微生物檢測技術(shù)在食品安全中的應用研究

盧寧

近年來食品安全問題層出不窮，嚴重損害了消費者的身心健康和生命安全。為了減少此類事件發(fā)生的概率，就需要應用各種微生物檢測技術(shù)。隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，微生物檢測技術(shù)也得以不斷創(chuàng)新和完善，免疫學檢測技術(shù)、PCR技術(shù)、代謝技術(shù)和生物傳感器技術(shù)是當前常用的微生物檢測技術(shù)，被廣泛應用于食品加工、儲存和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。本文旨在系統(tǒng)介紹各種微生物檢測技術(shù)的優(yōu)勢和局限，探討其在食品安全中的應用，以期為相關研究和應用提供新的思路和方向。

一、食品中常見的微生物污染

食品微生物污染是食品安全問題的主要來源之一。微生物是自然界中最小的生物體，幾乎存在于所有環(huán)境中，包括空氣、土壤、水和生物體。在適宜的環(huán)境條件下，微生物可以迅速繁殖，并有可能造成食品污染。微生物污染不僅會導致食品質(zhì)量下降，口感改變，還可能對人體健康造成嚴重威脅，包括食物中毒、感染性疾病等，某些微生物甚至會產(chǎn)生對人體危害極大的毒素。以下是食品中常見的一些微生物污染：

1.大腸菌群。大腸菌群是大腸中常見的細菌，但也可能存在于被污染的食物和水中，存在大腸菌群通常表示食物和水可能已被糞便污染。某些類型的大腸桿菌（如O157：H7）可以引起嚴重的食源性疾病，如腸炎和腎功能衰竭。

2.霉菌。霉菌是一種微生物真菌，常見于濕潤和熱的環(huán)境中。它們能夠在各種食品上生長，包括谷物、堅果、干果、面包和某些奶制品。某些霉菌會產(chǎn)生霉菌毒素，如黃曲霉素和赭曲霉素，這些毒素都有潛在的致癌風險。

3.沙門氏菌。沙門氏菌是一種能引起食源性疾病的細菌，可以存在于禽肉、牛肉、蛋、乳制品和海鮮等各種食品中。沙門氏菌引起的食源性疾病的癥狀主要包括發(fā)熱、腹痛、腹瀉、惡心和嘔吐。

4.李斯特菌。李斯特菌是一種能在低溫環(huán)境下生長的細菌，主要通過食物傳播，尤其是未經(jīng)充分加熱的食物，如冷凍食品、冷凍肉制品、不經(jīng)巴氏消毒的乳制品、生食蔬菜等。李斯特菌感染（李斯特?。┑陌Y狀包括發(fā)熱、肌肉疼痛、惡心、腹瀉等，嚴重感染還可能會導致腦膜炎和敗血癥。對于孕婦、新生兒、老人和免疫功能低下的人群，李斯特菌感染可能會導致嚴重的疾病甚至死亡。

以上的微生物污染主要源自對食品處理不當，比如煮熟程度不夠、存儲條件不適宜等。因此，嚴格的食品安全管理和消費者具備食品安全知識，是預防食品微生物污染的關鍵。

二、常用的微生物檢測技術(shù)

1.免疫學檢測技術(shù)。免疫學檢測技術(shù)的原理是利用抗體與微生物中的相應抗原結(jié)合來實現(xiàn)檢測的目的，即抗體與微生物抗原結(jié)合可以發(fā)生特異性反應，從而檢測到微生物的存在。免疫學檢測技術(shù)有多種方法，包括酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）、放射免疫分析法（RIA）、熒光免疫分析法（FIA）等，基本步驟相同，如圖1所示。免疫學檢測技術(shù)具有較高的靈敏度和特異性，不需要復雜的設備和專業(yè)技能，可以快速準確地進行檢測，而且不會對食品產(chǎn)生破壞性影響，可以有效保護食品質(zhì)量，符合現(xiàn)代食品生產(chǎn)要求。

2.PCR技術(shù)。PCR（聚合酶鏈反應）技術(shù)是一種快速準確地擴增目標DNA分子的方法，也是現(xiàn)代生物技術(shù)領域最具代表性的技術(shù)之一。PCR技術(shù)通常需要對樣品進行多次循環(huán)加熱和降溫，使DNA雙鏈分離，然后在酶的輔助下擴增，產(chǎn)生大量目標DNA分子。PCR技術(shù)不僅可以在基礎研究領域用于分離和檢測基因與基因組序列，還可以通過對食品、水、血液等樣品進行PCR擴增，快速準確地檢測微生物和病原體。PCR技術(shù)具有靈敏度高、快速、精準等優(yōu)點，尤其是對于低水平的微生物污染，可以達到非常高的檢測準確度。

3.代謝技術(shù)。代謝技術(shù)也稱基因組學生物計算技術(shù)，利用微生物生長時所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物來進行鑒定，通過高通量分析技術(shù)來分析微生物代謝產(chǎn)物，構(gòu)建分析模型，實現(xiàn)微生物的鑒定和分類。代謝技術(shù)具有操作簡單、快速、高靈敏度和高特異性的特點，可以快速識別食品中存在的微生物種類，并檢測它們的數(shù)量，有助于食品安全管理人員對食品進行快速篩查和檢測。不過，代謝技術(shù)也存在著某些限制，例如微生物生長條件和環(huán)境因素對代謝產(chǎn)物的生成有一定影響，可能會導致假陰性或假陽性結(jié)果。此外，還需針對不同微生物在不同情況下建立不同的模型，而這需要較多的樣本和數(shù)據(jù)來支持模型的建立。

4.生物傳感器技術(shù)。生物傳感器技術(shù)是利用微生物與特定化合物之間的相互作用來檢測化合物的存在和濃度。生物傳感器由微生物感受器、轉(zhuǎn)導器和信號顯示器三部分組成，可以實現(xiàn)對化合物的快速、可靠、靈敏和特異性檢測。生物傳感器技術(shù)可以實現(xiàn)更精準的識別和分類，有助于實現(xiàn)對有害微生物和化學物質(zhì)的追蹤，但在實際應用中也存在一些問題，如生物體不穩(wěn)定、檢測結(jié)果容易受到環(huán)境因素影響等。

三、微生物檢測技術(shù)在食品安全中的應用

1.免疫學檢測技術(shù)在食品安全中的應用。免疫學檢測技術(shù)是食品安全領域一種重要的檢測手段，可以尋找特定的蛋白質(zhì)、多肽或者小分子作為靶標，在食品樣品中檢測它們的存在，以此判斷該食品是否存在污染或欺詐行為。一是監(jiān)測食品中存在的重金屬、農(nóng)藥殘留、生物毒素（如海洋毒素）、微生物等有害成分，這些成分可能會對人體健康造成威脅。例如，墨西哥衛(wèi)生部門使用免疫學檢測技術(shù)監(jiān)測海鮮中的肉毒毒素，控制由于食用被污染海鮮而引發(fā)嚴重的肉毒中毒風險。在食品加工過程中，免疫學檢測技術(shù)可以及早發(fā)現(xiàn)和減少污染導致的食品風險，從而確保食品的安全性和衛(wèi)生質(zhì)量。二是檢測食品的真實性，如摻假、欺詐行為，從而保障消費者的合法權(quán)益。例如，辣椒中如果添加了蘇丹紅或甜蜜素等對人體有害的物質(zhì)，使用免疫學方法就可以快速、準確地檢測到這些添加物。

2.PCR技術(shù)在食品安全中的應用。PCR技術(shù)可以通過核酸擴增、檢測、鑒定和定量細胞、病毒、細菌、真菌等微生物，已成為食品安全檢測的一種主流技術(shù)。一是可以檢測出食品中幾乎所有種類的細菌、真菌和病毒，例如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等食源性疾病的病原體。二是可以監(jiān)測食品中的生物污染物，判斷食品中是否存在微生物污染。比如，通過PCR技術(shù)可以及時監(jiān)測出流行于鳥類的H5N1禽流感病毒和H7N9禽流感病毒等污染。三是可以鑒別食品中的真菌，如曲霉、酵母菌等，這些真菌如果存在過多會導致食品的氣味、味道變質(zhì)，有些真菌產(chǎn)生的毒素還會影響人體健康，如黃曲霉素等。PCR技術(shù)可以檢測真菌中特定的基因序列，鑒別出不同種類的真菌，還可以檢測出食品中的轉(zhuǎn)基因成分。

3.代謝技術(shù)在食品安全中的應用。代謝技術(shù)可以利用微生物的代謝產(chǎn)物來檢測和識別微生物。一是檢測和鑒別不同種類的病原微生物和細菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等。通過檢測微生物代謝產(chǎn)物的種類和含量，可以判斷食品中是否存在細菌或病原菌的污染。二是檢測食品品質(zhì)，代謝技術(shù)可以用來檢測食品中微生物在代謝過程中產(chǎn)生的有機酸和氣味物質(zhì)，例如pH、乳酸等，這些物質(zhì)的種類和含量可以反映食品的新鮮程度、成熟度和保存情況，從而判斷食品的品質(zhì)和安全性。三是進行食品鑒別，代謝技術(shù)可以用來鑒別不同種類的微生物和細菌，例如酵母菌、乳酸菌、霉菌等，通過檢測微生物代謝產(chǎn)物的種類和含量，可以判斷微生物的種類和數(shù)量，從而判斷食品是否被污染或替換。總之，代謝技術(shù)是一種快速、準確、靈敏、可靠的檢測方法，在食品安全中發(fā)揮著重要的作用。未來，代謝技術(shù)會進一步發(fā)展和應用，有望實現(xiàn)對食品中微量物質(zhì)的高效檢測和準確鑒定。

4.生物傳感器技術(shù)在食品安全中的應用。生物傳感器技術(shù)可以用于檢測、分析和監(jiān)測食品中的有害物質(zhì)和微生物，在食品安全領域，生物傳感器技術(shù)可廣泛應用于食品質(zhì)量控制、生產(chǎn)管理和食品衛(wèi)生監(jiān)測等方面。一是檢測食品中的毒素、農(nóng)藥、重金屬等有害化學物質(zhì)。例如，當前常用的電化學生物傳感器可以通過使細胞或酶與電極表面相互作用，實現(xiàn)對目標物的檢測和測定。生物傳感器技術(shù)的敏感性和選擇性較高，可以實現(xiàn)對食品中微量有害物質(zhì)的檢測和定量。二是檢測和鑒定食品中的微生物。傳統(tǒng)的檢測方法通常需要長時間的培養(yǎng)過程并進行顯微鏡檢測，而生物傳感器技術(shù)可以快速實現(xiàn)對食品中細菌、病毒等微生物的檢測和鑒定。例如，熒光生物傳感器可以快速準確地檢測食品中的沙門氏菌等致病菌，提高食品安全性。此外，生物傳感器技術(shù)還可以應用于食品生產(chǎn)管理中的監(jiān)測與控制，例如監(jiān)測貯藏、運輸過程中食品的溫度、濕度等因素，以保證食品的質(zhì)量安全。

綜上所述，微生物檢測技術(shù)作為食品安全保障體系的重要組成部分，受到了越來越多人的關注，特別是在食品安全事件頻發(fā)的當下，加強對食品安全檢測技術(shù)的研究，對于保障人們的健康、維護社會的和諧穩(wěn)定都具有十分重要的意義。本文分析了微生物檢測技術(shù)在食品安全中的重要作用，重點對微生物檢測技術(shù)在食品安全中的應用情況進行了總結(jié)，以期為今后的相關研究提供參考。

基金項目：河南省糧食和物資儲備局調(diào)研課題“糧食和物資儲備系統(tǒng)中的國有資產(chǎn)保值增值問題研究”（豫糧辦〔2021〕112號57）。

作者簡介：盧寧（1983-），女，漢族，河南西平人，講師，碩士研究生，研究方向為營養(yǎng)與檢測及食品質(zhì)量安全控制。