快速檢測方法在食品微生物安全中的作用與優勢

劉秀紅 鞏莉

作者簡介：劉秀紅（1986—），女，山東菏澤人，本科，工程師。研究方向：食品微生物檢測。

摘 要：快速檢測方法是指可在短時間內完成樣品檢測的方法。目前有關食品微生物檢測的快速檢測方法包括PCR技術、ATP生物發光法、基因芯片技術、質譜法等。本文基于快速檢測方法的發展歷程及其在食品微生物檢測中的實際應用，深入分析其在食品微生物安全中的作用與優勢，以期為食品行業健康發展提供理論支持。

關鍵詞：快速檢測方法；食品微生物安全；檢測成本

The Role and Advantages of Rapid Detection Methods in Food Microbiological Safety

LIU Xiuhong， GONG Li

（Tongbiao Standard Technical Services （Qingdao） Co.， Ltd.， Qingdao 266100， China）

Abstract： Rapid detection method refers to a method that can complete sample detection in a short period of time. At present， rapid detection methods for food microbiology detection include PCR technology， ATP bioluminescence method， gene chip technology， mass spectrometry， etc. This article is based on the development history of rapid detection methods and their practical applications in food microbiology detection. It deeply analyzes their role and advantages in food microbiology safety， in order to provide theoretical support for the healthy development of the food industry.

Keywords： rapid detection methods; food microbiological safety; testing cost

食品微生物安全始終是公共衛生和食品工業的核心關注點。傳統微生物檢測方法（如培養法、顯微鏡觀察法等）雖然準確性較高，但耗時長、操作煩瑣，難以滿足快速反應的需求。隨著食品工業的全球化和市場需求的多樣化，人們對快速、準確的微生物檢測方法的需求愈發迫切。食品微生物快速檢測技術的發展不僅對食品行業的健康發展具有重要的推動意義，還可為保障全球食品供應鏈的安全提供切實可行的技術支持[1]。本文分析PCR技術、ATP生物發光法、基因芯片技術、質譜法等快速檢測方法在食品微生物安全中的作用與優勢，以期進一步擴大快速檢測方法在食品微生物檢測中的應用范圍，為保障食品供應鏈安全提供可行的技術支持。

1 快速檢測方法的發展及應用

快速檢測方法在食品微生物安全領域的發展是高新技術不斷融入傳統微生物學的結果。最初，微生物檢測依賴于顯微鏡和標準培養方法，此類技術在細菌的鑒定和計數上雖然準確，但存在周期長、靈敏度低等不足。隨著分子生物學的突破，20世紀90年代，PCR技術引領了快速檢測方法的新紀元。PCR技術基于特定DNA序列的擴增，通過溫度循環引導DNA聚合酶復制特定的DNA區域，實現DNA片段的大量復制。該方法通過設計針對特定微生物的引物，可精準檢測目標微生物的DNA，實現對病原體（如沙門氏菌、李斯特菌、大腸桿菌等）的快速識別。因此，該技術適用于肉類、乳制品、水產品、蔬菜等多種食品中的微生物檢測[2]。21世紀，食品微生物檢測的快速檢測方法更加多元化和精細化。例如ATP生物發光法利用ATP作為細胞活性的指標，通過測量樣品ATP含量快速評估微生物的活性。該方法的優勢在于操作簡便和反應速度快，可廣泛應用于食品加工和包裝過程中的衛生監控，如工作表面、加工設備的清潔度評估，同時適用于快速篩查和控制食品加工環境中的微生物污染。基因芯片技術則利用大量固定在芯片上的DNA探針，通過與樣品中微生物DNA或RNA特異性結合，實現多種微生物的同時檢測，且通過熒光標記和信號檢測可鑒定樣品中的微生物種類。因此，該方法適用于復雜樣品中的生物多樣性分析，如乳制品、發酵食品中有益菌與病原菌的同時檢測，以及食品腐敗過程中微生物群落的動態變化監控。與此同時，質譜法在微生物鑒定方面展現了獨特優勢。該技術基于質譜分析微生物蛋白質的質量和結構，建立特定微生物的質譜指紋，可以在極短的時間內完成微生物的精準鑒定，尤其適用于對未知微生物的快速篩查[3]。近年來，便攜式和微型化的檢測設備發展迅速，使得快速檢測技術更加靈活，可用于現場檢測和遠程監控，極大地提高了食品微生物檢測效率，保障了食品衛生安全。

2 快速檢測方法在食品微生物安全中的作用

2.1 加強食品生產過程控制

快速檢測方法的核心優勢在于其能夠提供高靈敏度、高特異性的檢測結果，且響應時間短，通過提供及時、準確的微生物污染數據，切實加強對食品生產各環節的監控能力，特別是在原材料檢測、加工過程監控以及成品質量控制等關鍵環節發揮了積極作用。以PCR技術為例，其基于核酸擴增原理，能夠在極短的時間內準確檢測微生物特定的DNA序列。在原材料檢測階段，PCR技術可以迅速識別病原體DNA，如大腸桿菌和沙門氏菌，從而在食品加工前阻止污染材料的使用。在食品加工過程中，快速識別微生物污染可以即時采取控制措施，從而降低食品污染的風險。ATP生物發光法利用ATP作為活細胞的標志，通過測量樣品的發光強度快速評估微生物的活性。此方法能夠迅速識別和響應潛在的微生物污染（特別是在加工設備和工作環境的衛生監控中），從而確保食品加工過程的衛生安全[4]。基因芯片技術則通過對多種微生物特異性基因序列的同時檢測，實現對食品樣品中的微生物群落的全面評估。此技術可在食品發酵過程中發揮較大優勢，如在乳制品的發酵過程中監控乳酸菌和潛在病原菌的動態，保證發酵產品的安全性和一致性。質譜法則通過測量微生物特定蛋白質質荷比實現快速、精準的微生物鑒定。此技術在食品加工后期的成品檢驗中尤其重要，能夠快速識別未知或不尋常的微生物污染，可為食品安全提供重要的技術保障。

2.2 提升食品質量監控水平

快速檢測方法在提升食品質量監控水平方面的核心作用體現在其能夠滿足嚴格的食品安全標準要求，通過及時進行微生物檢測，防止不合格產品流入市場。此類方法的應用能夠緊密結合食品行業的安全規范，如危害分析和關鍵控制點（Hazard Analysis Critical Control Point，HACCP）系統和食品安全管理標準ISO 22000，強化了食品安全監控中的每一個關鍵環節。例如，PCR技術基于核酸的擴增，能夠在短時間內檢測出極微量的病原體DNA。肉類加工企業可利用PCR技術進行大腸桿菌O157：H7的檢測，以確保產品在離開工廠前未受到該病原體的污染，極大地降低了食品召回和健康風險[5]。此外，ATP生物發光法通過測量ATP的含量快速評估表面或設備的清潔程度，為HACCP系統中關鍵的衛生控制環節。乳品工廠在日常生產中，可通過定期使用ATP生物發光法監測生產線，及時發現衛生問題，確保生產環境滿足相關標準要求。質譜法可在復雜或未知微生物污染情況下，提供詳細的微生物蛋白質指紋分析，幫助食品生產者快速準確地鑒定出潛在的污染源，從而提升食品質量監控水平，避免在食品銷售后期出現大規模產品召回的問題。

3 快速檢測方法在食品微生物安全中的優勢

3.1 提升檢測效率

快速檢測方法可明顯提升食品微生物安全檢測的效率。此類技術通過減少樣品處理和分析所需要的時間，使得微生物污染的識別和響應更為迅速和高效，有助于食品行業及時發現并處理微生物污染問題，從而有效地預防食品安全事故。PCR技術能夠在數小時內完成特定微生物DNA的檢測，大幅縮短了傳統培養方法所需要的時間。例如，有研究人員使用PCR技術檢測乳制品中的李斯特菌，檢測時間僅為4～5 h，而傳統培養方法可能需要2～

3 d。該技術的應用能夠幫助食品生產企業及時處理微生物污染問題，避免了長時間的產品擱置和潛在的食品召回風險。ATP生物發光法在食品加工和包裝環節的應用中也顯示出了較高的效率，該方法可在

20 min內完成對設備和工作區域的衛生水平評估，與傳統的微生物培養方法相比更加快捷、迅速。基因芯片技術在食品微生物檢測中的應用也大幅提高了檢測效率，該技術通過同時檢測大量微生物特異性基因序列，可在幾小時內完成對食品樣品中復雜微生物群落的全面分析。而質譜法相較于傳統的微生物培養和生化鑒定方式，極大縮短了從樣品準備到結果分析的總體時間，通過測定微生物蛋白質或肽段的質荷比，快速準確地識別和區分微生物種類，避免食品生產企業長時間擱置產品，減少經濟損失，確保最終產品符合食品安全標準。

3.2 可提高檢測靈敏度與準確性

與傳統方法相比，快速檢測技術憑借自身所使用的高靈敏度生物分子識別機制和精確的數據分析手段，能更準確地識別微生物種類和數量，從而降低誤判風險。PCR技術利用特異性引物針對目標微生物的DNA進行擴增，極大提高了檢測的靈敏度，能夠在微生物數量極少的情況下進行準確識別，顯著減少了因樣品中微生物含量低而造成的漏檢現象。在實際應用中，PCR技術已被用于檢測食品樣品中的沙門氏菌，具有檢測時間短、準確性高等優點。ATP生物發光法則通過檢測細胞中三磷酸腺苷來評估微生物活性，該方法能夠快速且準確地反映出食品或設備表面的微生物污染水平，即使是極少量的細菌也能被檢測到。例如，在Coca-Cola公司的生產線上，該方法被用于快速評估設備和表面的衛生狀況，為生產線的即時清潔和消毒提供了依據，確保了飲料的質量安全。基因芯片技術能夠同時監測多種微生物的DNA序列，可實現對樣品中微生物群落的全面分析。此種高通量的檢測方法允許同時識別多種微生物，提高了檢測的覆蓋范圍和準確性，特別適合于復雜樣品的微生物分析。質譜法的高精度則體現在其能夠精確測量微生物的蛋白質或肽段的質荷比，為微生物種類的快速鑒定提供了可靠的數據。且質譜法不受微生物生長條件的影響，能夠直接分析樣品中的微生物，從而減少了傳統培養法中可能出現的誤判和漏判風險。

3.3 可降低檢測成本

快速檢測方法在降低食品微生物檢測成本方面具有顯著優勢。此類方法通過簡化檢測流程和減少對人力資源的需求，有效地降低了整體檢測成本，同時保持了檢測的高效率和準確性。傳統食品微生物檢測方法，如培養法，通常涉及煩瑣的樣品制備步驟、長時間的培養周期和大量的手工操作，檢測過程不僅耗時較長，還需要大量的人力和物力資源，增加了檢測成本。而快速檢測技術如PCR、ATP生物發光法、基因芯片和質譜法等具備自動化或半自動化的特點，減少了對專業技術人員的依賴。例如，PCR技術通過自動化的熱循環過程實現DNA的快速擴增，無須人工持續監控。現代PCR儀器（如QuantStudio? 5 Real-Time PCR System等）通常配備自動化的樣品加載和數據分析功能，減少了手工操作的需求和出錯率，且能在單次運行中處理大量樣品，大幅降低了單位樣品的檢測成本。APT生物發光法通過利用便攜式檢測設備，快速評估樣品的微生物活性，操作簡便，只需要將樣品涂抹在試劑棒上，然后放入設備中即可自動完成檢測。此種方法無須復雜的實驗室設備或高級技術人員操作，顯著降低了人力成本。

4 結語

本文通過深入探討快速檢測方法在食品微生物安全領域的應用，發現快速檢測技術如PCR技術、ATP生物發光法、基因芯片技術和質譜法等因具有高靈敏度和準確性在食品安全管理中發揮著重要作用。此類技術不僅可以提高檢測效率，縮短從樣品制備到出具結果的時間，還可以提高檢測靈敏度和準確性，顯著減少了誤診和漏診的風險。此外，快速檢測方法的應用還有助于降低檢測成本，特別是通過簡化檢測流程和減少人力資源，為食品企業提供了經濟高效的檢測方案。因此，在食品行業中，快速檢測方法具有較高的應用價值，有助于提高食品安全水平，保護消費者健康，從而為食品行業可持續發展做出重要貢獻。

參考文獻

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[4]王林，閆紅瑩.食品安全檢測中微生物檢測技術研究[J].工業微生物，2023，53（3）：25-27.

[5]何青葉.微生物檢測技術在食品安全檢測中的應用[J].中國食品工業，2023（1）：66-67.