現(xiàn)代食品微生物常用儀器檢測方法研究進(jìn)展

崔思穎

摘 要：人們生活水平不斷提升，與人類健康息息相關(guān)的食品安全問題受到日益重視，公眾對食品質(zhì)量的監(jiān)管和控制也寄予了更多的期望和提出更高的要求。檢測方法和技術(shù)水平對于食品質(zhì)量是否能得到有效的控制至關(guān)重要。本文主要結(jié)合目前常用的幾種主要的食品微生物儀器檢測方法的特點，從宏觀角度分析現(xiàn)代食品微生物常用儀器檢測方法的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：食品；微生物檢測；儀器；進(jìn)展

食品的質(zhì)量與人類的健康息息相關(guān)。近年來，不斷有重大的食品安全事件進(jìn)入公眾的視線范圍，從而使食品安全問題愈發(fā)受到人們的關(guān)注。在導(dǎo)致食品出現(xiàn)安全問題的各種因素中，由于病原微生物繁殖導(dǎo)致食品變質(zhì)的情況占了很大比例，該情況有可能引起食用者出現(xiàn)腹瀉、嘔吐等中毒癥狀，更有甚者會危及生命，因此，研究食品微生物檢測技術(shù)，從縮短檢測時間和提高準(zhǔn)確度等方面著眼，提升檢測水平，通過嚴(yán)格把控在生產(chǎn)、加工等每一環(huán)的食品質(zhì)量，將具有重要意義。

1. 傳統(tǒng)微生物檢測方法特點

傳統(tǒng)的微生物檢測方法主要包括形態(tài)學(xué)、生理生化等方法。其中形態(tài)學(xué)是分類鑒定的基礎(chǔ)，通過對微生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)和染色陽性/陰性等分析，初步確定后續(xù)鑒定的方向；生理生化反應(yīng)則是根據(jù)細(xì)菌等微生物體內(nèi)不同的酶體系利用不同底物和產(chǎn)生特有產(chǎn)物的特點作為鑒定依據(jù)，常見的生化反應(yīng)包括糖酵解、IMVIC（吲哚試驗）等。該類方法雖然準(zhǔn)確度和公信度比較高，然而，缺點也十分明顯，主要有操作步驟繁多、檢測周期長、后續(xù)工作繁瑣，因而需要耗費(fèi)大量人力物力，效率較低。

2. 現(xiàn)代微生物常見儀器檢測方法

2.1 流式細(xì)胞儀

流式細(xì)胞儀技術(shù)在70年代得到大力發(fā)展，其主要通過對細(xì)胞等粒子的生理生化特性進(jìn)行相關(guān)檢測，對該細(xì)胞的形態(tài)、分子生物學(xué)和免疫學(xué)方面的檢測結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，根據(jù)儀器檢測到的熒光值，鑒定分類。目前，F(xiàn)CM在檢測速度和檢測精度上都實現(xiàn)了重大突破，檢測時間縮短到10分鐘可出結(jié)果，檢測精度達(dá)到pg級。

2.2 ATP生物熒光檢測儀

ATP三磷酸腺苷作為生物體內(nèi)組織細(xì)胞進(jìn)行所有生命活動的能量直接來源，幾乎在所有的活生物體中都能找得到；然而，其會在生物體死亡兩小時后降解。根據(jù)上述反應(yīng)現(xiàn)象，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)在ATP作用下，熒光素酶氧化D-熒光素，在反應(yīng)中激發(fā)熒光，并研究出反應(yīng)所發(fā)出的熒光強(qiáng)度與ATP濃度呈一定的線性關(guān)系（一定的濃度范圍內(nèi)），因而通過實現(xiàn)該反應(yīng)，結(jié)合光度計的使用，可以由所測得的熒光強(qiáng)度反應(yīng)出檢測對象中的ATP含量，再根據(jù)ATP在活生物體中恒量存在的特性，求得活菌數(shù)等。目前，市場中常見的熒光檢測儀主要有手持式和臺式，前者體積輕巧、使用方便，但靈敏度較低；后者靈敏度高，但不適合現(xiàn)場檢測，在使用場地方面有明顯的局限性。

2.3 全自動微生物檢測儀

微生物培養(yǎng)生長時，由于分解利用了培養(yǎng)基中的C源——碳水化合物、N源——蛋白質(zhì)等，原本是等電惰性底物；在經(jīng)微生物分解利用后，轉(zhuǎn)化為乳酸等小分子物質(zhì)，使得培養(yǎng)基阻抗減低。根據(jù)該反應(yīng)原理，可通過測得電導(dǎo)性變化與微生物數(shù)量的關(guān)系，從而求得微生物含量。該種方法的檢測速度和靈敏度將與培養(yǎng)基的污染程度呈正相關(guān)關(guān)系。例如，針對大腸菌群的檢測，將可在24小時內(nèi)完成。

2.4 近紅外光譜儀

近紅外光譜分析技術(shù)是近年才得到廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展的一種分析技術(shù)。其基本原理是利用波長介乎可見光和中紅外光之間波段的電磁波（波長范圍780nm ～ 2526 nm，波數(shù)范圍12829 ～ 3959 cm -1）。近紅外光譜儀測量的主要是含氫基團(tuán)振動倍頻和合頻吸收，可對有機(jī)物進(jìn)行相應(yīng)的定性和定量分析。

目前，該領(lǐng)域的科研人員研究將近紅外光譜分析技術(shù)應(yīng)用于微生物領(lǐng)域的主要方向包括：對常見細(xì)菌等進(jìn)行分類鑒定，其主要是通過微生物體細(xì)胞對中紅外光區(qū)和近紅外光區(qū)的吸收圖譜進(jìn)行分析。盡管科研人員對近紅外光譜分析技術(shù)的研究水平買上了一個新臺階，能夠?qū)崿F(xiàn)的檢測細(xì)胞中大分子物質(zhì)，然而，近紅外光對于細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的影響作用至今仍未有較有公信力的研究結(jié)果，是科研人員需要繼續(xù)深入研究的一個重要方向。

2.5 色譜檢測

色譜檢測技術(shù)是目前較多應(yīng)用于化學(xué)檢測領(lǐng)域的一項分析檢測技術(shù)。其檢測原理是：首先將細(xì)胞以酸解、甲醇分解等方式進(jìn)行前處理，將分解后得到的化學(xué)物質(zhì)經(jīng)過氣相色譜、液相色譜等檢測儀器，通過分析不同的特征峰得到色譜圖，比對主要的特征峰，以較穩(wěn)定存在的特征峰作為判斷的依據(jù)，進(jìn)行鑒定。目前，該項技術(shù)較多用于細(xì)菌、酵母菌等的鑒定。

3.1 其他常見檢測方法

3.1.1 基因芯片方法

基因芯片是將通過在芯片表面點上寡核苷酸，以PCR擴(kuò)增DNA，通過熒光探針與前述寡核苷酸雜交，掃描分析熒光探針分布，以確定目標(biāo)微生物的存在。目前，應(yīng)用基因芯片分析較成熟的分析對象包括常見病原細(xì)菌、真菌、病毒和衣原體等。操作較簡便

3.1.2 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器主要包括兩大組成部分——識別元件、理化換能器和信號放大裝置。其分類包括：酶生物傳感器（enzyme biosensor）、微生物傳感器（micro biosensor）、DNA生物傳感器（DNA biosensor）和免疫生物傳感器（immune biosensor）。目前，在食品微生物檢測中，主要將該項技術(shù)應(yīng)用于常見微生物，如大腸菌群、酵母菌和卡介菌苗等的檢測。

3.1.3 免疫分析檢測方法

免疫分析主要是利用抗原抗體特異性反應(yīng)原理建立起來的一套檢測分析體系。其中酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）就是將抗原抗體的免疫反應(yīng)聯(lián)合酶催化作用，對食品中常見致病菌如軍團(tuán)菌、大腸桿菌等進(jìn)行檢測。該方法檢測靈敏度高，特異性也較好。是目前較常用的一種檢測方法。

結(jié)論和展望

食品安全對于人類健康意義重大。現(xiàn)代儀器檢測方法與傳統(tǒng)培養(yǎng)法相比，其共同具備的優(yōu)點是明顯的，主要有：檢測周期縮短、節(jié)省更多的人力物力，實現(xiàn)了效率的提升。例如，ATP熒光檢測技術(shù)一般十幾秒就能完成，而且檢測準(zhǔn)確度和傳統(tǒng)方法相近，而靈敏度更高。對于色譜分析技術(shù)而言，主要是通過比對較穩(wěn)定存在的少數(shù)特征峰的色譜圖，鑒定所檢測微生物的種類。有科研人員進(jìn)行過相關(guān)的研究分析，稱目前對于檢測較成熟的常見細(xì)菌、酵母菌等而言，分析結(jié)果與傳統(tǒng)方法相符，因而準(zhǔn)確度較高，另外，也有研究稱利用氣相色譜根據(jù)細(xì)胞脂肪酸不同來實現(xiàn)菌種的快速鑒別，將檢測結(jié)果與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較，得到相符的結(jié)果，類似的研究可作為該領(lǐng)域技術(shù)人員深入研究的方向，相信將有利于推動未來食品微生物快速檢測和快速鑒定技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)階段，食品微生物分析檢測技術(shù)朝高效率、高準(zhǔn)確度、高精度發(fā)展的趨勢顯而易見，如何能夠充分利用各種先進(jìn)儀器設(shè)備提升檢測能力和相關(guān)技術(shù)水平應(yīng)成為該領(lǐng)域科研人員努力的一個著眼點。與此同時，更可以根據(jù)不同分析檢測對象的檢測條件和具體要求選擇不同的儀器設(shè)備，結(jié)合不同的現(xiàn)代分析檢測方法提升結(jié)果的準(zhǔn)確度。

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