檢測要求。生物傳感器技術與酶抑制檢測技術結合，開發基于酶的生物傳感器技術可實現對果蔬、農產品中農藥殘留量的檢測。LIU等將乙酰膽堿酯酶固定在3-羧基苯硼酸-還原氧化石墨烯-納米金的玻璃碳電極上，開發了一種納米復合材料電化學酶傳感器，最終成功實現對克百威等農藥殘留量的檢測[6]。

2.2.2 電阻電導檢測技術

該技術以生物、化學理論為基礎，將微生物在食品中繁殖的特性等同于大分子、小分子物質間的轉化過程，例如通過觀察食品中含有蛋白質分解后形成氨基酸的過程，測得培養液中電阻阻值出現變化，根據具體測量數值進行導電情況的測算，由此反推出食品中所含菌落的數量，進而完成微生物的判定工作，并且支持判斷食品保質期。在使用該技術進行食品檢驗時，還需依賴微生物計數儀、全自動微生物檢定儀等測量儀器設備輔助執行具體操作，根據電阻、電容等數據測算出微生物數量，生成切實可參考的食品檢驗數據，便于相關檢驗人員判斷食品是否合格。

2.2.3 質譜技術

該技術主要融合生物基因組、代謝組學、蛋白質組學等多種研究理論，常被應用于海產品、發酵產品的食品質量檢驗中，利用該技術可將待測樣品中的革蘭氏陽性菌進行有效分離，并建立光譜指紋圖圖譜列表，根據種屬特異性的峰值、質量數等指標完成細菌鑒別與判定。例如，劉印平等運用頂空進樣-氣相色譜-負化學離子源串聯三重四級桿質譜技術進行海魚中苯系物、多溴聯苯瞇的測定，先取待測海魚作為樣品，通過90 ℃溫育后取出樣品、振蕩平衡30～40 min， 并頂空進樣，利用色譜柱完成樣品的分離，再基于MRM與外標法獲取最終檢測結果，實現對海魚中苯系物含量的測定。檢測結果表明，苯系物在 3.0～85.0 μg·kg-1的濃度范圍內呈線性相關，計算出平均回收率保持在82.8%以上，相對標準偏差不超過9.8%，收獲理想檢測效果[7]。

2.2.4 色譜法與熒光分析技術

通常食品中細菌生長、繁殖的不同階段均表現出差異化生理特征，選取微生物生長代謝產物進行測定，即可完成細菌類型識別與繁殖時間的判斷。①利用氣相色譜技術進行食品中大腸桿菌的測定，預先對食品中的大腸桿菌進行衍生化處理，利用氣相色譜儀原理、參考CO2氣體生成量完成食品中微生物化學組分的判定，用于檢測出食品的細菌污染程度，其靈敏度、檢測效率均保持在較高水平。②運用自動熒光酶分析技術對食物進行免疫測定，將表面承載抗原的載體經由化學反應生成復合物抗原，在保留反應液的基礎上，利用清洗劑將其他物質進行完全清除，隨后通過添入酶反應底物發揮催化作用，使得產物依附于原有載體表面、發生變色現象，并且根據產物生成量實現對待測微生物含量的判定。例如，辛思培等運用雙抗夾心化學酶聯免疫方法針對牛奶中腸出血性大腸桿菌O157:H7進行檢測，取1 L原奶作為樣品，依據1.0×105CFU·mL-1檢測限進行樣品中大腸桿菌的檢測，僅需1～1.5 h即可完成待測菌種的快速測定，該方法的最低檢測限可達到2.5×104CFU·mL-1，節省傳統檢測技術所需的富集培養時間，且檢測速度與結果精度均較為理想[8]。

2.2.5 分子生物技術

（1）PCR技術。該技術適用于乳酸菌、大腸桿菌、雙歧桿菌等細菌的檢測，基于生物學原理獲取待測樣品細胞，通過將其DNA片段進行放大觀察，遵循目標特異性原則完成微生物的識別與定位，保證檢測過程的靈敏性與快捷性。

（2）PCR衍生技術。其中代表性技術包含實時熒光定量PCR，根據DNA擴增反應，選取嵌入式熒光化學染料對PCR循環后的產物進行定量測試，在整體測試過程中僅在加入試樣環節開管，其他操作均呈現為密閉性特征，不需要執行PCR技術模式下的后處理操作，有效實現對擴增產物的動態識別與實時檢測，具有良好的智能化與抗干擾水平，避免因核酸污染影響到檢測結果。PCR-DGCE作為另一代表性技術，主要根據生物學的DNA指紋原理進行食品中微生物的識別判定，在DNA電泳過程中利用聚丙烯酰胺凝膠對產物進行解鏈，改變DNA片段序列，迅速溶解DNA分子，待染色后完成不同序列DNA分子的區分，以此實現對目的片段序列的有效識別，適用于發酵食品的檢驗。

3 相關建議

3.1 強化監督機制建設

2021年初至今，我國陸續發布新《食品安全法》《食品安全國家標準 較大嬰兒配方食品》（GB 10766—2021）等一系列法規標準，標志著我國食品安全監管體系的日臻完善。在依托法規政策強化頂層保障的基礎上，行業內部還應進一步加強相關檢測與監督機制的建設，以微生物檢測為切入點進行技術應用流程、實施要點與相關規范的細化設計，明確在檢測技術應用過程中涉及的各項風險因素及人為主觀影響，聚焦食品原料生產、加工、制作與銷售等環節落實具體監督檢查工作，并聯系產業鏈上下游拓寬技術應用范圍，引入物聯網等平臺建立資源與信息共享機制，為食品安全監管工作提供有力支持。

3.2 完善食品檢驗系統

當前微生物檢測技術在食品檢驗領域的應用范圍較廣，既涉及食品工業生產環節雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌種含量的檢測與鑒定，同時也包含食品原料獲取、加工等環節可能因人畜疾病傳播產生的有害病原微生物，此外還涉及食品運輸與銷售環節因保存不當、過期等產生的微生物，在整體檢測過程中的干擾條件較為復雜，對于檢測技術應用水平提出較高要求?；诖耍€需進一步完善現有食品檢驗系統設計，根據微生物不同類型、感染與傳播途徑進行檢驗方法、檢測標準的細化分類，引入多種先進技術、自動化儀器設備完善食品檢驗環節的軟硬件基礎設施，借此有效規避以往檢驗工作中常見的錯誤問題，為食品檢驗結果的精確度與完整性提供保障。

3.3 落實檢驗效果評價

評價機制的建設對于技術應用效果判斷具有重要意義，考慮到微生物檢測技術在實際應用環節可能受多種因素干擾影響到數據結果的可靠性，因此還需引入健全的評價機制進行檢測項目類型、檢測內容指標、評價標準的設計，自動生成檢測結果，更好地提升食品檢驗的現代化水平。

4 結語

現階段依賴于食品安全監管機制的高壓態勢，以沙門氏菌、葡萄球菌為代表的食源性疾病在我國各省市呈現零散分布特征，食品安全保障工作初具成效。伴隨食品安全檢測需求的持續遞增，要求相關從業人員引入多種快速檢測技術及配套設備為執法抽樣提供支持，在實際檢測過程中遵守操作規程、執行規范操作，為檢測效率與檢測結果的精確性提供保障，共同營造良好食品安全環境。