食品中微生物檢測技術(shù)及其發(fā)展趨勢

郭紫薇，張念潔，郭航宏，楊 洋

（延邊州產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，吉林延邊 133000）

食品中微生物的數(shù)量和種類可以對食品安全產(chǎn)生重大影響。食品中的微生物可以分為有益和有害兩類。有益的微生物如益生菌可以改善食品的口感和品質(zhì)，而有害的微生物如沙門氏菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等可能引發(fā)食源性疾病，威脅人體健康。因此，檢測和控制食品中的微生物非常重要。食品安全法規(guī)和標準規(guī)定了食品中微生物的限量要求，以確保食品的安全性和質(zhì)量。不合格的微生物水平可能導(dǎo)致食品腐敗、食品中毒事件，甚至損害食品生產(chǎn)企業(yè)的聲譽。因此，食品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)采用先進的微生物檢測技術(shù)來確保其產(chǎn)品符合法規(guī)和標準的要求。

1 食品中微生物檢測技術(shù)

1.1 PCR 檢測法

PCR 檢測法是一種分子生物學技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于食品中微生物檢測領(lǐng)域。PCR 技術(shù)的原理是基于DNA 復(fù)制，在反復(fù)擴增特定DNA 序列的基礎(chǔ)上，可以快速、準確地檢測和鑒定食品中的微生物。PCR檢測法的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括食品安全、質(zhì)量控制、疫情監(jiān)測和科研領(lǐng)域。

PCR 檢測法在食品微生物檢測中的應(yīng)用包括以下4 方面。①食源追蹤。PCR 技術(shù)可以用于快速追蹤食品中的微生物污染源。例如，當發(fā)生食品中毒事件時，PCR 可以用于確定致病微生物的來源，幫助食品安全監(jiān)管部門快速采取控制措施，減少食源性疾病的傳播。②檢測致病微生物。PCR 可用于檢測多種致病微生物，如大腸桿菌、沙門氏菌、枯草芽孢桿菌等，這對于食品安全的監(jiān)測和質(zhì)量控制非常重要。③快速檢測。PCR 技術(shù)具有高度的靈敏度和特異性，可以在相對短的時間內(nèi)獲得準確的檢測結(jié)果，這對于食品生產(chǎn)過程中的快速檢測至關(guān)重要，有助于降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)的延誤和損失。④檢測非致病性微生物。除了致病性微生物，PCR 還可用于檢測食品中的其他微生物，如酵母等，對于食品質(zhì)量控制和保質(zhì)期的管理也很重要[1]。

1.2 免疫檢測方法

免疫檢測方法是食品微生物檢測領(lǐng)域中的重要技術(shù)，這一方法基于免疫學原理，通過檢測食品中的抗原或抗體來確定微生物的存在或數(shù)量。免疫檢測方法包括多種技術(shù)，如酶聯(lián)免疫吸附測定法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）、免疫熒光、免疫層析等，這些方法在食品安全和質(zhì)量控制方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用[2]。

1.2.1 食品中致病微生物檢測

（1）沙門氏菌檢測。沙門氏菌是一種常見的食源性致病微生物，被感染了沙門氏菌的人或帶菌者的糞便污染的食品會使人發(fā)生食物中毒。免疫檢測方法可以通過檢測沙門氏菌特定抗原來確定其是否存在。其中，ELISA 技術(shù)廣泛用于沙門氏菌檢測，具有高度的敏感性和特異性。在食品生產(chǎn)中，定期的沙門氏菌檢測有助于確保產(chǎn)品的安全性。

（2）大腸桿菌檢測。大腸桿菌是常見的食源性致病微生物之一，多在肉類、乳品、生蔬菜、海鮮等食物中出現(xiàn)，特別是O157:H7 菌株。通過ELISA 等技術(shù)，食品生產(chǎn)者可以快速準確地確定產(chǎn)品是否受到污染，常用來檢測肉制品、奶制品等易受大腸桿菌污染的食品。

1.2.2 食品腐敗微生物檢測

（1）霉菌檢測。食品中的霉菌可以引起食品變質(zhì)，產(chǎn)生有害物質(zhì)，如黃曲霉毒素。免疫檢測方法可用于檢測食品中的霉菌抗原，幫助生產(chǎn)者及時發(fā)現(xiàn)食品腐敗問題，防止不良食品進入市場。免疫熒光和免疫層析技術(shù)在這方面應(yīng)用較多。

（2）酵母檢測。食品中的酵母有助于食品發(fā)酵，改善食品的質(zhì)地和口感。然而，某些酵母菌株也可能導(dǎo)致食品變質(zhì)。免疫檢測方法可用于檢測食品中的酵母抗原，以評估食品的質(zhì)量和安全性，這對于面包、酒類和發(fā)酵食品的生產(chǎn)至關(guān)重要。

免疫檢測方法在食品微生物檢測中的應(yīng)用具有諸多優(yōu)點。①其具有高度的特異性，可以精確識別不同微生物的抗原，減少出錯率。②這些方法通常具有較低的檢測限，可以檢測微生物的微量存在。③免疫檢測方法通常能夠提供相對較短的檢測時間，有助于生產(chǎn)企業(yè)快速采取措施，確保產(chǎn)品的安全性。

1.3 質(zhì)譜鑒定法

質(zhì)譜鑒定法是食品微生物檢測領(lǐng)域中的一項重要技術(shù)，主要基于質(zhì)譜分析原理來鑒定和分析食品樣品中的微生物。質(zhì)譜鑒定法在食品安全和食品質(zhì)量控制方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，質(zhì)譜鑒定法可用于快速鑒定食品中的微生物，包括細菌、真菌和病毒等。通過分析微生物的蛋白質(zhì)和代謝產(chǎn)物的質(zhì)譜特征，可以確定其種類和亞種，從而迅速鑒別微生物。在食源追蹤方面，質(zhì)譜鑒定法可以用于確定微生物的來源。當出現(xiàn)食源性疫情或食品中微生物污染問題時，通過對微生物樣品的質(zhì)譜分析，可以追蹤其來源，幫助食品安全監(jiān)管部門采取針對性的控制措施。此外，質(zhì)譜鑒定法還可以用于檢測微生物對抗生素的抗性，這對于監(jiān)測抗生素濫用和抗生素耐藥性的問題非常重要[3]。

2 食品中微生物檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 多元化、高通量的檢測手段

食品微生物檢測技術(shù)的發(fā)展逐漸多元化。在過去，食品中微生物檢測主要依賴傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法，這些方法通常只能檢測特定類型的微生物，并且需要較長的時間來獲得檢測結(jié)果。然而，隨著科學技術(shù)的不斷進步，現(xiàn)代食品微生物檢測技術(shù)已經(jīng)朝著多元化的方向發(fā)展，能夠更全面地滿足食品安全檢測需求。多元化的檢測方法包括分子生物學技術(shù)，如聚合酶鏈式反應(yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）、實時熒光PCR、核酸雜交技術(shù)等，這些方法可以檢測多種微生物，包括細菌、真菌、病毒等，應(yīng)用廣泛。此外，利用生物芯片技術(shù)可以一次性檢測多種微生物，這進一步提高了檢測效率。因此，多元化的檢測方法使食品安全監(jiān)測更加全面，可以更好地應(yīng)對潛在的微生物污染問題。

高通量檢測是指一次性處理大量樣本并快速生成數(shù)據(jù)的能力，這一趨勢的發(fā)展在食品檢測領(lǐng)域具有重要意義，因為食品生產(chǎn)通常需要處理大量的樣品。高通量檢測技術(shù)可以更快速地完成大規(guī)模食品微生物檢測，從而加大了對食品安全監(jiān)測的力度。高通量檢測方法通?；谧詣踊瘍x器和高效的樣品制備技術(shù)。例如，自動化PCR 系統(tǒng)可以一次性處理多個樣品，并在短時間內(nèi)生成大量數(shù)據(jù)。此外，微流體技術(shù)的應(yīng)用也可以實現(xiàn)高通量的檢測，通過微小的流體通道和自動化的操控系統(tǒng)，可以同時處理多個樣品，這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了檢測效率，還減少了人為誤差的可能性。除了高通量的檢測手段，還有一些新興技術(shù)如人工智能和深度學習等，這些技術(shù)可以幫助相關(guān)人員分析大量的檢測數(shù)據(jù)，快速準確地鑒定微生物，甚至預(yù)測潛在的食品安全風險。通過結(jié)合高通量檢測和人工智能技術(shù)，食品微生物檢測可以得到更高效、更準確的結(jié)果。

2.2 智能化、自動化的檢測系統(tǒng)

食品中微生物檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢是智能化。智能化的檢測系統(tǒng)結(jié)合了先進的硬件和軟件技術(shù)，以提高食品中微生物的檢測效率和準確性，這一趨勢對于確保食品安全至關(guān)重要，因為它可以減少人為誤差，提供實時的監(jiān)測和決策支持。

智能化、自動化的檢測系統(tǒng)使用傳感器等設(shè)備，可以對食品樣品進行自動分析和檢測，這些傳感器可以獲取微生物的生長、代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)等信息，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)進行分析。通過智能算法，系統(tǒng)可以快速識別食品中是否存在微生物污染，并確定其類型和數(shù)量，這一自動化過程大大縮短了人工處理樣品的時間，同時也降低了實驗誤差的風險。同時，智能化、自動化的檢測系統(tǒng)還可以實現(xiàn)遠程監(jiān)測和實時警報，這對于大規(guī)模食品生產(chǎn)和分銷非常重要。生產(chǎn)線上的智能傳感器可以監(jiān)測微生物污染的風險，一旦檢測到異常情況，系統(tǒng)可以立即向操作員發(fā)送警報，從而及時采取措施，縮短食品污染的可能性[4]。此外，這些系統(tǒng)可以生成實時數(shù)據(jù)，幫助食品生產(chǎn)商更好地管理生產(chǎn)過程，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

智能化、自動化的檢測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)相結(jié)合。通過更新和升級，系統(tǒng)可以不斷優(yōu)化檢測過程，并提高準確性。智能算法還可以識別微生物的抗生素抗性，有助于防范潛在的公共衛(wèi)生威脅。此外，智能化、自動化的檢測系統(tǒng)還能夠與云計算和大數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，這意味著食品生產(chǎn)商可以將檢測數(shù)據(jù)上傳到云端，與其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行整合和分析，這有助于建立更全面的食品安全監(jiān)控系統(tǒng)，同時也促進了食品產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2.3 個性化、定制化的檢測服務(wù)

個性化和定制化的檢測服務(wù)是食品微生物檢測技術(shù)的發(fā)展方向，這一趨勢反映了不同行業(yè)和用戶的特定需求，以更好地滿足不同食品安全挑戰(zhàn)的需要。

（1）在食品產(chǎn)業(yè)中，不同食品類型和生產(chǎn)過程可能面臨不同的微生物污染風險。因此，個性化、定制化的檢測服務(wù)可以根據(jù)食品生產(chǎn)商的產(chǎn)品類型和生產(chǎn)環(huán)境特點，定制適用的檢測方法，這有助于更準確地評估潛在的食品安全風險。例如，生鮮食品的檢測需求與經(jīng)過加工的食品不同，因此可以根據(jù)需求定制相應(yīng)的檢測方案[5]。

（2）個性化、定制化的檢測服務(wù)還可以針對不同地理區(qū)域和法規(guī)要求進行調(diào)整。不同國家和地區(qū)有不同的食品安全標準和法規(guī)，因此，需要根據(jù)其市場的要求進行相應(yīng)的檢測。定制化的檢測服務(wù)可以為跨國食品企業(yè)提供支持，以確保他們的產(chǎn)品符合當?shù)胤ㄒ?guī)和標準，這種定制化服務(wù)可以涵蓋微生物檢測的各個方面，包括檢測方法、采樣計劃、數(shù)據(jù)報告等。

（3）個性化、定制化的檢測服務(wù)還可以滿足特定行業(yè)的需求。不同行業(yè)有不同的食品安全關(guān)注點。例如，餐飲業(yè)可能更關(guān)注食品中病原微生物的檢測，而食品生產(chǎn)業(yè)可能更關(guān)注食品的保存期限。因此，檢測服務(wù)可以根據(jù)不同行業(yè)的需求進行定制，以提供最有針對性的解決方案。

（4）個性化、定制化的檢測服務(wù)可以適應(yīng)個體消費者的需求。消費者對于食品安全問題的關(guān)注不斷增加，個體可能有特殊的食品偏好和需求，如無乳制品、無麩質(zhì)或無堅果食品。個性化的檢測服務(wù)可以幫助食品生產(chǎn)商驗證他們的產(chǎn)品是否滿足這些特殊要求，以確保消費者的安全和滿意度。

3 結(jié)語

總而言之，隨著食品行業(yè)的不斷發(fā)展和食品供應(yīng)鏈的全球化，食品安全和質(zhì)量問題成為備受關(guān)注的話題。在此背景下，微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用變得至關(guān)重要。在微生物檢測過程中，只有通過不斷創(chuàng)新和發(fā)展，才能更好地應(yīng)對食品安全和質(zhì)量方面的挑戰(zhàn)，為消費者提供更加可靠的食品，同時也為食品生產(chǎn)者和監(jiān)管機構(gòu)提供更好的檢測技術(shù)來確保食品的安全性。未來，食品安全監(jiān)測和檢測技術(shù)將不斷進步，以滿足不斷增長的需求，并為食品行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更多支持。