新技術(shù)在食品微生物和藥品微生物檢驗檢測中的應(yīng)用

李昀錚，侯 磊，陳尚昆，高 晗，楊曉鶴

（1.松原市食品藥品檢驗所，吉林松原 138000；2.白城市食品藥品檢驗所，吉林白城 137000）

食品、藥品衛(wèi)生質(zhì)量對人體健康有著重要的影響。隨著社會生產(chǎn)力的提高，各類食品藥品琳瑯滿目，給消費者提供了更多的選擇，但同時也面臨著更多的食品藥品安全風(fēng)險。我國每年有大批的食品藥品在衛(wèi)生安全檢驗檢測中存在微生物污染、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、農(nóng)獸藥殘留等方面的問題，可見食品藥品安全質(zhì)量檢驗檢測的重要性。由于食品、藥品安全質(zhì)量問題頻發(fā)，其衛(wèi)生檢驗檢測備受廣大消費者的關(guān)注。傳統(tǒng)的微生物檢驗檢測技術(shù)周期長、效率低，很難適應(yīng)食品藥品市場監(jiān)管的需求。研究新技術(shù)在食品微生物和藥品微生物檢驗檢測中的應(yīng)用，對提高食品藥品微生物檢驗檢測水平有著重要的意義。

1 食品藥品微生物檢驗檢測的內(nèi)容

1.1 指標(biāo)性菌種

指標(biāo)性菌種主要指菌落總數(shù)與大腸桿菌群兩項指標(biāo)。菌落總數(shù)是衡量食品藥品受微生物污染程度的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)微生物菌落總數(shù)檢測時，通過將食品藥品樣品標(biāo)準(zhǔn)化與處理后再稀釋，在一定的條件下培養(yǎng)一定的時間，最后計算菌落總數(shù)。大腸桿菌群是判定食品衛(wèi)生情況的重要指標(biāo)，主要存在于人、畜糞便中。傳統(tǒng)大腸桿菌群的測定需要將樣品在37 ℃下培養(yǎng)24 ～48 h，使之發(fā)酵為乳糖，通過觀察乳糖產(chǎn)氣和革蘭氏染色陰性無芽孢桿菌情況計算大腸桿菌群總數(shù)，從而判斷食品中糞便污染指數(shù)。菌落總數(shù)、大腸桿菌群數(shù)還可用免疫檢測法進(jìn)行測定。常用的檢測新技術(shù)有放射免疫分析法、酶聯(lián)免疫分析法等[1]。

1.2 致病菌

常見的致病菌有金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、沙門氏菌等。致病菌可隨食物進(jìn)入人體腸道，進(jìn)而在腸道定植與繁殖，誘發(fā)身體組織細(xì)胞炎癥或病變，導(dǎo)致身體感染疾病。對致病菌的檢驗檢測主要在于測定總量是否超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。以蠟樣芽孢桿菌為例，每克食品中含有蠟樣芽孢桿菌的數(shù)量介于108～109個/g 時，就會存在食品中毒的風(fēng)險。

1.3 農(nóng)獸藥殘留

食品中的農(nóng)獸藥殘留對人體健康影響極大。在農(nóng)獸藥殘留中最常見的包括興奮劑和激素，主要應(yīng)用生理化技術(shù)對其進(jìn)行測定。食品藥品中的激素殘留主要指蛋白質(zhì)，主要通過抗原、抗體的特異性反應(yīng)完成測定。例如，氯霉素采用色譜、質(zhì)譜聯(lián)合檢測的方式測定殘留，或直接采用氯霉素免疫檢測試劑盒進(jìn)行測定。此外，還可以利用固相萃取、基質(zhì)固相分散技術(shù)、超臨界流體萃取以及免疫親和色譜等技術(shù)完成測定。

2 新技術(shù)在微生物檢驗檢測中的應(yīng)用

2.1 分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1 PCR 技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（Polymerase Chain Reaction，PCR）分為常規(guī)PCR 技術(shù)和多重PCR 技術(shù)。常規(guī)PCR 技術(shù)多應(yīng)用于分子試驗過程中對特定DNA 片段的擴(kuò)增，操作步驟依次為高溫變性、低溫退火、延伸。常規(guī)PCR 技術(shù)多應(yīng)用于食品藥品微生物快速檢驗檢測中，具有檢測結(jié)果準(zhǔn)確性高的應(yīng)用優(yōu)勢。多重PCR 技術(shù)較常規(guī)PCR 技術(shù)檢測過程中加入了多種引物，利用引物之間的互補(bǔ)對不同DNA 片段進(jìn)行擴(kuò)增。多種PCR 擴(kuò)增的檢測效率比常規(guī)PCR 更高，主要應(yīng)用于食品中細(xì)菌、酵母菌、乳酸菌的快速檢測[2]。

2.1.2 環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增技術(shù)

環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增技術(shù)是一種核酸擴(kuò)增新技術(shù)，主要應(yīng)用于食品藥品中細(xì)菌、真菌及寄生蟲的快速測定。

2.1.3 核酸探針技術(shù)

核酸探針技術(shù)是以一種從分子視角檢驗檢測食品藥品微生物并檢測微生物類型及數(shù)量的新技術(shù)。其原理是通過將已知序列的核苷酸片段加入被檢測DNA 片段中，使同源序列中的DNA 形成雜交雙鏈并放出信號。利用其信號就可以對食品藥品樣品中的微生物進(jìn)行測定。核苷酸的成分分為RNA 與DNA，不同成分的核苷酸探針應(yīng)選擇對應(yīng)的探針方法。該技術(shù)具有操作簡單方便、經(jīng)濟(jì)性好的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2 生理生化技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 ATP 生物發(fā)光法

ATP 生物發(fā)光法是一種借助生物理化技術(shù)快速檢驗檢測微生物的新技術(shù)。常用的檢測方法有ATP生物發(fā)光法和微量生化法兩種。ATP 生物發(fā)光法需要先用光度計檢驗熒光素的含量，再以ATP 濃度作為微生物數(shù)量定量分析的依據(jù)。微量生化法常用于檢驗食品中的指標(biāo)性菌種。檢測方法包括放射測量法、微熱量技法。前者以微量放射性標(biāo)記物對菌群生長中所需的碳水化合物進(jìn)行標(biāo)記，再通過二氧化碳濃度分析菌落總數(shù)。后者通過菌群生長產(chǎn)生的熱量計算和分析菌落總數(shù)[3]。

2.2.2 生物傳感技術(shù)

生物傳感技術(shù)是一種借助待測分子和特定識別元件間的特異性結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)生的信息識別信號，并對信號進(jìn)行定量分析，從而實現(xiàn)對食品藥品中微生物測定的方法。該技術(shù)具有操作簡單、檢測效率高、成本低且可重復(fù)使用的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.3 質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用

質(zhì)譜技術(shù)是一種借助質(zhì)譜儀快速檢測微生物的新技術(shù)，多應(yīng)用于對海產(chǎn)品、水果、蔬菜等食品中腐敗菌受污染程度的檢測。在實際檢驗檢測過程中，一般需要用液相色譜分離技術(shù)對細(xì)菌進(jìn)行分離和提取，再應(yīng)用質(zhì)譜技術(shù)對其進(jìn)行鑒定，提取屬特異性和種特異性峰的數(shù)量、質(zhì)量，并進(jìn)行生物標(biāo)記。該技術(shù)具有檢測效率高、檢測結(jié)果準(zhǔn)確性高的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.4 光譜技術(shù)的應(yīng)用

2.4.1 近紅外光譜技術(shù)

近紅外光譜技術(shù)主要用于檢測肉類食品中蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子含量及細(xì)菌污染程度，并綜合檢測結(jié)果分析肉類產(chǎn)品的新鮮度。肉類產(chǎn)品在發(fā)生腐敗時就會滋生細(xì)菌，采用近紅外光譜法可以對樣品中的細(xì)菌進(jìn)行檢測和定量分析。

2.4.2 高光譜圖像技術(shù)

高光譜圖像技術(shù)是一種融合了光譜信息與影像學(xué)資料的微生物檢測分析技術(shù)。通過高光譜儀遙感技術(shù)獲取食品樣品的高光譜圖像，然后對微生物的量進(jìn)行測定。該技術(shù)具有分辨率高、測定范圍廣的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.4.3 拉曼光譜技術(shù)

拉曼光譜技術(shù)的原理是通過散光光線照射食品樣品發(fā)生的散射現(xiàn)象，來測定和分析食品中微生物含量的方法。

2.5 免疫學(xué)檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.5.1 酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)

酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)是借助抗原體特異性與酶的高效性優(yōu)勢聯(lián)合測定食品藥品微生物并進(jìn)行定量分析的新技術(shù)。常用的檢驗檢測方法有雙抗體夾心法、間接法、競爭法等。其中雙抗體夾心法多用于小分子食品微生物的快速檢驗，具有檢測效率高、靈敏度高的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.5.2 免疫磁性微球技術(shù)

免疫磁性微球技術(shù)是一種利用微球固化和免疫學(xué)原理快速測定食品藥品微生物的新技術(shù)。該技術(shù)在實際操作中要求微球的制作應(yīng)保證大小均勻，且沉于底部，不能有氣泡。其檢測優(yōu)勢是操作簡單快捷、成本低，常見于對肉類、牛奶、蔬菜等食品微生物的檢驗檢測。例如，使用免疫磁性微球技術(shù)檢測金黃色葡萄球菌，檢測時間為3 h，最低檢測限為105CFU/mL，而聯(lián)合應(yīng)用微球技術(shù)可使其表層的蛋白與金黃色葡萄球菌快速結(jié)合，再借助顯微鏡觀察和定量分析金黃色葡萄球菌數(shù)[4]。

3 新技術(shù)在食品藥品微生物檢驗檢測中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

3.1 傳統(tǒng)檢測技術(shù)與新技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用

現(xiàn)階段我國使用的分析生物技術(shù)檢驗的國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了傳統(tǒng)的鑒定技術(shù)及分子生物檢測新技術(shù)，主要應(yīng)用于肉毒梭菌、大腸埃希氏菌的檢驗。檢驗流程為增菌、生化反應(yīng)鑒定、分析生物學(xué)鑒定，其中也使用了傳統(tǒng)的涂布平板法測定微生物數(shù)量。傳統(tǒng)鑒定技術(shù)與新技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用結(jié)合了傳統(tǒng)檢測技術(shù)與新技術(shù)的優(yōu)勢，有利于提高對食品藥物微生物檢驗檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高微生物檢驗檢測的效率。

3.2 現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展性應(yīng)用

現(xiàn)有的微生物檢驗檢測新技術(shù)隨著數(shù)字化技術(shù)、自動化技術(shù)的引入，功能擴(kuò)展的潛力較大。例如，數(shù)字PCR 技術(shù)在PCR 技術(shù)的基礎(chǔ)上融合了數(shù)字化分析技術(shù)，可以對相關(guān)材料進(jìn)行數(shù)字化分析，有利于提高對活菌群定量分析的精準(zhǔn)性。食品藥品微生物檢驗檢測中的液相芯片技術(shù)、全自動PCR 技術(shù)、微流控芯片等均引入了新技術(shù)，在微生物檢驗檢測方面的自動化、數(shù)字化、智能化功能也隨著新技術(shù)的不斷引入而不斷加強(qiáng)，顯示出了微生物快速檢驗檢測的發(fā)展優(yōu)勢[5]。

3.3 新技術(shù)的開發(fā)與創(chuàng)新性應(yīng)用

在食品藥品微生物檢驗檢測新技術(shù)應(yīng)用中，一些配套設(shè)施設(shè)備及其技術(shù)的應(yīng)用為微生物檢驗檢測提供了更多的可能，如菌體直接富集分離技術(shù)、DNA 提取技術(shù)、菌培養(yǎng)富集技術(shù)等。相關(guān)的配套設(shè)施設(shè)備及新技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新性應(yīng)用不僅提高了微生物增菌、菌體分離的效率，還為食品藥品微生物快速檢驗檢測提供了方便，這對于快速測定食品藥品中是否存在致病菌具有重大意義。

4 結(jié)語

綜上所述，食品藥品微生物檢驗檢測技術(shù)始終在不斷的發(fā)展和進(jìn)步。食品藥品微生物檢驗檢測新技術(shù)中也聯(lián)合了傳統(tǒng)的微生物鑒定技術(shù)，對新技術(shù)檢驗檢測進(jìn)行了補(bǔ)充，完善了食品藥物微生物檢驗檢測體系。隨著分子生物學(xué)技術(shù)、生理生化技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、光譜技術(shù)和免疫學(xué)檢測技術(shù)等技術(shù)與數(shù)字化、智能化技術(shù)的融合應(yīng)用，食品藥品微生物檢測檢測的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，檢驗檢測效率和精準(zhǔn)化水平也將不斷提高。食品藥品微生物檢測新技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用將具有廣闊的發(fā)展前景，食品藥品微生物快速檢驗檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大，為我國食品藥品衛(wèi)生安全管理奠定了扎實的基礎(chǔ)。