微生物檢測技術在食品安全中的應用探析

◎ 楊 靜

（陜西省產品質量監督檢驗研究院，陜西 西安 710048）

近幾年，我國食品安全問題較為嚴重，有部分食品在制作過程中，存在添加劑過量添加的問題，對人們的身體健康造成了一定威脅。食品安全檢測中使用的微生物檢測技術，是一種對食品中微生物進行定性分析和定量檢測的技術，也是判斷食品質量、品質的關鍵性技術。本文對微生物技術類型進行詳細論述，并簡單介紹了微生物檢測技術應用時的注意事項，以供參考。

1 微生物檢測技術類型

在食品安全中，微生物檢測技術不僅可以判斷食品中微生物含量是否超標，還能對微生物進行定性分析，判斷該食品是否達到國家指定的安全標準。

1.1 基因芯片技術

基因芯片技術以縮微技術為核心，是以基因連鎖、限制性長度的多態性及連鎖不平衡等基因定位方法為基礎，以同源DNA 分子雜交為基本工作原理而設計的專業檢測方法。檢測人員需要在食物中提取對應樣本，并對食物樣本的核酸片段進行標識。在特定條件下，互補的核酸片段會直接與載體上的核酸片段雜交，再使用專業的芯片儀器檢測雜交信號，便可以得到食物樣本中目標檢測成分的相關信息。該項檢測技術可以在短時間內同時檢測不同類別的食品，效率極高，且檢測內容全面，通常僅需一次檢測，便可以分析出食物中目標成分的基因構造[1]，而且檢測過程僅需幾小時便可完成，實用價值極高。但由于基因芯片的應用成本較高，目前尚未得到相對廣泛的普及。

1.2 核酸型探針技術

核酸型探針技術的應用原理是讓一段核酸序列與目的基因結合，并完成分子雜交，在雜交過程中會生成雜交信號，便可以實現以展示食物中目的基因的目的。所以，核酸型探針技術選用的核酸序列要有檢測標記，與目的基因互補，還要保證這一段核酸序列的順序是已知的。核酸型探針技術的應用不僅可以快速準確地檢測食品中的污染物，還可以追蹤食品來源、驗證產品的真實性和品質。目前，在食品檢測中，核酸型探針技術的應用包括非放射性標記與放射性標記兩種。

（1）非放射性標記。非放射性標記的核酸型探針技術主要包括熒光標記和化學標記。熒光標記的探針使用熒光染料標記，當探針與目標序列結合時，產生的熒光信號可以通過熒光儀器進行檢測和分析。化學標記的探針則通過化學反應與目標序列結合，形成特定的化學物質，再通過色譜或質譜等技術進行檢測，這些非放射性標記的核酸型探針技術具有靈敏度高、特異性強、操作簡便等優點，已被廣泛應用于食品安全檢測領域。

（2）放射性標記。放射性標記的核酸型探針技術則利用放射性同位素標記探針，通過放射性測量儀器進行檢測。盡管放射性標記具有極高的靈敏度，但由于輻射危害和環境污染的風險，其應用受到限制，所以在食品檢測中非放射性標記的核酸型探針技術更為常用。

1.3 酶聯免疫技術

酶聯免疫技術是一種常用于微生物檢測的分析方法，其在食品安全領域發揮著重要作用，該技術基于抗原與抗體的特異性結合原理，通過酶標記的抗體與待檢測微生物相互作用，實現對微生物的快速準確檢測。酶聯免疫技術主要包括酶聯免疫吸附試驗（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA） 和免疫印跡兩種常見形式。ELISA 是一種定性和定量分析微生物的方法，通過將待檢測樣品與特異性抗體預包被在微孔板上，再加入酶標記的二抗進行反應，如果待檢測樣品中存在目標微生物，酶標記的二抗會與其結合，形成復合物[2]。通過加入底物，酶催化反應產生可測量的顏色變化，從而判斷樣品中是否存在目標微生物。而免疫印跡則是一種通過檢測目標微生物特異性蛋白質的方法。現階段，酶聯免疫技術在食品安全中的應用非常廣泛，其可以用于檢測食品中的各類病原微生物，如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等常見致病菌，并且酶聯免疫技術還可以用于檢測食品中的食源性病毒，如諾如病毒、輪狀病毒等。

1.4 聚合酶鏈式反應技術

聚合酶鏈式反應技術是基于DNA 片段擴增的分子技術之一。該技術充分結合了菌體內部分基因保守性較高這一特征，并在此基礎上采用了對保守序列擴增的方式，完成對菌體的檢測工作。該技術的目標特異性較強，在檢測中靈敏度高，準確度高，且操作簡便、檢測速度較快。在國內的微生物檢測中，尤其是如乳制品酵母菌、乳酸菌以及雙歧桿菌的檢驗中取得了不錯的成績。另外，聚合酶鏈式反應技術在部分致病菌檢驗，如金黃色葡萄球菌、單核細胞李斯特菌等致病菌的檢驗中也體現出了極強的優勢[3]。因此，該項技術常用于食源性致病菌的快速定量檢測工作中。在聚合酶鏈式反應法的基礎上，引入其他新型技術，還可以生成一系列的衍生技術。例如，實時熒光聚合酶鏈式反應技術，體現出了更高的自動化程度及特異性能，且實驗樣本不會輕易受污染。

1.5 螺旋接種法

螺旋接種法主要用于檢測食品樣品中的微生物菌落總數和菌落型，該方法的基本原理是將待檢測的食品樣品均勻涂布在含有培養基的瓊脂平板上，通過螺旋狀的運動使樣品均勻分布在瓊脂平板表面，然后對瓊脂平板進行培養。利用微生物在培養基上生長形成可見的菌落，通過計數菌落數量和觀察菌落形態，可以對食品樣品中的微生物進行定量和初步鑒定。螺旋接種法具有許多優勢。①該方法操作簡單，不需要復雜的設備和技術，適用于實驗室和現場的微生物檢測。②螺旋接種法具有較高的靈敏度和快速性，能夠在短時間內獲得微生物菌落的數量信息，為食品安全管理提供了可靠的數據支持[4]。

1.6 生物傳感器技術

生物傳感器具有接收器與轉換器的功能，對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號從而實現檢測。生物傳感器技術目前可以大致分為細胞傳感器、酶傳感器、免疫傳感器與組織傳感器等。在實踐應用的過程中，生物傳感器技術具有許多顯著的優勢，使其在食品安全檢測中備受關注。①生物傳感器技術具有高靈敏度和高選擇性，能夠在微生物極低濃度下進行檢測，并且可以區分不同種類的微生物，這使得生物傳感器技術能夠快速準確地檢測食品樣品中的微生物污染，為食品安全管理提供及時的預警和參考。②生物傳感器技術具有快速響應和實時監測的特點，可以在短時間內完成微生物的檢測和分析。相比傳統的培養方法或PCR 等，分子生物傳感器技術還具有便攜性和實時監測的特點，使其在食品安全管理中的應用更加靈活和便捷[5]。生物傳感器可以設計成便攜式的設備，能夠在現場進行快速檢測，實現即時監測和反饋，這對于食品生產現場、餐飲業、進口監管等場景非常有益，可以及時發現和控制微生物污染，減少食品安全風險。

1.7 光學傳感器技術

光學傳感器技術基于光學原理和傳感器器件，利用光的特性來實現對微生物的檢測和分析。該技術操作簡便、成本較低、耗時較短，是一種快速微生物檢測技術。在實踐應用中，工作人員需提前在培養基內添加對應的指示劑，微生物在代謝后形成的特異性產物會與指示劑發生變色反應。此時，再使用光學檢測劑，對顏色變化情況進行檢測、分析與統計，便可得出食品中的微生物性質及其數量。光學傳感器技術在食品安全中的應用原理主要包括兩個方面，即基于生物分子識別和基于光學特性變化。基于生物分子識別的光學傳感器技術利用生物分子（如抗體、DNA 等）與目標微生物之間的特異性相互作用，實現對微生物的高靈敏度和高選擇性檢測。而基于光學特性變化的光學傳感器技術則是通過測量微生物引起的光學信號變化，如吸收光譜、熒光光譜等，來間接識別和定量微生物的存在。

1.8 電阻電導檢測技術

大分子導電率較低，將結構復雜的大分子降解，生成導電率較高的小分子后，使用電阻電導檢測技術分析培養液的導電率，便可得出其中各項微生物細菌的特征。通過繪制阻抗曲線，對曲線進行分析與合理推斷后，便可得出食物中的微生物性質與微生物含量。該技術的應用成本較低、檢測效率較高，除了可以判斷食品中微生物含量以外，還能夠分析出微生物的代謝速率，進而判斷食品保質期，在食品安全中的應用價值較高，適合大范圍推廣。①電阻電導檢測技術具備快速性和實時性的優勢。電阻電導檢測技術可以在短時間內完成檢測過程，無須復雜的前處理步驟，使得其在食品生產線上的應用非常便捷，可以實現對大量樣品的快速檢測和分析。②電阻電導檢測技術具有較高的敏感性和特異性。電阻電導檢測技術可以靈敏地檢測和測量微生物引起的電導率或電阻變化，從而實現對微生物的高靈敏度檢測。以大腸桿菌為例，其是一種常見的食品安全指示菌，傳統的大腸桿菌檢測方法需要長時間的培養步驟，并且需要進行復雜的生化測試。而采用電阻電導檢測技術，操作步驟相對簡單，通過測量樣品中電導率的變化，可以快速判斷樣品中是否存在大腸桿菌，并且可以根據電導率的變化量來估計大腸桿菌的數量。

2 微生物檢測技術應用時的注意事項

微生物檢測技術在食品安全中的應用具有重要的意義，可以確保食品的質量和安全。微生物檢測技術對實驗樣本的要求較高，且檢測技術的檢測可信度受外界環境因素影響較為嚴重，在檢測時，很有可能會受個別顯性要素或隱性要素干擾，影響檢測數據的精準度。同時，國內的食品微生物檢測質量存在一定差異，源于不同區域的食品安全檢測部門標準不一致。因而，提高微生物檢測標準，規范各地區食品安全檢測指標，統一微生物檢測技術的應用標準，是提高微生物檢測技術應用效果的有效舉措。所以，在應用微生物檢測技術時，應通過科學、合理的效果評價，對整個檢測流程進行分析，以此排除檢測過程中各種潛在要素對檢測結果的干擾。此外，實驗室操作的嚴謹性和規范性也是微生物檢測中的關鍵。在進行實驗室操作時，需要遵循嚴格的操作規程和標準操作程序，確保操作的一致性和可重復性。實驗室環境的清潔和消毒也十分重要。通過采取一系列的措施，如備好試劑和培養基、準確稱量、做好實驗器皿的潔凈和消毒等，以確保實驗結果的準確性。

3 結語

食品安全問題關乎民生，各部門檢測人員都需加大對食品安全管理的重視程度。而現階段，微生物檢測技術能夠在極短時間內，快速、準確地測量出食品中是否含有有害微生物，可以為食品安全管理提供有效保障。值得注意的是，在使用微生物檢測技術檢測食品時，針對不同的食品類別應選擇與之對應的檢測技術，這樣才能保障食品檢測的合規性、合理性，進一步提高工作效率，并為其制定科學、合理的效果評價體系，排除檢測時面臨的干擾，使微生物檢測技術發揮出其核心作用，為食品安全貢獻力量。