新技術(shù)在食品微生物檢驗檢測中的應用

◎ 廖曉玲

（中山市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東 中山 528400）

隨著經(jīng)濟的繁榮發(fā)展，人們對食品的品質(zhì)要求愈來愈高。然而市場上食品質(zhì)量參差不齊，由微生物引起的食品安全問題屢見不鮮，使人們的健康和生命安全遭到嚴重的威脅，食品安全問題越來越突出。因此，在食品微生物檢測中應用新技術(shù)可為食品安全提供有力保障。本文分析了我國主要食品安全問題、食品微生物檢測技術(shù)的重要性，探討了新技術(shù)在食品微生物檢驗檢測中的應用情況。

1 我國主要食品安全問題

隨著社會經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，人們的生活水平也逐漸提高，但在互聯(lián)網(wǎng)時代食品安全問題事件也被頻繁曝光[1-4]。例如，黑龍江“酸湯子”中毒事件、“土坑酸菜”事件等，這類食品安全問題引發(fā)社會熱議。目前，我國主要有以下食品安全問題。

（1）濫用農(nóng)藥造成的食品安全問題[5]。種植莊稼時，由于農(nóng)民缺乏科學專業(yè)的種植知識，存在不按使用說明而濫用農(nóng)藥的陋習，使農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標，人們食用農(nóng)藥殘留超標的農(nóng)產(chǎn)品，會對人體健康造成損害，易引起肝臟病變甚至致癌。除此之外，濫用農(nóng)藥和化肥也會影響空氣、水質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)等，破壞生態(tài)環(huán)境。

（2）環(huán)境污染造成的食品安全問題[6]。隨著人類不斷的繁衍和流動，人類向自然索取的欲望也越來越大，對生態(tài)環(huán)境的壓力日趨加大，嚴重影響了所在地域的生態(tài)環(huán)境。隨著科技的發(fā)展，環(huán)境受廢水、廢氣、廢渣愈發(fā)嚴重的影響，從源頭上對食品安全造成嚴重的污染，人類傳染性疾病主要來源于接觸受污染的環(huán)境和食用已受感染的動植物。

（3）微生物污染導致的食物中毒[7]。微生物增殖能力強，肉眼難以觀察，一旦接觸或者誤食被微生物污染的食物，可能會引起寄生蟲感染、食物中毒等情況，嚴重時威脅人們的生命安全，甚至造成傳染病在社會傳播擴散。

2 食品微生物檢測技術(shù)的重要性

食品微生物包括生產(chǎn)型食品微生物，如醋酸桿菌、酵母菌等；食物變質(zhì)所產(chǎn)生的微生物，如霉菌、細菌等；食源性病原微生物，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、沙門氏菌等。隨著食品行業(yè)的發(fā)展，越來越多的食品涌入市場，這也鞭策我國食品微生物檢驗技術(shù)的發(fā)展與更新，促使檢測技術(shù)逐漸完善。針對不同種類的食品樣品，要根據(jù)相關的標準科學合理地選擇檢測項目、檢測內(nèi)容以及對應的檢測方法，以提高食品微生物檢測效率，確保結(jié)果的精確性，為人們健康安全提供有力的科學保障[8]。

3 新技術(shù)在食品微生物檢驗檢測的應用

3.1 分子生物學技術(shù)

分子生物學技術(shù)是在基因水平上對食品中微生物進行檢測，對于那些難以培養(yǎng)的微生物進行鑒定和分型具有特別的意義。

3.1.1 常規(guī)PCR 技術(shù)

原理是以DNA為模板，經(jīng)過高溫變性裂解的過程，成為單鏈，在低溫時，加入引物與其按照堿基互補配對原則進行相互配對結(jié)合，再將溫度調(diào)至DNA 聚合酶最適的反應溫度，在DNA 聚合酶的催化下，以引物為起點會沿著磷酸到五碳糖（5'-3'）的方向，按堿基配對與半保留復制原理，合成模板DNA 鏈的互補鏈并延伸擴增。該技術(shù)具有靈敏度高、特異性強、檢測用時短等優(yōu)勢，是最常見的食品微生物檢測技術(shù)之一，已用于乳制品中的乳酸菌、水源中的大腸菌群等測定[9]。

3.1.2 PCR 衍生技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，PCR 技術(shù)與新技術(shù)結(jié)合，形成PCR 衍生技術(shù)，如PCR-DGGE、LM-PCR、Multiplex PCR、qTR-PCR 等，已應用于華支睪吸蟲、副溶血弧菌檢測等方面[10-11]。

3.2 生理生化技術(shù)

生理生化技術(shù)是利用微生物在新陳代謝過程產(chǎn)生特異性物質(zhì)的特性，對微生物菌體進行檢測的方法。

3.2.1 ATP 生物發(fā)光法

在有氧環(huán)境下，熒光素在熒光素酶E、Mg2+的催化作用下與ATP 發(fā)生反應生成熒光素-AMP 復合體，并產(chǎn)生焦磷酸（PPi）；熒光素-AMP 復合體在O2的作用下，進而被氧化生成CO2、H2O 和激發(fā)態(tài)復合物P*-AMP；該復合物由激發(fā)態(tài)回歸基態(tài)，發(fā)射出光子，光子數(shù)量可換算成ATP 的含量[12]。通過測定樣品活體微生物產(chǎn)生的ATP 的濃度，進而檢測食品中的活菌數(shù)，具有簡便、快捷等特點。

3.2.2 微量生化法

微量生化法包含放射測量法、微熱量技法等。放射測量法是根據(jù)細菌在生長繁殖過程代謝碳水化合物產(chǎn)生CO2的原理，在培養(yǎng)基中加微量有放射性14C 標記的碳水化合物或其他糖類底物，在細菌生長時，糖被利用并代謝產(chǎn)生14CO2，放射量與菌數(shù)成正比，用來確定標本中菌體數(shù)量[13]。微熱量技法是通過微熱量計儀器，采集菌體在新陳代謝過程中產(chǎn)生熱量變化數(shù)據(jù)，根據(jù)不同目標物變化情況，得出具體的檢測結(jié)果來判斷所測定的菌種。

3.3 免疫學檢測技術(shù)

3.3.1 免疫磁性微球技術(shù)

免疫磁性微球技術(shù)是免疫學和磁載體技術(shù)結(jié)合的新生技術(shù)。表面結(jié)合有單克隆抗體的磁性微球，經(jīng)過與含靶物質(zhì)的樣品共同孵育，可與含有相應抗原的靶物質(zhì)特異性結(jié)合而形成新的帶磁響應特征的復合物。在磁場的作用下，這種帶磁響應的復合物被滯留，使得待測物與樣品中的其他雜質(zhì)分離，達到提純的效果。這一技術(shù)是近幾年來食品微生物檢驗檢測中常用到的新型免疫學檢測技術(shù)，既可固化試劑，又具備免疫學的高度特異性。該技術(shù)能快速鑒定及分離出金黃色葡萄球菌，該法簡便快速、靈敏度高，免疫微球制備成本低廉，可大大節(jié)約檢測成本。該方法可用于水果、肉類食品的致病菌檢測，如大腸桿菌O157:H7、單增李斯特菌、沙門氏菌、副溶血性弧菌等食品微生物方面的檢測[14-15]。

3.3.2 酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)

酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)原理是將抗原或抗體固相化后，同時將抗原或抗體與某種酶連接形成酶標記抗原或抗體，再加入酶反應底物，底物在酶的高效催化作用下成為有色產(chǎn)物，放大信號可對目標微生物進行定性或者定量檢測。其存在各種檢測方式，如間接法、競爭法、雙抗體夾心法等。既可以用于調(diào)查食品從業(yè)者甲肝、乙肝等病毒的感染情況，也可以對食品中沙門氏菌、大腸桿菌以及霉菌等微生物及微生物產(chǎn)生的毒素進行檢測，如毒性大、致癌性強的黃曲霉毒素B1的檢測，為檢驗食品的安全性提供保障[16-17]。

3.4 質(zhì)譜技術(shù)

質(zhì)譜技術(shù)是通過分析離子化樣品的質(zhì)荷比，分析確定特征圖譜對應的樣品分子組成，進而進行定性定量分析的一種方法。微生物質(zhì)譜之所以能夠?qū)毦M行鑒定，是因為細菌的核糖體蛋白具有穩(wěn)定性，一般不會隨生長條件的變化而存在差異，而不同細菌的核糖體蛋白指紋圖譜具有獨特性，指紋圖譜中的某些峰具有屬、種，甚至亞種特異性。該方法已經(jīng)在食品微生物檢驗檢測中得到廣泛使用，如該技術(shù)可用于產(chǎn)品腐敗菌檢驗檢測，對革蘭氏陽性菌也有較好的檢驗效果。另外，在食品微生物檢驗過程中，利用基質(zhì)輔助激光解吸飛行時間質(zhì)譜技術(shù)對食品中細菌（金黃色葡萄球菌、副溶血性弧菌）、絲狀真菌等均可進行快速分析鑒定，為該技術(shù)在食品檢測以及臨床診斷領域奠定基礎[18]。除此之外，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀也是發(fā)酵食品微生物檢驗檢測中常用的一種技術(shù)，可以檢測分析酒釀微生物及其代謝產(chǎn)物，該技術(shù)耗時短、操作簡便，得到了廣泛使用[19]。

3.5 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器技術(shù)是將一種生物衍生材料或生物材料、生物模擬材料作為分子識別部分，將生物活性表達信號轉(zhuǎn)化為電信號的化學或者物理傳感器。由已固定化的生物敏感材料（包括微生物、抗原、抗體、細胞、酶等生物活性物質(zhì)）作為識別系統(tǒng)與適當?shù)睦砘瘬Q能器（如氧電極、光敏管等）以及信號放大裝置組成的分析系統(tǒng)，使待檢物質(zhì)在生物傳感器中被識別分析，然后通過被測信號的轉(zhuǎn)換檢測出食品中的物質(zhì)成分。該技術(shù)具有操作簡便、靈敏度高、效率高、成本低、可對待測樣品進行定量分析等優(yōu)勢，可應用于檢測食品新鮮度、微生物和毒素、病毒、農(nóng)藥殘留等[20-21]。

4 結(jié)語

近年來，食品安全問題頻繁發(fā)生使人們意識到食品安全的重要性，對食品檢驗檢測愈來愈重視，政府部門也對食品安全監(jiān)督更加嚴格。在這樣的環(huán)境下，各種新型高效、準確靈敏的技術(shù)在食品安全衛(wèi)生檢驗方面不斷出現(xiàn)與發(fā)展，在一定程度上滿足了食品檢驗檢測工作的需要。對此，不僅要加強對新技術(shù)的深入研發(fā)，還要加強對檢測人員的培訓，使其熟練掌握新技術(shù)檢測技能，更好地推廣應用食品微生物檢測新技術(shù)，為食品安全檢測夯實技術(shù)基礎。