食品安全檢測中微生物檢測技術(shù)的運(yùn)用分析

賈 欣

（山西省食品研究所（有限公司），山西太原 030024）

食品在生產(chǎn)、加工及運(yùn)輸?shù)冗^程中均可能出現(xiàn)污染、變質(zhì)等問題，這些問題容易導(dǎo)致食品安全事件的發(fā)生，不僅危害人體健康，還會損害食品行業(yè)的社會聲譽(yù)，降低社會經(jīng)濟(jì)效益。因此，有關(guān)食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門應(yīng)加大對食品安全情況的重視，將科學(xué)先進(jìn)的檢測技術(shù)應(yīng)用于食品安全檢測領(lǐng)域中，從源頭上把牢食品安全防線，保證食品質(zhì)量安全。微生物污染是當(dāng)前常見的一種食品污染現(xiàn)象，因此加大食品微生物檢測力度具有現(xiàn)實(shí)意義。近些年，各種微生物檢測技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域已得到了規(guī)?；瘧?yīng)用，其在降低食品微生物污染概率方面表現(xiàn)出良好的效能。

1 微生物檢測技術(shù)的概述

研究分析微生物與食品之間的相互關(guān)系的學(xué)科被叫做食品微生物學(xué)，該學(xué)科融合了醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)中和食品有關(guān)部分內(nèi)容。微生物檢測技術(shù)是一類覆蓋范圍十分廣泛的檢驗(yàn)手段，但其并不是一種或一類獨(dú)立型技術(shù)，而是囊括了多種微生物檢測技術(shù)內(nèi)容。具體工作中，微生物檢測對象多數(shù)是肉眼不能觀察與判定的部分真菌、病毒、細(xì)菌和病菌等，一般通過采集分析檢出指標(biāo)結(jié)果，合理判斷微生物污染事件的發(fā)生情況。正因如此，食品安全檢驗(yàn)中可以采用微生物檢測技術(shù)判斷食品新鮮度，判斷其在加工、儲存及運(yùn)輸過程中是否出現(xiàn)了生物菌落超標(biāo)等不良狀況。總結(jié)當(dāng)前國內(nèi)微生物檢測技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)主要被用在大腸桿菌、菌落總數(shù)等指標(biāo)的監(jiān)測領(lǐng)域，以預(yù)防發(fā)生食品中毒事件，從而保障食品質(zhì)量安全[1]。

2 食品安全檢測中運(yùn)用微生物檢測技術(shù)的意義

食品安全和人們的日常生活甚至是生活質(zhì)量密切相關(guān)，其關(guān)系著人們的身體健康水平、日常生產(chǎn)及生活效率。近些年人們的收入普遍增加，物質(zhì)生活條件明顯改善，人們對食品質(zhì)量安全的要求越來越高。將生物檢測技術(shù)應(yīng)用于食品安全檢測領(lǐng)域，可以使相關(guān)檢驗(yàn)檢測工作開展過程中獲得可靠的技術(shù)支撐，輔助食品安全體系的建設(shè)與完善過程；在微生物檢測技術(shù)的協(xié)助下，食品安全問題“溯源”工作也得以順利推進(jìn)，進(jìn)而使食品安全得到更大的保障[2]。合理運(yùn)用微生物檢測技術(shù)能精準(zhǔn)有效地檢出食品內(nèi)有害微生物類型、數(shù)目，為相關(guān)企業(yè)完善食品生產(chǎn)、加工、儲運(yùn)方案等提供參考。

3 微生物檢測技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用

3.1 基因探針技術(shù)

基因探針技術(shù)又被叫分析雜交技術(shù)，其原理是依照脫氧核糖核酸分子具有的變異性、復(fù)雜性及堿基互補(bǔ)配對的準(zhǔn)確性等，對某組特異的基因序列進(jìn)行探測檢查的技術(shù)，在一定環(huán)境下存在互補(bǔ)關(guān)系的脫氧核糖核酸單鏈能夠生成雙鏈，并且還會進(jìn)行雜交。以上這種結(jié)合方式具有明顯的特異性，一定要嚴(yán)格依照堿基互補(bǔ)配對的規(guī)則執(zhí)行，能夠?qū)崿F(xiàn)脫氧核糖核酸之間及其與核糖核酸之間的互補(bǔ)配對。探針檢查已知的核酸序列，若發(fā)生變性的單鏈基因結(jié)合了脫氧核糖核酸，并且堿基匹配度達(dá)到了100%，兩者能夠結(jié)合成雙鏈，那么就可以判斷被測試樣的脫氧核糖核酸內(nèi)含有已知的基因序列[3]。若分子雜交結(jié)合了目的檢測基因，產(chǎn)生了雜交信號，那么就能順利的尋找到目的基因?；蛱綔y技術(shù)在使用過程中要運(yùn)用被同位素、生物素等標(biāo)記的特定基因片段作出相關(guān)判定。速度快是同位素探針檢測技術(shù)的典型特征，但具體使用過程中，若操作不夠規(guī)范化則很容易帶來環(huán)境污染問題，因此要盡量運(yùn)用生物素進(jìn)行探針檢測。

基因探針技術(shù)在檢測效率方面表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢，但在具體工作中，每檢測一種菌體就需運(yùn)用一種探針，檢測工作量龐大，需要培養(yǎng)大量的試驗(yàn)樣品，無形中增加了樣品培養(yǎng)難度，且經(jīng)濟(jì)性不足，這在很大程度上對基因探針技術(shù)推廣形成一定限制。

3.2 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用有效彌補(bǔ)了基因探針技術(shù)在試驗(yàn)樣品培養(yǎng)方面的不足，該技術(shù)可以采用擴(kuò)增DNA 或提高樣品內(nèi)核苷酸片段數(shù)量的方法獲得相應(yīng)的檢測結(jié)果。該檢測技術(shù)應(yīng)用原理如下。在加熱條件下，雙鏈DNA 能夠裂解成兩條單鏈DNA，生成DNA 聚合酶模板，隨后進(jìn)行降溫處理操作，對前期所得的核苷酸引物和DNA 分子的互補(bǔ)序列進(jìn)行退火、升溫，在以上工序下，酶促延伸引物直接和DNA 進(jìn)行配對，進(jìn)而生成新的模板，最后進(jìn)行多次加熱，進(jìn)行退火和延伸的循環(huán)過程。理論上講，伴隨退火溫度的增高過程，DNA 擴(kuò)增的特異性就越好，合成的DNA 片段就越大，這也預(yù)示著需要耗用更多的合成時間。在各次循環(huán)流程終止以后，靶向DNA 能夠擴(kuò)增一倍，持續(xù)循環(huán)40 次后大體上能夠?qū)崿F(xiàn)100 萬倍的擴(kuò)增目標(biāo)。擴(kuò)增完畢后，運(yùn)用凝膠電泳、紫外核酸檢測儀能實(shí)現(xiàn)對DNA擴(kuò)增結(jié)果的綜合檢測，獲得精準(zhǔn)度高的檢出結(jié)果。

3.3 生物傳感器

在生物傳感器技術(shù)的應(yīng)用過程中，為了確保最后檢測結(jié)果的高精準(zhǔn)度，需要有效銜接傳感器與抗體、核酸、多糖化合物等諸多生物受體復(fù)合物，建立不同要素之間的連接關(guān)系后，抗原與抗體之間會出現(xiàn)示范顯著的相互作用，此時觀測特異性生物狀態(tài)通常就能發(fā)現(xiàn)異常狀況。運(yùn)用生物傳感器技術(shù)能夠判斷復(fù)雜試樣的生物光譜、過敏反應(yīng)等，通過分析檢測結(jié)果就能確定微生物所屬類別、耐藥性等特性[4]。當(dāng)前，很多生物傳感器被成功用在商業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，如發(fā)酵、微生物、細(xì)胞傳感器等，生物傳感器技術(shù)在未來發(fā)展中應(yīng)著重提升微生物敏感性。

3.4 生物芯片技術(shù)

生物芯片技術(shù)是運(yùn)用縮微技術(shù)，根據(jù)不同分子之間特異性相互作用的機(jī)理，把生命科學(xué)范疇內(nèi)不連貫的分析過程聚集在硅芯片或玻璃芯片表層的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，進(jìn)而快捷地檢測細(xì)胞、蛋白質(zhì)、基因或他類生物成分。這種微生物檢測技術(shù)是運(yùn)用光導(dǎo)原位合成或微量點(diǎn)樣的形式，按照設(shè)計(jì)要求把核苷酸片段、多肽分子、局部組織切片及細(xì)胞等生物試樣固定在固體載體表層，組成密集化的二維分子排列格局，并和前期標(biāo)記的生物試樣之間進(jìn)行分子雜交，隨后配合運(yùn)用專業(yè)儀器檢測分子雜交信號的強(qiáng)度值，進(jìn)而較快速地探明分子的數(shù)目與類型。通常情況下會選擇硅片作為固體載體，檢測工作中要仿真模擬計(jì)算機(jī)芯片的生產(chǎn)條件，這是生物芯片技術(shù)命名的根本來源。采用這種技術(shù)開展檢測活動時，處理生物樣品時一定要進(jìn)行信號放大及試樣標(biāo)記操作。蛋白芯片檢測時，可以嘗試運(yùn)用熒光素或其他物質(zhì)標(biāo)記被檢的蛋白樣品，隨后再使其和生物芯片的生物分子相互作用，配合運(yùn)用適宜的檢測手段能全面采集、精準(zhǔn)分析試樣生物芯片的最后分子作用結(jié)果，進(jìn)而快速分析食品內(nèi)病原體、大腸桿菌各自的數(shù)目等[5]。

3.5 免疫學(xué)檢測技術(shù)

免疫學(xué)檢測技術(shù)主要是通過結(jié)合抗體和抗原之間的特異性反應(yīng)來檢測食品成分。

（1）免疫磁珠法。免疫磁珠法具有操作簡單、檢測快速、能夠重復(fù)應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)性較高以及具有標(biāo)靶特異性等優(yōu)勢。其原理是將抗原添加在磁珠表層，可以基于抗原和抗體之間特異性反應(yīng)發(fā)生情況完成對食品成分的檢測任務(wù)。

（2）酶聯(lián)免疫吸附。酶聯(lián)免疫吸附具有檢測速度快，靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)。聯(lián)合運(yùn)用酶聯(lián)免疫法與放射免疫技術(shù)或者是熒光技術(shù)，以固相載體形式去吸附相應(yīng)的抗原或者抗體，能實(shí)現(xiàn)對食品內(nèi)微生物的定量、定性分析[6]。

3.6 代謝學(xué)技術(shù)

代謝學(xué)技術(shù)的檢測原理是根據(jù)生物在新陳代謝中發(fā)生的理化改變進(jìn)行的。

（1）ATP 生物發(fā)光法。ATP 自身屬于不穩(wěn)定物質(zhì)，檢測試樣內(nèi)ATP 濃度能夠精準(zhǔn)地檢測出活菌數(shù)目。ATP 生物發(fā)光技術(shù)具有操作過程相對簡單，經(jīng)濟(jì)性較高等優(yōu)點(diǎn)，目前多用在對乳制品內(nèi)乳酸菌含量的檢測及對啤酒內(nèi)菌落總數(shù)的檢測。

（2）電阻抗法。電阻抗法能準(zhǔn)確檢出食品內(nèi)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等微生物。細(xì)菌培養(yǎng)過程中，微生物會將培養(yǎng)基內(nèi)大分子分解成有電活性的小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅會提高培養(yǎng)基的導(dǎo)電性，還會對培養(yǎng)基的電阻抗形成一定干擾。研究培養(yǎng)基的細(xì)菌繁殖特征及電阻抗改變規(guī)律，能夠有效檢出細(xì)菌種類。例如，運(yùn)用電阻抗法能夠檢測出牛奶中的微生物菌落總數(shù)，具有檢測結(jié)果精準(zhǔn)度高、耗時短等特征。

（3）微量生化法。當(dāng)前，微量生化檢測時主要運(yùn)用放射測量與微熱量兩種技術(shù)方法，該技術(shù)運(yùn)用商品化微量生化鑒定試劑盒檢測檢驗(yàn)食品內(nèi)的微生物。運(yùn)用放射性同位素碳標(biāo)記培養(yǎng)基的碳源，部分微生物利用碳源時會生成放射性二氧化碳，運(yùn)用放射測量法能夠精準(zhǔn)檢測出微生物的數(shù)目[7]。食品內(nèi)的部分微生物在正常生長過程中會釋放一些熱量，通過運(yùn)用微熱量技術(shù)檢測就可以判斷出微生物的種類。

3.7 現(xiàn)代化儀器檢測

（1）紅外光譜檢測。運(yùn)用近紅外光譜掃描檢測致病菌，能夠快速獲得細(xì)胞壁的構(gòu)成成分、生物分子結(jié)構(gòu)等信息，該技術(shù)能夠以此為基礎(chǔ)解離出致病菌的特異性光譜帶，構(gòu)建細(xì)菌紅外光譜數(shù)據(jù)庫，采用搜查數(shù)據(jù)庫的辦法迅速獲得食品內(nèi)的致病菌信息。

（2）流動細(xì)胞技術(shù)。流動細(xì)胞技術(shù)即運(yùn)用流式細(xì)胞儀去檢測致病菌的細(xì)胞懸液，所得的熒光濃度與DNA 片段大小之間有一定關(guān)聯(lián)性，能夠達(dá)到對致病菌的絕對計(jì)數(shù)。

4 結(jié)語

新時期我國食品行業(yè)正在飛速發(fā)展，但食品安全問題仍然時有發(fā)生，國家相關(guān)部門在食品安全監(jiān)管方面加大了管理與投入力度，促進(jìn)了相關(guān)檢測技術(shù)的發(fā)展。食品微生物檢測技術(shù)在快捷性、經(jīng)濟(jì)性、靈敏性及準(zhǔn)確性等方面均有一定的優(yōu)勢，質(zhì)檢人員應(yīng)結(jié)合食品檢測工作的內(nèi)容、性質(zhì)及要求等，選擇最適宜的微生物檢測技術(shù)，提升操作的規(guī)范性，確保檢出結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為食品安全管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持，為我國食品行業(yè)健康、持久發(fā)展保駕護(hù)航。