微生物檢測技術在食品安全檢測中的運用

◎ 王麗萍，王東銘，張躍鳴，徐明揚，秦蕓樺

（浙江公正檢驗中心有限公司，浙江 杭州 311305）

近年來，我國市場上的食品種類越來越多，滿足了人們各種食用要求，但食品市場的爆發也帶來了食品安全威脅，給行業監管帶來了巨大的工作壓力。隨著人們對食品安全問題的日漸重視，各個食品生產廠家在食品生產的過程中，需要加強食品安全檢測，通過微生物檢測等技術對食品進行全面把關，判定食品是否存在安全問題，實現規范、安全生產，提高企業在市場上的公信力和影響力。

1 食品微生物檢測內容

1.1 食品污染程度檢測

在食品安全檢測方面，利用微生物檢測技術開展安全檢測時，應重視食品污染程度檢測。菌落總數是食品檢樣經過處理，在一定條件下（如培養基、培養溫度和培養時間等）培養后，所得每g或每mL檢樣中形成的微生物菌落總數，是判定食品污染程度的標志。大腸菌群是在一定培養條件下能發酵乳糖、產酸產氣的需氧和兼性厭氧革蘭氏陰性無芽胞桿菌。針對這一檢測內容，一般可采用MPN法和VRBA平板計數法，可以根據檢測結果來分析食品糞便的污染程度，獲得準確的食品安全性評價結果[1]。

1.2 食品內的致病菌檢測

現行的食品安全法律法規明確規定了食品中微生物的限量值，一旦超出了這一限量值，食品安全將難以保障。在開展食品安全檢測時，除了要進行污染程度的檢測，更需要進行致病菌檢測。食品中的致病菌并非只有一種，在開展檢測工作時要根據致病菌類型來進行檢測方法的選擇，比如，很多食品在檢測時，都會將沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和蠟樣芽胞桿菌作為重點的致病菌檢測對象。我國食品中沙門氏菌的限量值為不得檢出，金黃色葡萄球菌的限量值為n=5，c=1，m=100，M=1 000，即同一批次的5個樣品中金黃色葡萄球菌的含量≤100 CFU·g-1，或有1個樣品金黃色葡萄球菌的含量在100～1 000 CFU·g-1，則該批次樣品合格；若有1個以上樣品金黃色葡萄球菌的含量在100～1 000 CFU·g-1或有任一樣品的金黃色葡萄球菌的含量大于1 000 CFU·g-1，該批次樣品不合格。雖然國家標準對食品中的蠟樣芽胞桿菌未作要求，但當食品中蠟樣芽胞桿菌總量處于108～109CFU·g-1時，也可能出現食物中毒。因此，任何類型的食品安全檢測中，都要重視致病菌檢測。

2 微生物檢測技術在食品安全檢測中的應用

2.1 基因探針技術

基因探針技術屬于微生物檢測技術中的一種，是利用同位素、生物素等來進行已知序列核苷酸的檢測。其檢測實現了分子雜交技術與目的基因的高度結合，在二者高度結合的條件下，也就同步產生了雜交信號，借助于這些信號就可以進行相應的基因識別。根據當下的技術發展現狀，基因探針技術下的基因探針標記尤為重要，具體包含了同位素標記和非同位素標記兩種方法。使用同位素標記方法，特異性相對突出，可在極短的時間內得到食品中病原微生物的信息，但同位素標記檢測也存在著一定的不足，表現為：當進行同位素標記時，可能會出現一定的放射性污染，這些污染產物對人體的危害較大；同位素基因探針下的半衰期相對較短，需在檢測的同時進行對應的安全處理；紫外線照射后極易出現分解現象，干擾正常的檢測工作；標本中的內源性生物蛋白質與其他糖蛋白可能會導致背景加深、非特異性反應[2]。而非同位素標記卻恰好可以解決同位素標記中的這些問題，在利用基因探針技術開展檢測工作時，可根據檢測對象的特點選擇標記的類型。

2.2 聚合酶鏈式反應技術

當下的食品安全檢測工作開展時，基因探針技術的應用范圍廣，但使用該技術開展檢測工作時，每檢測一種菌就需要一種探針，雖存在檢測效率方面的優勢，但因為檢測量大，需要對大量的樣品進行培養，樣品培養增大了檢測處理難度，使其推廣應用存在一定的限制。

聚合酶鏈式反應技術的出現突破了樣品培養的限制，可經由擴增DNA或者增加檢測樣品中的核苷酸片段來獲得對應的檢測結果，其檢測的技術原理為：在加熱處理下，雙鏈DNA可被裂解為兩條單鏈DNA，形成DNA聚合酶模板，在此基礎上進入降溫處理環節，將前期所得到的核苷酸引物與DNA分子的互補序列依次實施退火和升溫處理，在這些處理工序下，酶促延伸引物和DNA可以直接配對形成新的模板，最后開展多次加熱處理，進入退火與延伸的循環階段。通常情況下，退火溫度越高，擴增的特異性越理想，所合成的DNA片段越大，也就意味著在合成過程中需要更多的時間。在每一次循環流程結束后，靶向DNA可擴增一倍，在循環40次以后基本可達到100萬倍的擴增目標。在擴增結束以后，經由凝膠電泳、紫外核酸檢測儀來進行DNA擴增結果的全面檢測，得到相應的檢測結果。

2.3 生物傳感器技術

在利用生物傳感器技術開展食品安全檢測工作時，為得到準確的檢測結果，需將抗體、核酸、多糖化合物等生物受體復合物與物理化學傳感器進行有效連接，這些不同要素相互連接后，抗原與抗體之間會發生明顯的相互作用，對特異性生物情況進行觀測就可識別異常情況。復雜樣品的生物光譜、過敏反應等可利用生物傳感器技術來判斷；對檢測結果進行分析可確定微生物種類、耐藥性等信息[3]。目前，很多生物傳感器都獲得了商業上的成功，如發酵傳感器、微生物傳感器、細胞傳感器等，在未來的生物傳感器技術發展中，應加大在微生物敏感性方面的技術創新。

2.4 生物芯片技術

生物芯片技術在食品安全檢測方面也十分有效，被稱為DNA微陣列技術，在利用這一技術開展相應的檢測工作時，需構建對應的微點陣列，該陣列是在預定位置上固定的固相載體上的多個核酸分子所形成的，這些核酸分子的面積非常小。在食品安全檢測中，要發揮生物芯片技術的優勢，需進行核酸片段的標記，在特定的環境條件下，確保互補核酸片段可以與載體上的核酸分子進一步雜交，經由所配備的芯片閱讀儀，可在對雜交信號分析的基礎上得到關于食品安全的對應結果[4]。從本質來看，生物芯片技術為雜交技術，這一技術具有高度的集成化特征，克服了傳統雜交技術在檢測方面的諸多限制，雖然具有自動化的特點，但因為芯片制作和樣品標記中需注意的要點較多，使其在一些食品安全檢測時存在一定的限制。

2.5 免疫學技術

食品安全檢測中的免疫學技術包含了多種的技術，主要包括以下2種：①免疫熒光技術。在抗原或者抗體上進行具有熒光的色素標記，而這些色素不會對該抗原或者抗體產生任何的干擾，在標記以后，這些色素就會與對應的抗原或者抗體進行有效結合，利用熒光顯微鏡就可以進行特異性熒光反應的觀測。沙門氏菌、葡萄菌毒素、單核細胞李斯特氏菌等的檢測中，免疫熒光技術的優勢較明顯。此技術雖具有檢測速率高的優勢，但操作流程繁多。②酶聯免疫吸附技術。在固相載體上進行抗體或者抗原的吸附，隨后開展免疫酶染色，底物染色以后，對有色底物開展定量化分析，就可以得到待測物質的含量。酶聯免疫吸附技術結合了免疫熒光與放射免疫的優勢，兼具高效性、可定量分析、標記物穩定方面的優勢，在雜色曲霉、白地霉等的檢測中十分有效。

2.6 生理生化產物檢測技術

生物生化產物檢測技術主要有以下幾方面的技術：①電阻抗技術。細菌處于不斷生長的階段，大分子物質可逐步在此過程中降解為活躍帶電小分子，經由對阻抗電變化微弱程度的檢測，就可以獲得關于細菌數量的信息。這一檢測技術靈活性高，便捷性強。②微熱量技術。細菌在生長時伴隨著一定的熱量產生，通過對熱量變化規律的掌握，就可以進行細菌的識別與鑒定，因為不同類型的細菌在生長時產生的熱量也有各自的特點，利用這一檢測技術的成本投入較低，可在短時間內快速得出檢測結果[5]。③放射檢測法。細菌生長時，碳水化合物可被分解產生二氧化碳，對碳水化合物分子進行放射性標記后，直接通過對細菌生長階段的二氧化碳檢測，就可以得到細菌檢測結果。

2.7 現代化儀器檢測技術

隨著人們對食品安全問題的日漸關注，很多現代化檢測儀器逐步被應用到了檢測工作中，主要為：①紅外線光譜檢測技術。對致病菌進行近紅外光譜的掃描，獲得細胞壁的組成成分、生物分子結構等信息，在此基礎上分離出致病菌的特異性光譜帶，建立細菌紅外光譜數據庫，通過檢索數據庫的方式快速得到食品中致病菌信息。②流動細胞技術。借助于流式細胞儀來完成對致病菌的細胞懸液的檢測，所得到的熒光濃度與DNA片段的大小有著一定的關系，實現致病菌絕對計數。

3 結語

當下食品行業雖發展迅速，但食品安全問題時有發生，國家在食品安全監管方面的投入刺激了食品安全檢測技術的發展，微生物檢測技術的類型多樣，技術先進性明顯，為利用微生物檢測技術得到準確的檢測結果，應根據食品特性來進行對應的檢測技術選擇和應用。