新技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用

摘 要：近年來，新技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用日益廣泛，不僅提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度，還為食品安全提供了可靠的保障。因此，相關(guān)部門應(yīng)重視新技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的重要作用，應(yīng)用基因檢測(cè)技術(shù)、生物傳感技術(shù)、免疫學(xué)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)以及高光譜圖像技術(shù)等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中微生物的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)，以此保障食品安全。

關(guān)鍵詞：食品微生物；檢驗(yàn)檢測(cè)；應(yīng)用

Application of New Technologies in Food Microbial Inspection and Testing

Abstract： In recent years， new technologies have been widely used in food microbial inspection and testing， which not only improves the accuracy and sensitivity of detection， but also provides a reliable guarantee for food safety. Therefore， relevant departments should pay attention to the important role of new technologies in the inspection and testing of food microorganisms， and apply new technologies such as gene detection technology， biosensing technology， immunological inspection and detection technology and hyperspectral image technology to achieve rapid and accurate detection of microorganisms in food， so as to ensure food safety.

Keywords： food microbiology; inspection and testing; application

隨著科技的飛速發(fā)展，食品安全問題日益受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)作為保障食品安全的重要環(huán)節(jié)，正不斷迎來新技術(shù)的應(yīng)用與革新。傳統(tǒng)的微生物檢驗(yàn)方法雖然具有一定的準(zhǔn)確性，但存在耗時(shí)長(zhǎng)、操作煩瑣、易受外界環(huán)境影響等缺點(diǎn)[1]。而新技術(shù)的引入，顯著提高了檢驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性，為食品安全提供了更可靠的保障。

1 食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)的相關(guān)概述

1.1 食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)的內(nèi)容

食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)是保障食品安全的重要環(huán)節(jié)，其內(nèi)容廣泛，主要包括細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群、致病菌、霉菌與酵母菌以及病毒等的檢測(cè)。通過計(jì)數(shù)食品中的細(xì)菌總數(shù)，可以初步評(píng)估食品的衛(wèi)生狀況，這與食品的新鮮度和保存條件密切相關(guān)。大腸菌群主要包括埃希菌屬、沙門菌屬等，這些細(xì)菌主要存在于人、畜的腸道內(nèi)，因此可以作為判斷食品是否受到糞便污染的重要指標(biāo)。此外，霉菌和酵母菌的檢測(cè)同樣重要，能夠確保食品的質(zhì)量和安全，防止食品變質(zhì)和產(chǎn)生毒素，從而保障人體健康[2]。病毒如諾如病毒、輪狀病毒等也可能通過食品傳播，因此病毒檢測(cè)也必不可少。

1.2 食品中微生物的特性

微生物具有繁殖能力強(qiáng)、生命周期短、對(duì)溫度較為敏感等特性，這些特性使得食品在加工后極易受到微生物的污染。因此，食品經(jīng)過加工后應(yīng)立即進(jìn)行微生物指標(biāo)檢測(cè)。此外，微生物在食品中分布密集，且不均一，即使在同一批次的食品中，也可能存在部分食品受到嚴(yán)重污染而部分食品相對(duì)安全的情況。這種不均勻的污染模式使得食品安全檢測(cè)和控制變得更加困難。微生物種類繁多，主要包括細(xì)菌、真菌、病毒、原生動(dòng)物和藻類等，它們形態(tài)各異，形成了一個(gè)龐大的生物類群。

2 新技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 基因檢測(cè)技術(shù)

基因檢測(cè)技術(shù)是目前較為先進(jìn)和準(zhǔn)確的檢測(cè)手段之一。對(duì)食品中微生物的基因進(jìn)行檢測(cè)，可以確定其種類和數(shù)量，從而準(zhǔn)確判斷食品的微生物污染程度。與傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法相比，基因檢測(cè)技術(shù)具有更高的準(zhǔn)確性和靈敏度，能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出微生物的存在。常見的基因檢測(cè)技術(shù)包括以下幾種。①聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）。PCR技術(shù)是一種基于DNA復(fù)制的分子生物學(xué)技術(shù)，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)食品中的微生物進(jìn)行快速檢測(cè)。由于其具有準(zhǔn)確性和實(shí)用性的特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于細(xì)菌、酵母菌、放線菌等的檢驗(yàn)檢測(cè)。②多重PCR檢測(cè)技術(shù)。與常規(guī)PCR檢測(cè)技術(shù)相比，該技術(shù)具有可插入大量引物的優(yōu)點(diǎn)，在各種引物的組合中，可產(chǎn)生各種DNA片段。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、快速等優(yōu)點(diǎn)，在臨床上已得到很好的應(yīng)用，但受到環(huán)境條件的制約，其靈敏度往往較低[3]。③核酸探針檢測(cè)技術(shù)。核酸探針檢測(cè)技術(shù)則是根據(jù)堿基配對(duì)的原理，將已知序列的DNA或RNA片段標(biāo)記后作為探針，與待測(cè)樣品中的DNA或RNA進(jìn)行雜交，通過檢測(cè)雜交信號(hào)來判斷微生物的種類和數(shù)量。這種技術(shù)操作簡(jiǎn)便、靈敏度高，是食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的有力工具。

2.2 電阻抗法檢測(cè)技術(shù)

電阻抗法檢測(cè)技術(shù)是一種基于微生物在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)導(dǎo)致培養(yǎng)基阻抗變化的原理來進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，主要用于嗜熱鏈球菌、沙門氏菌以及大腸桿菌等的檢測(cè)。其基本原理是細(xì)菌在培養(yǎng)基內(nèi)生長(zhǎng)過程中，會(huì)將培養(yǎng)基中的惰性物質(zhì)代謝為具有電活性的小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠增加培養(yǎng)基的導(dǎo)電性，從而使培養(yǎng)基的阻抗產(chǎn)生變化。電阻抗法檢測(cè)技術(shù)正是利用這一原理，通過監(jiān)測(cè)培養(yǎng)基的電阻抗變化來反映細(xì)菌的生長(zhǎng)特性，從而檢測(cè)出相應(yīng)的細(xì)菌[4]。該技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用較為廣泛，如檢測(cè)食品中的菌落總數(shù)。菌落總數(shù)是衡量食品微生物污染程度的重要指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的菌落總數(shù)檢測(cè)方法通常耗時(shí)較長(zhǎng)，而電阻抗法則能顯著縮短檢測(cè)時(shí)間。將食品樣品接種到含有特定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基中，利用電阻抗法監(jiān)測(cè)培養(yǎng)基電阻抗的變化，可以快速得到樣品中的菌落總數(shù)。這種方法特別適用于貨架期較短的食品，如乳制品、肉類和魚類等。

2.3 生物傳感技術(shù)

生物傳感技術(shù)是近年來興起的一項(xiàng)新的食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)方法，其更多地被認(rèn)為是一種儀器，而非一種技術(shù)?；緳z測(cè)原理是將酶、抗體、抗原、DNA等經(jīng)特定方式作用于待測(cè)物上，從而生成光、熱等相應(yīng)信號(hào)，再經(jīng)信號(hào)變換器傳遞、放大、輸出，從而得到相應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)[5]。生物傳感技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、快速、高特異性和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有穩(wěn)定性差、使用壽命短等不足。當(dāng)前，食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)工作中，生物傳感技術(shù)的應(yīng)用有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥殘留成分的快速、準(zhǔn)確分析，對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

2.4 免疫學(xué)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

在眾多的食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)方法中，免疫學(xué)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)具有不可忽視的作用。免疫學(xué)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)效果在很大程度上依賴于食品中的微生物產(chǎn)生的各種特殊基因，其通過利用抗原與抗體的特定反應(yīng)，結(jié)合先進(jìn)的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，即可完成對(duì)目標(biāo)微生物的檢測(cè)。在免疫學(xué)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)中，以免疫磁性球法為代表的技術(shù)一直備受關(guān)注。該技術(shù)既有自身的免疫學(xué)特性，又具備固化物特性，二者結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中微生物的快捷、精確檢驗(yàn)。此外，免疫熒光技術(shù)也是一種重要的免疫學(xué)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)。免疫熒光技術(shù)利用熒光色素標(biāo)記抗原或抗體，通過熒光顯微鏡觀察抗原抗體結(jié)合后產(chǎn)生的熒光信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的檢測(cè)。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、結(jié)果直觀、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，常用于檢測(cè)食品中的病原菌，如大腸桿菌、沙門氏菌等。通過熒光顯微鏡觀察，可以準(zhǔn)確地判斷食品中是否存在目標(biāo)微生物。

2.5 生物芯片技術(shù)

生物芯片技術(shù)是一種適用于食品微生物檢驗(yàn)的高新檢測(cè)技術(shù)，起源于20世紀(jì)90年代，是一種集分子生物技術(shù)、免疫學(xué)、計(jì)算機(jī)和微加工技術(shù)等于一體的微量分析技術(shù)。其原理是通過縮微技術(shù)，將多種生物大分子以特定的方式結(jié)合在一起，形成密集的2D分子排列，然后將其與靶分子進(jìn)行混合，通過相應(yīng)的檢測(cè)裝置對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分子的定量檢測(cè)。這種方法由于采用硅材料作為固態(tài)載體，制作工藝類似于電腦芯片，因而被稱為“生物芯片”。根據(jù)所用生物材料的特性在芯片上進(jìn)行封裝，可以分為基因芯片、多糖芯片、蛋白質(zhì)芯片和神經(jīng)細(xì)胞芯片等。其中，生物芯片具有簡(jiǎn)便、高效、快速和自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)，可以用于檢測(cè)食品中微生物的耐藥性基因，為食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和抗生素使用策略的制定提供科學(xué)依據(jù)。微流控芯片作為生物芯片技術(shù)的一種重要分支，以其高通量、高效率、易操作的特點(diǎn)，在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。微流控芯片通過集成采樣、預(yù)處理、分離富集、反應(yīng)和檢測(cè)等多個(gè)操作單元于一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)了樣品的高通量分析。在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中，微流控芯片可以用于檢測(cè)多種食源性致病菌，如霍亂弧菌、沙門氏菌、志賀氏菌等。通過設(shè)計(jì)特定的反應(yīng)池，微流控芯片可以在短時(shí)間內(nèi)完成樣品的預(yù)處理、擴(kuò)增和檢測(cè)等步驟，大大提高檢測(cè)效率。

2.6 高光譜圖像技術(shù)

高光譜成像技術(shù)是一種通過采集物體在連續(xù)、窄波段范圍內(nèi)的光譜信息，并結(jié)合其二維幾何空間信息，形成高光譜分辨率圖像的技術(shù)。在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中，高光譜成像技術(shù)主要通過分析食品樣品的光譜信息差異來識(shí)別微生物的存在和種類。微生物在光譜上具有特定的吸收、反射和散射特性，這些特性與其種類、數(shù)量及生理狀態(tài)密切相關(guān)。利用高光譜成像技術(shù)，可以獲取食品樣品在不同波長(zhǎng)下的光譜曲線，并通過對(duì)比分析，識(shí)別出微生物的特征光譜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的精確檢測(cè)。以肉類食品為例，肉類是微生物污染的高風(fēng)險(xiǎn)食品之一。傳統(tǒng)檢測(cè)方法往往需要對(duì)樣品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)和觀察，而高光譜成像技術(shù)則可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)肉類樣品中微生物的快速檢測(cè)。對(duì)肉類樣品進(jìn)行高光譜掃描，可以獲取其表面的光譜信息，并通過與已知微生物的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，快速識(shí)別出樣品中是否存在微生物污染以及污染的種類。

3 新技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用展望

3.1 人工智能技術(shù)的深度融合與應(yīng)用

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展為食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)帶來了前所未有的機(jī)遇。未來，人工智能技術(shù)將與食品微生物檢測(cè)技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)更高效、更智能的檢測(cè)與管理。利用搭載人工智能系統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采樣、自動(dòng)化檢測(cè)、自動(dòng)化數(shù)據(jù)分析等，大大提高檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。此外，人工智能技術(shù)還將為食品安全監(jiān)管提供智能化支持，通過數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)采取措施，確保食品安全。

3.2 多模態(tài)檢測(cè)技術(shù)的融合與創(chuàng)新

多模態(tài)檢測(cè)技術(shù)是指將多種檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中微生物的全面檢測(cè)。未來，隨著各種新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，多模態(tài)檢測(cè)技術(shù)將得到進(jìn)一步發(fā)展。通過結(jié)合基因檢測(cè)技術(shù)、生物傳感技術(shù)、光譜技術(shù)等多種手段，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中微生物的全方位、多層次檢測(cè)，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，多模態(tài)檢測(cè)技術(shù)還將與人工智能技術(shù)相結(jié)合，通過大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)智能決策，為食品安全監(jiān)管提供更加科學(xué)、有效的支持。

4 結(jié)語

綜上所述，新技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用，為食品安全提供了更可靠、更高效的保障。相關(guān)部門應(yīng)重視食品微生物檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，提高各監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)的規(guī)范性，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高層次人才，以此提高新技術(shù)的檢測(cè)性能。未來，人工智能技術(shù)等將與食品微生物檢測(cè)技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)更高效、更智能的檢測(cè)，為食品安全監(jiān)管提供更加科學(xué)、有效的支持。

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