微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用

摘 要：隨著生物科技的快速發(fā)展，具有較高檢測效率和精準性的微生物檢測技術(shù)逐漸成為食品安全領(lǐng)域不可或缺的檢測工具，其在食品檢測中的應(yīng)用愈發(fā)受到社會的關(guān)注。鑒于此，本文介紹微生物檢測技術(shù)，闡述微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用范圍以及應(yīng)用要點，以供相關(guān)領(lǐng)域人員參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：微生物檢測技術(shù)；食品安全；食品檢驗

Application of Microbiological Detection Technology in Food Inspection

ZHANG Lin

（Heze City Food and Drug Inspection and Testing Research Institute， Heze 274000， China）

Abstract： With the rapid development of biotechnology， microbial detection technology with high detection efficiency and accuracy has gradually become an indispensable detection tool in the field of food safety， and its application in food detection has attracted more and more attention from the society. In view of this， this paper introduces the microbial detection technology， and expounds the application scope and application points of microbial detection technology in food inspection， so as to provide reference and reference for personnel in related fields.

Keywords： microbiological detection technology; food safety; food inspection

隨著健康意識的不斷提升，人們對食品安全管理工作提出了更高的要求。鑒于微生物污染是誘發(fā)食品質(zhì)量安全問題的一個重要因素，為了更有效地保障大眾的生命健康，必須進一步提升食品微生物檢測的質(zhì)量和水平。近年來，隨著生物科技的快速發(fā)展，耗時較長、敏感性和特異性有限的傳統(tǒng)微生物檢測方法，逐漸被酶聯(lián)免疫吸附測定、聚合酶鏈式反應(yīng)檢測、基因探針檢測、生物傳感器檢測等現(xiàn)代化微生物檢測技術(shù)取代，使得食品微生物檢測的準確性、靈敏度及效率得到顯著的提升。由此可見，為了進一步提升食品微生物檢測的技術(shù)水平，強化食品質(zhì)量安全保障工作，深入探索微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。

1 微生物檢測技術(shù)

1.1 酶聯(lián)免疫吸附測定

酶聯(lián)免疫吸附測定是一種基于抗原-抗體反應(yīng)的高通量微生物檢測技術(shù)。其檢測原理是將固定有特異性抗體的固相載體與待檢樣品接觸，若待檢樣品中存有目標微生物，則接觸過程中目標微生物會與特異性抗體結(jié)合。隨后，添加酶標二抗和底物，通過顯色反應(yīng)的強度即可實現(xiàn)目標微生物的定性、定量檢測。實際應(yīng)用中，酶聯(lián)免疫吸附測定又可細分為“直接型”“間接型”“夾心型”“競爭型”4種類型。其中，夾心型酶聯(lián)免疫吸附測定是將兩種特異性抗體分別固定在固相載體和酶標抗體中，通過“夾心”形式來檢測目標微生物，因此具有更高的特異性和靈敏度，且在食品檢測中的應(yīng)用更為廣泛。為了保證酶聯(lián)免疫吸附測定的精準性，用于標記的酶應(yīng)具備室溫下穩(wěn)定、有高度的活性和敏感性、反應(yīng)產(chǎn)物易于顯現(xiàn)的特性，如葡萄糖氧化酶、堿性磷酸酶、辣根過氧化物酶等。因具有高靈敏度、高特異性和操作簡便的特點，現(xiàn)階段酶聯(lián)免疫吸附測定被廣泛應(yīng)用于食品中沙門氏菌、大腸桿菌等病原微生物或致病因子的快速檢測[1]。

1.2 基因探針檢測

基因探針檢測是一種通過遺傳物質(zhì)來快速識別特定種類微生物的技術(shù)形式。其核心檢測原理是基于核酸的互補配對原則，針對目標微生物設(shè)計帶有放射性或熒光標記的特異性基因探針。檢測時，將基因探針與待檢樣品接觸，若待檢樣品中含有目標微生物，則基因探針會與目標微生物中特定的DNA或RNA序列進行特異性雜交，形成穩(wěn)定的雙鏈結(jié)構(gòu)。檢測技術(shù)人員可通過熒光或放射信號的強弱來識別目標微生物及判斷濃度。實際應(yīng)用中，基因探針檢測的優(yōu)勢體現(xiàn)在3個方面。①具有高度的特異性，能夠?qū)崿F(xiàn)低豐度微生物的靈敏檢測。②可直接檢測目標微生物的基因，檢測過程無須進行微生物培養(yǎng)，針對生長緩慢、難以培養(yǎng)的病原微生物具有理想的檢測效果。③可同時對待檢樣品中多種微生物進行同步檢測，能夠滿足復(fù)雜目標的檢測需求[2]。

1.3 生物傳感器檢測

生物傳感器檢測是一種將抗體、酶、DNA探針等特異性生物識別元件與物理/化學(xué)傳感器有機結(jié)合后，進行微生物識別檢測的技術(shù)形式。目前，食品安全檢測領(lǐng)域廣泛使用的生物傳感器主要由生物識別元件、信號轉(zhuǎn)換器、信號處理器3部分組成。其檢測原理是將生物傳感器與待檢樣本接觸，生物傳感器中的生物識別元件（抗體、酶、DNA探針等）會通過特異性生化反應(yīng)識別樣本中存在的目標微生物。與此同時，信號轉(zhuǎn)換器會將識別過程轉(zhuǎn)化為物理/化學(xué)信號，信號處理器則會將這些信號處理放大，使其更易被觀察、讀取和解釋。通過物理/化學(xué)信號的科學(xué)分析，檢測技術(shù)人員便可完成待檢樣品中目標微生物的精準分析。實際應(yīng)用中，基因探針檢測的優(yōu)勢體現(xiàn)在兩個方面。①具有良好的可移植性和靈敏度，檢測設(shè)備小巧便捷，非常適合病原性微生物的現(xiàn)場快速檢測。②設(shè)計非常靈活，可根據(jù)不同類型微生物的檢測需求進行針對性設(shè)計和定制檢測[3]。

1.4 聚合酶鏈式反應(yīng)檢測

聚合酶鏈式反應(yīng)檢測是一種通過體外擴增特定DNA片段來檢測目標微生物的技術(shù)。其核心檢測原理是利用高溫變性和低溫退火的循環(huán)過程模擬DNA的天然復(fù)制過程，使目標DNA序列迅速擴增，由此實現(xiàn)待檢樣品中目標微生物的高靈敏度檢測。其檢測過程包含3個環(huán)節(jié)。①通過化學(xué)裂解、酶裂解、物理裂解等方法提取模板DNA，并以93 ℃的溫度對其持續(xù)加熱一定時間，使其變性解離為單鏈。②加入引物并降溫至55 ℃，此時解離出的單鏈會按照堿基互補配對原則與引物結(jié)合。③恒溫至72 ℃并添加DNA聚合酶，此時單鏈與引物的結(jié)合物會在DNA聚合酶的作用下，以靶序列為模板、以dNTP為反應(yīng)原料，按照堿基互補配對與半保留復(fù)制原則，形成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復(fù)制鏈。重復(fù)上述3個環(huán)節(jié)，即可實現(xiàn)特定DNA片段（模板DNA）的擴增。在此基礎(chǔ)上，通過凝膠電泳、熒光定量PCR和數(shù)字PCR等檢測方法，便可實現(xiàn)目標微生物的定性定量檢測。此類技術(shù)形式最突出的優(yōu)勢在于能夠在短時間內(nèi)快速擴增極少量的特定DNA片段，因此具有非常高的檢測靈敏度、特異性和精準性[4]。

1.5 環(huán)介導(dǎo)恒溫放大技術(shù)

環(huán)介導(dǎo)恒溫放大技術(shù)能夠在恒溫條件下（60～65 ℃），借助多引物擴增系統(tǒng)，在短時間內(nèi)對待測樣品中的目標DNA片段進行高效擴增。相較于聚合酶鏈式反應(yīng)檢測技術(shù)，該技術(shù)不需要模板的熱變性、溫度循環(huán)、電泳及紫外觀察等過程，且具有特異性強、操作簡單、檢測快速、檢測范圍廣以及檢測靈敏度高等特點。在實際應(yīng)用過程中，該技術(shù)的核心檢測原理是針對目標DNA（靶基因）上的6個區(qū)域設(shè)計6條引物，分別為2條外引物、2條內(nèi)引物和2條環(huán)引物。在恒溫條件下，利用鏈置換型DNA聚合酶，如Bst DNA聚合酶等進行擴增反應(yīng)。此時，靶基因可在極短的時間內(nèi)進行擴增，并產(chǎn)生大量的白色沉淀（焦磷酸鎂）。檢測人員通過肉眼觀察檢測樣品是否出現(xiàn)白色沉淀來判斷樣品中是否含有靶基因（檢測目標物），從而實現(xiàn)檢測目標物的定性分析。為了保證檢測的精準性，可利用膠體金檢測、熒光檢測、濁度檢測等方法，更加精準地檢測、判斷樣品中是否含有檢測目標物。相較于聚合酶鏈式反應(yīng)技術(shù)，環(huán)介導(dǎo)恒溫放大技術(shù)更適用于現(xiàn)場快速檢測。目前，該技術(shù)已廣泛用于食品中大腸桿菌、沙門氏菌等病原性微生物的檢測中，并獲得了較為理想的應(yīng)用效果。

2 微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用范圍

2.1 生產(chǎn)環(huán)境檢測

食品生產(chǎn)加工環(huán)境的潔凈程度關(guān)乎食品的質(zhì)量安全性。因此，對食品生產(chǎn)加工環(huán)境中的病原性微生物進行嚴格檢查是微生物檢測技術(shù)在食品安全檢驗中的一個重要應(yīng)用范圍?；谖⑸餀z測技術(shù)的應(yīng)用，及時發(fā)現(xiàn)并控制食品生產(chǎn)環(huán)境中潛在的微生物污染源，能夠有效預(yù)防病原性微生物誘發(fā)的食品安全問題，對于食品企業(yè)構(gòu)建科學(xué)化、規(guī)范化生產(chǎn)環(huán)境控制體系，提升食品生產(chǎn)整體衛(wèi)生水平具有積極的支撐作用。例如，某肉類加工廠在運營生產(chǎn)過程中，會嚴格按照相關(guān)規(guī)范標準的要求，定期使用無菌棉簽擦拭生產(chǎn)線設(shè)備（傳送帶、切割工具等）表面，然后將棉簽上的樣本提取并進行酶聯(lián)免疫吸附測定，通過顯色反應(yīng)的強度來判斷生產(chǎn)線設(shè)備表面病原性微生物的存在情況及含量，根據(jù)檢測結(jié)果及時開展針對性的清潔和消毒工作，以此有效降低食品安全問題的發(fā)生概率[5]。

2.2 原輔料質(zhì)量檢測

食品生產(chǎn)過程中，原輔料的質(zhì)量對于最終產(chǎn)品的食品安全性具有決定性的影響。因此，對原輔料中的病原性微生物進行嚴格檢查是微生物檢測技術(shù)在食品安全檢驗中的另一個重要應(yīng)用范圍?；谖⑸餀z測技術(shù)的應(yīng)用，及時發(fā)現(xiàn)攜帶或滋生霉菌、細菌等病原性微生物的原輔料，避免這些存在質(zhì)量問題的原輔料投入生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，能夠從根源上保證食品產(chǎn)品的質(zhì)量安全性。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標準的要求，食品生產(chǎn)原輔料微生物檢測需包含細菌總數(shù)、特異性致病因子、腐敗菌、指標微生物和霉菌與酵母菌等關(guān)鍵指標，以此最大限度地保證原輔料的質(zhì)量安全性。例如，某乳制品生產(chǎn)企業(yè)在進行產(chǎn)品生產(chǎn)前，會利用聚合酶鏈式反應(yīng)檢測技術(shù)對來自不同供應(yīng)商的鮮奶樣品（原料）進行嚴格的微生物檢測，精準判斷原料中金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、克羅諾桿菌和地衣芽孢桿菌等病原性微生物的存在情況，對于檢測未達標的原料不予使用并立即通知供應(yīng)商采取整改措施，以此確保企業(yè)生產(chǎn)食品的質(zhì)量安全性[6]。

3 微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用要點

3.1 樣品質(zhì)量控制

食品檢驗中，待檢樣品的質(zhì)量將直接影響最終的檢驗結(jié)果。因此，在應(yīng)用微生物檢測技術(shù)進行食品檢驗時，必須切實做好樣品質(zhì)量控制工作。常規(guī)要求包括兩個方面。①采樣環(huán)節(jié)，應(yīng)先對采樣目標的基本信息進行核對，然后遵循無菌采樣、多點采樣等原則進行樣品提取，過程中必須嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范對操作流程和取樣環(huán)境進行科學(xué)控制，以此確保樣品的代表性和質(zhì)量性。②封裝運輸環(huán)節(jié)，當樣品采集完畢后應(yīng)使用石蠟、特殊紙黏著劑等材料對樣品進行規(guī)范化包裝和封口，同時認真、完整地填寫樣品信息。微生物檢測樣品采集完畢后需在

6 h內(nèi)送達實驗室，運輸過程中需根據(jù)樣本特征和檢測技術(shù)要求，靈活采取低溫保存、添加RNA保護劑等措施并科學(xué)控制保存溫度[7]。

3.2 實驗室內(nèi)部控制

為保障微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用效果，最大限度地確保檢測結(jié)果的精準性，還需切實做好實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制工作。①嚴格按照相關(guān)規(guī)范標準定期對實驗室內(nèi)的空氣及器物表面進行清潔和消毒，將微生物污染風險降至最低。②定期對檢測儀器進行校準和維護，確保檢測儀器功能狀態(tài)正常。例如，聚合酶鏈式反應(yīng)檢測應(yīng)定期進行溫度校準，以此確保擴增反應(yīng)的準確性。③檢測時，應(yīng)由兩名以上不同資質(zhì)的檢測技術(shù)人員獨立對同一樣品進行檢測并將結(jié)果一致性閾值設(shè)定在99.5%以上。只有達到該閾值的檢測結(jié)果才能認定有效性。④建立嚴格的質(zhì)量控制體系。例如，在進行聚合酶鏈式反應(yīng)檢測時應(yīng)包含陽性和陰性對照樣本，確保擴增反應(yīng)的特異性和準確性；每月至少1次利用標準物質(zhì)進行內(nèi)部校準并確保偏差率≤0.1%；針對關(guān)鍵樣品，應(yīng)采用不同技術(shù)方法進行多次檢測，通過對比分析驗證檢測結(jié)果的科學(xué)性[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，為了更好地保證食品的質(zhì)量安全性，食品安全檢測機構(gòu)應(yīng)通過酶聯(lián)免疫吸附測定、基因探針檢測、生物傳感器技術(shù)、聚合酶鏈式反應(yīng)檢測等多種形式，將微生物檢測技術(shù)靈活運用到食品檢驗中，從食品生產(chǎn)環(huán)境和食品原輔料質(zhì)量兩個層面對食品中的病原性微生物進行精準檢測和有效控制，以此最大限度地避免食品因微生物因素而出現(xiàn)質(zhì)量安全問題。

參考文獻

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