微生物檢測技術在食品檢驗中的應用分析

近年來，世界各國發現的食品微生物中毒病例數量逐年增加，已經對人們的健康造成了嚴重的威脅。對此，相關部門需要進一步研發微生物檢測技術，盡可能地防止食品微生物污染。在此背景下，有必要加大食品檢驗力度，合理應用微生物檢測技術，滿足對食品檢驗中微生物檢測日益增長的需求。隨著時間的推移，微生物檢測技術逐步發展，檢測設備越來越先進，檢測技術的靈敏度和特異性越來越高。本文介紹了食品中微生物的危害，探討常用的微生物檢測技術，并分析食品檢驗中微生物檢測技術的新進展。

食品質量和安全是影響人類健康的重要因素，食品中微生物含量超標將直接威脅人們的生命和健康。從各種檢測結果可以發現，食品生產過程中存在許多微生物和細菌污染，傳統的食品檢驗方法難以快速檢測工業食品中的所有微生物，必須對現有技術進行創新和改進，以提高食品檢驗中微生物檢測技術的應用效率和質量。在這種背景下，各種微生物檢測技術不斷涌現，不僅提高了檢測效率，而且提高了食品安全性。

1.食品檢驗與微生物檢測技術概述

食品檢驗是指對可能影響食品品質的化學物質或者生物因素進行定量或者定性檢測，以確保食品的安全。由此可見，食品檢驗對促進食品工業的可持續健康發展具有積極影響，不僅關系到公眾健康，而且與市場監督密切相關。如果食品檢驗過程不規范，將直接影響食品安全。

微生物檢測技術是食品檢驗的重要組成部分，無論是植物性食品還是動物性食品，都可以采用微生物檢測技術進行檢測。在現代食品檢驗領域，微生物檢測技術已成為不可或缺的技術工具。

2.微生物檢測技術在食品檢驗中的重要性

微生物檢測技術在食品檢驗中的應用可以有效預防食物中毒。食源性中毒是指一些有害細菌在食物中繁殖，如果有人吃了有細菌的食物，這些有害細菌就會在宿主體內繁殖，從而引起宿主的腸道疾病，如惡心、胃腹瀉、結腸雜音，導致宿主身體逐漸虛弱，甚至由于細菌代謝產生的廢物，宿主也會出現各種細菌感染。例如，金黃色葡萄球菌代謝引起的中毒會引起頭痛、神經麻痹等與釋放的細菌和毒素種類有關的癥狀，嚴重的食源性中毒會直接導致死亡。可見，微生物檢測是保障食品安全的重要一環，也是評估食品是否具有營養價值的基本方式，對食品工業的健康可持續發展具有積極意義。導致食物變質的微生物有很多，如真菌、細菌、病毒等，細菌引起食物變質的概率相對較高。致病菌和腐敗菌在受污染食品微生物的組成中占有很大比例。腐敗菌實際上并不具有致病性，但腐敗菌在生長發育過程中會分解和破壞食品中的各種成分，并在此基礎上加速食品會的腐敗，使食品中出現一定量的有害物質，最終會對人體健康產生不利影響。由于不同食品中微生物的來源不同，導致食物變質的微生物也不同。比如，人畜共患傳染病中的病原體可以通過肉類食物傳播，其數量有數百種；食物儲存不當導致霉菌極其毒素污染，如柑橘青霉和禾谷鐮刀菌等；生食食品導致的寄生蟲污染，如華支睪吸蟲、弓形蟲病、姜片吸蟲等。微生物檢測包括測量食品檢驗中所含微生物的數量與種類，確定食品原料和食品在生產過程中的微生物污染程度，驗證食品的食用性。食品檢驗包括三個主要方面，分別是樣品收集、樣品制備及樣品檢測。在食品檢驗過程中，檢測人員必須采用微生物檢測技術確保檢測過程合規且有效，避免干擾因素的影響。

3.微生物檢測技術在食品檢驗中的應用

一直以來，有關部門也高度重視食品檢驗中微生物的檢測工作，并通過與第三方檢測機構合作加強國家檢測部門對食品安全的監督，以防止劣質食品流入市場，確保食品安全。其中，食品檢驗中微生物檢測技術的研究對保障食品安全具有重要意義。食品檢驗中的微生物是對人類健康和安全的直接威脅，微生物含量高是限制我國食品出口的主要因素，檢測食品中的微生物已成為食品安全研究的重要環節。傳統檢測技術雖然可以檢測食品中的微生物，但由于樣品準備過程煩瑣、檢測時間長、成本高等，無法快速在現場檢測食品中的微生物。快速檢測技術的發展為現場進行食品檢驗奠定了基礎。

3.1 傳統檢測方法

傳統的檢測方法是基于微生物的形態和培養特征進行檢驗。傳統食品檢驗中微生物檢測技術的檢測類型主要包括常見病原體的檢測、大腸桿菌計數和總菌落計數等，其過程大致如下：培養富集—清洗—鑒定或計數—生化分析。常見的致病菌主要有致病性大腸桿菌、O157型大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、彎曲桿菌、腸炎弧菌等。傳統微生物檢測方法精度高，檢測結果相對可靠，但檢測過程復雜，檢測時間長，制備整理工作煩瑣，操作耗時，檢測涉及大量檢測儀器，不能快速檢測微生物。

3.2 PCR檢測技術的應用

PCR檢測技術以DNA為模板，經過高溫變性、低溫退火、適宜溫度擴展三個步驟，在體外復制擴增特定基因的核酸序列，通過再復制擴增靶邊界。在早期階段，PCR檢測技術主要應用于轉基因和基因克隆領域。隨著該技術的不斷發展和改進，其逐漸被用于檢測食品中的微生物。在食品檢驗中，PCR檢測技術與基因探針的集成應用，可以有效檢測和鑒定食物中微生物的基因鏈特征且技術靈敏度較高。

3.3 生物傳感器技術

生物傳感器技術具有特異性、選擇性、方便性和實時檢測等優點。主要利用生物因素或生物原理來檢測微生物，誘導生物活性物質的物理和化學性質發生變化，利用理化換能器捕獲目標，檢測相關信號，然后通過信號調理器對輸出信號進行傳輸和放大，得出檢測結果。生物傳感器技術可以區分活菌和死菌，但需要很長時間才能得出結果。由此可見，生物活性物質是識別微生物的關鍵要素。在實際應用中，生物傳感器檢測技術能夠更準確地檢測食品中的微生物，但該技術仍處于發展的早期階段，在實際應用過程中還存在一些不完善之處。因此，只能應用于食品安全檢測的某些領域。新思界產業研究中心發布的《2023-2027年中國生物傳感器行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示，當前已有超過80%的食品和藥物管理部門采用了生物傳感器技術進行微生物檢測，我國生物傳感器市場2022年規模達120億元以上，2020-2022年均復合增長率約27.4%。

3.4 酶聯免疫吸附技術

酶聯免疫吸附測定（ELISA）是放射免疫測定和熒光測定的組合。依靠固體載體吸附樣品中的微生物抗體和抗原，然后用熒光材料處理。根據熒光狀態，可以評估樣品中微生物的含量和分布，并確認食品樣品是否符合安全評價標準。酶聯免疫吸附測定法（ELISA）具有靈敏度高、檢測精度高的特點，其能夠高效快速地檢測食品中的微生物。免疫檢測主要是通過將抗體與酶結合起來，然后用顏色標記進行檢測，以檢測物質中的微生物含量，是快速檢測微生物的最常用的化學技術之一。微生物作為抗原，可激發產生抗體，具有高度敏感性和特異性，可以快速檢測食品中的微生物。酶聯免疫吸附測定目前主要分為兩種技術：直接競爭的ELISA和間接競爭的ELISA。間接競爭的RLISA是最常見的抗體檢測技術之一，由于通過酶抗體檢測已與固態相關聯的抗體，因此稱為間接技術。具體操作是將特定抗原與固態相載體結合成抗體復合物；添加酶標記的抗體；將抗體結合到固態復合體中，使抗體被酶間接標記；加入酶反應基質，酶將基質催化成彩色基質，進行定性與定量檢測。

3.5 生物芯片技術

生物芯片技術是用一組由數千萬個核酸分子組成的位點，這些核酸分子固定在硅片或玻璃片等固體載體表面一小塊區域內，形成致密的載體，其過程類似計算機芯片，應用堿基配對的原理與食物中的細菌雜交，根據其在芯片上的集成情況進行分析。由于生物芯片技術的工作原理比較簡單方便，特異性也比較高，因此可以同時檢測出食品中的不同細菌，且檢測結束后會自動按檢測結果排序。與傳統檢測技術相比，該技術存在自動化程度高、操作簡便、靶分子數量多、結果客觀性高等優勢，但對操作人員的技術要求相對較高。

3.6 電阻抗技術

主要根據細菌培養前后培養基電導率的變化來推斷食品的微生物含量。電阻抗檢測技術能夠準確檢測和評價食品檢驗中發現的各種有害微生物，通過介質電導率和電阻的變化計算原始樣品中的細菌數量。該技術的靈敏度高，可以滿足樣品綜合檢測的要求。這是由于微生物培養過程中不斷將電導率差的大分子轉化為導電性強的小分子，從而改變整個介質的電導率，而電阻抗技術就是利用細菌的繁殖和代謝特性來預測微生物的生長和繁殖情況。

4.微生物檢測技術在食品檢驗中的應用措施

4.1 高度重視檢測環境的控制

為了保證食品微生物檢測方案的順利實施，有必要對檢測區域進行嚴格管理，并加強對食品微生物檢測設備的使用。在實踐中，相關部門應建立嚴格的管理制度，并在每次實驗后對食品檢測設備進行嚴格消毒和清潔，每天根據食品衛生要求對檢測儀器進行清洗，確保滅菌器、恒溫干燥柜、冷凍柜、器皿、培養箱等微生物檢測儀器的正常運行，從而為保證微生物檢測結果的科學性準確奠定基礎。在進行微生物檢測時，檢測人員應規范著裝，確保檢測前后保持檢測環境清潔，通過環境管理提高食品微生物檢測質量。

4.2 加強樣品前處理操作

正確的樣品采集和處理對提高微生物檢測質量至關重要。樣品需在無菌條件下采集并妥善保存，以避免交叉污染和微生物的過度繁殖或死亡，這些都可能影響檢測結果的準確性。第一，樣品取樣部位。在樣品前處理的實際操作中，首先應該遵循的基本原則是取樣品的可食部分進行前處理并檢驗。比如，針對排骨樣品要取其中的肉，花生或核桃等堅果類的樣品應該取果仁部分等。同時，應該考慮消費者在食用這類食品時的一些常見習慣，判斷這類習慣是否會導致消費者食入非可食部分的微生物。比如，同屬于堅果類樣品，花生、核桃等樣品需要去殼取果仁部分進行檢測，而瓜子一般情況下是帶殼進行前處理的。此外，應考慮前處理過程中樣品處理的復雜程度和引入污染的風險程度。比如，核桃和花生等樣品比較大，去殼過程比較簡單便捷，而瓜子顆粒比較小，去殼檢測的難度也比較大，在操作過程中也更容易造成樣品污染。第二，樣品取樣量。目前食品微生物樣品的檢驗通常需要遵循二級采樣法或三級采樣法，每個檢驗項目一般需要25g或25mL的樣品。因此，檢測人員在取樣過程中應該考慮到取樣量的問題。特別是對于含有非可食部分的樣品，應確保用于檢驗的可食部分的樣品含量充足，以保證每份樣品都能在前處理過程中得到足夠的樣品進行檢驗。在實際工作中，如果某種產品的單個包裝的樣品凈含量少于25g，就需要計算好樣品數量。比如，某種產品單個包裝的凈含量為20g，不足25g，如果需要對該產品進行菌落總數檢測，且需要遵循三級采樣法檢測菌落總數（n=5），就需要將兩個獨立包裝的產品視作一份樣品，共計采樣10個單獨包裝，分作5份樣品。第三，樣品前處理操作。無菌操作是微生物檢驗全程都需要注意的重要事項，尤其是在樣品的前處理階段。由于樣品通常保存在非無菌環境中，因此樣品的外包裝一般也不是無菌狀態，打開樣品包裝的過程比較容易污染樣品。在打開包裝前，使用75%的酒精對樣品表面進行全面消毒是最常用的方法，同時開包裝用的工具（比如，剪碎或搗碎樣品的剪刀、搗碎機及取樣用的鑷子、取樣勺等）均需進行滅菌處理。

4.3 嚴格按照檢測流程開展工作

在推進食用微生物檢測質量管理的工作中，檢測人員應嚴格遵守檢測流程。根據待測的水果、蔬菜、肉類等產品制訂微生物檢測控制流程，包括樣品采集和培養基的制備以及檢驗員的培訓。在檢測過程中，技術人員必須詳細記錄食品檢驗各個環節的操作程序，確保所有操作程序符合微生物檢驗過程的規范。特別是在進行檢測某些特定食品和產品的無菌性實驗時，必須嚴格按照有關規定和制度記錄檢驗過程。

4.4 提高檢測人員專業水平

應高度重視檢驗技術人員的培養、管理和培訓，不斷提高檢驗技術人員的專業素質，為提高食品檢驗質量提供有力的人才保障。檢驗機構可根據設施的使用條件和微生物檢測過程操作的技術要求開展專項業務培訓，定期組織食品檢驗員開展業務知識交流活動以及舉辦專業知識競賽等活動，指導和激勵食品微生物檢驗員充分利用互聯網提升專業技能。通過教育和培訓，可以不斷提高食品檢驗員的專業水平。

結語

食品中的微生物可能對人類健康造成各種危害，嚴重影響人類生命安全，這會對我國食品安全可持續發展產生負面影響。在此背景下，近年來，我國食品檢驗中微生物檢測技術不斷完善，如生物傳感器技術、生物芯片技術和電阻抗等技術得到廣泛應用，有效解決了我國的食品安全問題，確保了社會的長期穩定。