微生物檢測技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用探析

◎ 楊 靜

（陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，陜西 西安 710048）

近幾年，我國食品安全問題較為嚴(yán)重，有部分食品在制作過程中，存在添加劑過量添加的問題，對人們的身體健康造成了一定威脅。食品安全檢測中使用的微生物檢測技術(shù)，是一種對食品中微生物進(jìn)行定性分析和定量檢測的技術(shù)，也是判斷食品質(zhì)量、品質(zhì)的關(guān)鍵性技術(shù)。本文對微生物技術(shù)類型進(jìn)行詳細(xì)論述，并簡單介紹了微生物檢測技術(shù)應(yīng)用時的注意事項，以供參考。

1 微生物檢測技術(shù)類型

在食品安全中，微生物檢測技術(shù)不僅可以判斷食品中微生物含量是否超標(biāo)，還能對微生物進(jìn)行定性分析，判斷該食品是否達(dá)到國家指定的安全標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 基因芯片技術(shù)

基因芯片技術(shù)以縮微技術(shù)為核心，是以基因連鎖、限制性長度的多態(tài)性及連鎖不平衡等基因定位方法為基礎(chǔ)，以同源DNA 分子雜交為基本工作原理而設(shè)計的專業(yè)檢測方法。檢測人員需要在食物中提取對應(yīng)樣本，并對食物樣本的核酸片段進(jìn)行標(biāo)識。在特定條件下，互補(bǔ)的核酸片段會直接與載體上的核酸片段雜交，再使用專業(yè)的芯片儀器檢測雜交信號，便可以得到食物樣本中目標(biāo)檢測成分的相關(guān)信息。該項檢測技術(shù)可以在短時間內(nèi)同時檢測不同類別的食品，效率極高，且檢測內(nèi)容全面，通常僅需一次檢測，便可以分析出食物中目標(biāo)成分的基因構(gòu)造[1]，而且檢測過程僅需幾小時便可完成，實用價值極高。但由于基因芯片的應(yīng)用成本較高，目前尚未得到相對廣泛的普及。

1.2 核酸型探針技術(shù)

核酸型探針技術(shù)的應(yīng)用原理是讓一段核酸序列與目的基因結(jié)合，并完成分子雜交，在雜交過程中會生成雜交信號，便可以實現(xiàn)以展示食物中目的基因的目的。所以，核酸型探針技術(shù)選用的核酸序列要有檢測標(biāo)記，與目的基因互補(bǔ)，還要保證這一段核酸序列的順序是已知的。核酸型探針技術(shù)的應(yīng)用不僅可以快速準(zhǔn)確地檢測食品中的污染物，還可以追蹤食品來源、驗證產(chǎn)品的真實性和品質(zhì)。目前，在食品檢測中，核酸型探針技術(shù)的應(yīng)用包括非放射性標(biāo)記與放射性標(biāo)記兩種。

（1）非放射性標(biāo)記。非放射性標(biāo)記的核酸型探針技術(shù)主要包括熒光標(biāo)記和化學(xué)標(biāo)記。熒光標(biāo)記的探針使用熒光染料標(biāo)記，當(dāng)探針與目標(biāo)序列結(jié)合時，產(chǎn)生的熒光信號可以通過熒光儀器進(jìn)行檢測和分析。化學(xué)標(biāo)記的探針則通過化學(xué)反應(yīng)與目標(biāo)序列結(jié)合，形成特定的化學(xué)物質(zhì)，再通過色譜或質(zhì)譜等技術(shù)進(jìn)行檢測，這些非放射性標(biāo)記的核酸型探針技術(shù)具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡便等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于食品安全檢測領(lǐng)域。

（2）放射性標(biāo)記。放射性標(biāo)記的核酸型探針技術(shù)則利用放射性同位素標(biāo)記探針，通過放射性測量儀器進(jìn)行檢測。盡管放射性標(biāo)記具有極高的靈敏度，但由于輻射危害和環(huán)境污染的風(fēng)險，其應(yīng)用受到限制，所以在食品檢測中非放射性標(biāo)記的核酸型探針技術(shù)更為常用。

1.3 酶聯(lián)免疫技術(shù)

酶聯(lián)免疫技術(shù)是一種常用于微生物檢測的分析方法，其在食品安全領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，該技術(shù)基于抗原與抗體的特異性結(jié)合原理，通過酶標(biāo)記的抗體與待檢測微生物相互作用，實現(xiàn)對微生物的快速準(zhǔn)確檢測。酶聯(lián)免疫技術(shù)主要包括酶聯(lián)免疫吸附試驗（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA） 和免疫印跡兩種常見形式。ELISA 是一種定性和定量分析微生物的方法，通過將待檢測樣品與特異性抗體預(yù)包被在微孔板上，再加入酶標(biāo)記的二抗進(jìn)行反應(yīng)，如果待檢測樣品中存在目標(biāo)微生物，酶標(biāo)記的二抗會與其結(jié)合，形成復(fù)合物[2]。通過加入底物，酶催化反應(yīng)產(chǎn)生可測量的顏色變化，從而判斷樣品中是否存在目標(biāo)微生物。而免疫印跡則是一種通過檢測目標(biāo)微生物特異性蛋白質(zhì)的方法?，F(xiàn)階段，酶聯(lián)免疫技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用非常廣泛，其可以用于檢測食品中的各類病原微生物，如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等常見致病菌，并且酶聯(lián)免疫技術(shù)還可以用于檢測食品中的食源性病毒，如諾如病毒、輪狀病毒等。

1.4 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)是基于DNA 片段擴(kuò)增的分子技術(shù)之一。該技術(shù)充分結(jié)合了菌體內(nèi)部分基因保守性較高這一特征，并在此基礎(chǔ)上采用了對保守序列擴(kuò)增的方式，完成對菌體的檢測工作。該技術(shù)的目標(biāo)特異性較強(qiáng)，在檢測中靈敏度高，準(zhǔn)確度高，且操作簡便、檢測速度較快。在國內(nèi)的微生物檢測中，尤其是如乳制品酵母菌、乳酸菌以及雙歧桿菌的檢驗中取得了不錯的成績。另外，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)在部分致病菌檢驗，如金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞李斯特菌等致病菌的檢驗中也體現(xiàn)出了極強(qiáng)的優(yōu)勢[3]。因此，該項技術(shù)常用于食源性致病菌的快速定量檢測工作中。在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法的基礎(chǔ)上，引入其他新型技術(shù)，還可以生成一系列的衍生技術(shù)。例如，實時熒光聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)，體現(xiàn)出了更高的自動化程度及特異性能，且實驗樣本不會輕易受污染。

1.5 螺旋接種法

螺旋接種法主要用于檢測食品樣品中的微生物菌落總數(shù)和菌落型，該方法的基本原理是將待檢測的食品樣品均勻涂布在含有培養(yǎng)基的瓊脂平板上，通過螺旋狀的運(yùn)動使樣品均勻分布在瓊脂平板表面，然后對瓊脂平板進(jìn)行培養(yǎng)。利用微生物在培養(yǎng)基上生長形成可見的菌落，通過計數(shù)菌落數(shù)量和觀察菌落形態(tài)，可以對食品樣品中的微生物進(jìn)行定量和初步鑒定。螺旋接種法具有許多優(yōu)勢。①該方法操作簡單，不需要復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)，適用于實驗室和現(xiàn)場的微生物檢測。②螺旋接種法具有較高的靈敏度和快速性，能夠在短時間內(nèi)獲得微生物菌落的數(shù)量信息，為食品安全管理提供了可靠的數(shù)據(jù)支持[4]。

1.6 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器具有接收器與轉(zhuǎn)換器的功能，對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號從而實現(xiàn)檢測。生物傳感器技術(shù)目前可以大致分為細(xì)胞傳感器、酶傳感器、免疫傳感器與組織傳感器等。在實踐應(yīng)用的過程中，生物傳感器技術(shù)具有許多顯著的優(yōu)勢，使其在食品安全檢測中備受關(guān)注。①生物傳感器技術(shù)具有高靈敏度和高選擇性，能夠在微生物極低濃度下進(jìn)行檢測，并且可以區(qū)分不同種類的微生物，這使得生物傳感器技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地檢測食品樣品中的微生物污染，為食品安全管理提供及時的預(yù)警和參考。②生物傳感器技術(shù)具有快速響應(yīng)和實時監(jiān)測的特點，可以在短時間內(nèi)完成微生物的檢測和分析。相比傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法或PCR 等，分子生物傳感器技術(shù)還具有便攜性和實時監(jiān)測的特點，使其在食品安全管理中的應(yīng)用更加靈活和便捷[5]。生物傳感器可以設(shè)計成便攜式的設(shè)備，能夠在現(xiàn)場進(jìn)行快速檢測，實現(xiàn)即時監(jiān)測和反饋，這對于食品生產(chǎn)現(xiàn)場、餐飲業(yè)、進(jìn)口監(jiān)管等場景非常有益，可以及時發(fā)現(xiàn)和控制微生物污染，減少食品安全風(fēng)險。

1.7 光學(xué)傳感器技術(shù)

光學(xué)傳感器技術(shù)基于光學(xué)原理和傳感器器件，利用光的特性來實現(xiàn)對微生物的檢測和分析。該技術(shù)操作簡便、成本較低、耗時較短，是一種快速微生物檢測技術(shù)。在實踐應(yīng)用中，工作人員需提前在培養(yǎng)基內(nèi)添加對應(yīng)的指示劑，微生物在代謝后形成的特異性產(chǎn)物會與指示劑發(fā)生變色反應(yīng)。此時，再使用光學(xué)檢測劑，對顏色變化情況進(jìn)行檢測、分析與統(tǒng)計，便可得出食品中的微生物性質(zhì)及其數(shù)量。光學(xué)傳感器技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用原理主要包括兩個方面，即基于生物分子識別和基于光學(xué)特性變化?；谏锓肿幼R別的光學(xué)傳感器技術(shù)利用生物分子（如抗體、DNA 等）與目標(biāo)微生物之間的特異性相互作用，實現(xiàn)對微生物的高靈敏度和高選擇性檢測。而基于光學(xué)特性變化的光學(xué)傳感器技術(shù)則是通過測量微生物引起的光學(xué)信號變化，如吸收光譜、熒光光譜等，來間接識別和定量微生物的存在。

1.8 電阻電導(dǎo)檢測技術(shù)

大分子導(dǎo)電率較低，將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子降解，生成導(dǎo)電率較高的小分子后，使用電阻電導(dǎo)檢測技術(shù)分析培養(yǎng)液的導(dǎo)電率，便可得出其中各項微生物細(xì)菌的特征。通過繪制阻抗曲線，對曲線進(jìn)行分析與合理推斷后，便可得出食物中的微生物性質(zhì)與微生物含量。該技術(shù)的應(yīng)用成本較低、檢測效率較高，除了可以判斷食品中微生物含量以外，還能夠分析出微生物的代謝速率，進(jìn)而判斷食品保質(zhì)期，在食品安全中的應(yīng)用價值較高，適合大范圍推廣。①電阻電導(dǎo)檢測技術(shù)具備快速性和實時性的優(yōu)勢。電阻電導(dǎo)檢測技術(shù)可以在短時間內(nèi)完成檢測過程，無須復(fù)雜的前處理步驟，使得其在食品生產(chǎn)線上的應(yīng)用非常便捷，可以實現(xiàn)對大量樣品的快速檢測和分析。②電阻電導(dǎo)檢測技術(shù)具有較高的敏感性和特異性。電阻電導(dǎo)檢測技術(shù)可以靈敏地檢測和測量微生物引起的電導(dǎo)率或電阻變化，從而實現(xiàn)對微生物的高靈敏度檢測。以大腸桿菌為例，其是一種常見的食品安全指示菌，傳統(tǒng)的大腸桿菌檢測方法需要長時間的培養(yǎng)步驟，并且需要進(jìn)行復(fù)雜的生化測試。而采用電阻電導(dǎo)檢測技術(shù)，操作步驟相對簡單，通過測量樣品中電導(dǎo)率的變化，可以快速判斷樣品中是否存在大腸桿菌，并且可以根據(jù)電導(dǎo)率的變化量來估計大腸桿菌的數(shù)量。

2 微生物檢測技術(shù)應(yīng)用時的注意事項

微生物檢測技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用具有重要的意義，可以確保食品的質(zhì)量和安全。微生物檢測技術(shù)對實驗樣本的要求較高，且檢測技術(shù)的檢測可信度受外界環(huán)境因素影響較為嚴(yán)重，在檢測時，很有可能會受個別顯性要素或隱性要素干擾，影響檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。同時，國內(nèi)的食品微生物檢測質(zhì)量存在一定差異，源于不同區(qū)域的食品安全檢測部門標(biāo)準(zhǔn)不一致。因而，提高微生物檢測標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范各地區(qū)食品安全檢測指標(biāo)，統(tǒng)一微生物檢測技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，是提高微生物檢測技術(shù)應(yīng)用效果的有效舉措。所以，在應(yīng)用微生物檢測技術(shù)時，應(yīng)通過科學(xué)、合理的效果評價，對整個檢測流程進(jìn)行分析，以此排除檢測過程中各種潛在要素對檢測結(jié)果的干擾。此外，實驗室操作的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性也是微生物檢測中的關(guān)鍵。在進(jìn)行實驗室操作時，需要遵循嚴(yán)格的操作規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)操作程序，確保操作的一致性和可重復(fù)性。實驗室環(huán)境的清潔和消毒也十分重要。通過采取一系列的措施，如備好試劑和培養(yǎng)基、準(zhǔn)確稱量、做好實驗器皿的潔凈和消毒等，以確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語

食品安全問題關(guān)乎民生，各部門檢測人員都需加大對食品安全管理的重視程度。而現(xiàn)階段，微生物檢測技術(shù)能夠在極短時間內(nèi)，快速、準(zhǔn)確地測量出食品中是否含有有害微生物，可以為食品安全管理提供有效保障。值得注意的是，在使用微生物檢測技術(shù)檢測食品時，針對不同的食品類別應(yīng)選擇與之對應(yīng)的檢測技術(shù)，這樣才能保障食品檢測的合規(guī)性、合理性，進(jìn)一步提高工作效率，并為其制定科學(xué)、合理的效果評價體系，排除檢測時面臨的干擾，使微生物檢測技術(shù)發(fā)揮出其核心作用，為食品安全貢獻(xiàn)力量。