新技術在食品微生物和藥品微生物檢驗檢測中的應用

李昀錚，侯 磊，陳尚昆，高 晗，楊曉鶴

（1.松原市食品藥品檢驗所，吉林松原 138000；2.白城市食品藥品檢驗所，吉林白城 137000）

食品、藥品衛生質量對人體健康有著重要的影響。隨著社會生產力的提高，各類食品藥品琳瑯滿目，給消費者提供了更多的選擇，但同時也面臨著更多的食品藥品安全風險。我國每年有大批的食品藥品在衛生安全檢驗檢測中存在微生物污染、質量不達標、農獸藥殘留等方面的問題，可見食品藥品安全質量檢驗檢測的重要性。由于食品、藥品安全質量問題頻發，其衛生檢驗檢測備受廣大消費者的關注。傳統的微生物檢驗檢測技術周期長、效率低，很難適應食品藥品市場監管的需求。研究新技術在食品微生物和藥品微生物檢驗檢測中的應用，對提高食品藥品微生物檢驗檢測水平有著重要的意義。

1 食品藥品微生物檢驗檢測的內容

1.1 指標性菌種

指標性菌種主要指菌落總數與大腸桿菌群兩項指標。菌落總數是衡量食品藥品受微生物污染程度的重要指標。傳統微生物菌落總數檢測時，通過將食品藥品樣品標準化與處理后再稀釋，在一定的條件下培養一定的時間，最后計算菌落總數。大腸桿菌群是判定食品衛生情況的重要指標，主要存在于人、畜糞便中。傳統大腸桿菌群的測定需要將樣品在37 ℃下培養24 ～48 h，使之發酵為乳糖，通過觀察乳糖產氣和革蘭氏染色陰性無芽孢桿菌情況計算大腸桿菌群總數，從而判斷食品中糞便污染指數。菌落總數、大腸桿菌群數還可用免疫檢測法進行測定。常用的檢測新技術有放射免疫分析法、酶聯免疫分析法等[1]。

1.2 致病菌

常見的致病菌有金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、沙門氏菌等。致病菌可隨食物進入人體腸道，進而在腸道定植與繁殖，誘發身體組織細胞炎癥或病變，導致身體感染疾病。對致病菌的檢驗檢測主要在于測定總量是否超過國家規定的標準。以蠟樣芽孢桿菌為例，每克食品中含有蠟樣芽孢桿菌的數量介于108～109個/g 時，就會存在食品中毒的風險。

1.3 農獸藥殘留

食品中的農獸藥殘留對人體健康影響極大。在農獸藥殘留中最常見的包括興奮劑和激素，主要應用生理化技術對其進行測定。食品藥品中的激素殘留主要指蛋白質，主要通過抗原、抗體的特異性反應完成測定。例如，氯霉素采用色譜、質譜聯合檢測的方式測定殘留，或直接采用氯霉素免疫檢測試劑盒進行測定。此外，還可以利用固相萃取、基質固相分散技術、超臨界流體萃取以及免疫親和色譜等技術完成測定。

2 新技術在微生物檢驗檢測中的應用

2.1 分子生物學技術的應用

2.1.1 PCR 技術

聚合酶鏈式反應技術（Polymerase Chain Reaction，PCR）分為常規PCR 技術和多重PCR 技術。常規PCR 技術多應用于分子試驗過程中對特定DNA 片段的擴增，操作步驟依次為高溫變性、低溫退火、延伸。常規PCR 技術多應用于食品藥品微生物快速檢驗檢測中，具有檢測結果準確性高的應用優勢。多重PCR 技術較常規PCR 技術檢測過程中加入了多種引物，利用引物之間的互補對不同DNA 片段進行擴增。多種PCR 擴增的檢測效率比常規PCR 更高，主要應用于食品中細菌、酵母菌、乳酸菌的快速檢測[2]。

2.1.2 環介導等溫擴增技術

環介導等溫擴增技術是一種核酸擴增新技術，主要應用于食品藥品中細菌、真菌及寄生蟲的快速測定。

2.1.3 核酸探針技術

核酸探針技術是以一種從分子視角檢驗檢測食品藥品微生物并檢測微生物類型及數量的新技術。其原理是通過將已知序列的核苷酸片段加入被檢測DNA 片段中，使同源序列中的DNA 形成雜交雙鏈并放出信號。利用其信號就可以對食品藥品樣品中的微生物進行測定。核苷酸的成分分為RNA 與DNA，不同成分的核苷酸探針應選擇對應的探針方法。該技術具有操作簡單方便、經濟性好的應用優勢。

2.2 生理生化技術的應用

2.2.1 ATP 生物發光法

ATP 生物發光法是一種借助生物理化技術快速檢驗檢測微生物的新技術。常用的檢測方法有ATP生物發光法和微量生化法兩種。ATP 生物發光法需要先用光度計檢驗熒光素的含量，再以ATP 濃度作為微生物數量定量分析的依據。微量生化法常用于檢驗食品中的指標性菌種。檢測方法包括放射測量法、微熱量技法。前者以微量放射性標記物對菌群生長中所需的碳水化合物進行標記，再通過二氧化碳濃度分析菌落總數。后者通過菌群生長產生的熱量計算和分析菌落總數[3]。

2.2.2 生物傳感技術

生物傳感技術是一種借助待測分子和特定識別元件間的特異性結合反應產生的信息識別信號，并對信號進行定量分析，從而實現對食品藥品中微生物測定的方法。該技術具有操作簡單、檢測效率高、成本低且可重復使用的應用優勢。

2.3 質譜技術的應用

質譜技術是一種借助質譜儀快速檢測微生物的新技術，多應用于對海產品、水果、蔬菜等食品中腐敗菌受污染程度的檢測。在實際檢驗檢測過程中，一般需要用液相色譜分離技術對細菌進行分離和提取，再應用質譜技術對其進行鑒定，提取屬特異性和種特異性峰的數量、質量，并進行生物標記。該技術具有檢測效率高、檢測結果準確性高的應用優勢。

2.4 光譜技術的應用

2.4.1 近紅外光譜技術

近紅外光譜技術主要用于檢測肉類食品中蛋白質、核酸等生物大分子含量及細菌污染程度，并綜合檢測結果分析肉類產品的新鮮度。肉類產品在發生腐敗時就會滋生細菌，采用近紅外光譜法可以對樣品中的細菌進行檢測和定量分析。

2.4.2 高光譜圖像技術

高光譜圖像技術是一種融合了光譜信息與影像學資料的微生物檢測分析技術。通過高光譜儀遙感技術獲取食品樣品的高光譜圖像，然后對微生物的量進行測定。該技術具有分辨率高、測定范圍廣的應用優勢。

2.4.3 拉曼光譜技術

拉曼光譜技術的原理是通過散光光線照射食品樣品發生的散射現象，來測定和分析食品中微生物含量的方法。

2.5 免疫學檢測技術的應用

2.5.1 酶聯免疫吸附技術

酶聯免疫吸附技術是借助抗原體特異性與酶的高效性優勢聯合測定食品藥品微生物并進行定量分析的新技術。常用的檢驗檢測方法有雙抗體夾心法、間接法、競爭法等。其中雙抗體夾心法多用于小分子食品微生物的快速檢驗，具有檢測效率高、靈敏度高的應用優勢。

2.5.2 免疫磁性微球技術

免疫磁性微球技術是一種利用微球固化和免疫學原理快速測定食品藥品微生物的新技術。該技術在實際操作中要求微球的制作應保證大小均勻，且沉于底部，不能有氣泡。其檢測優勢是操作簡單快捷、成本低，常見于對肉類、牛奶、蔬菜等食品微生物的檢驗檢測。例如，使用免疫磁性微球技術檢測金黃色葡萄球菌，檢測時間為3 h，最低檢測限為105CFU/mL，而聯合應用微球技術可使其表層的蛋白與金黃色葡萄球菌快速結合，再借助顯微鏡觀察和定量分析金黃色葡萄球菌數[4]。

3 新技術在食品藥品微生物檢驗檢測中應用的發展趨勢

3.1 傳統檢測技術與新技術的聯合應用

現階段我國使用的分析生物技術檢驗的國家標準結合了傳統的鑒定技術及分子生物檢測新技術，主要應用于肉毒梭菌、大腸埃希氏菌的檢驗。檢驗流程為增菌、生化反應鑒定、分析生物學鑒定，其中也使用了傳統的涂布平板法測定微生物數量。傳統鑒定技術與新技術的聯合應用結合了傳統檢測技術與新技術的優勢，有利于提高對食品藥物微生物檢驗檢測結果的準確性，提高微生物檢驗檢測的效率。

3.2 現有技術的擴展性應用

現有的微生物檢驗檢測新技術隨著數字化技術、自動化技術的引入，功能擴展的潛力較大。例如，數字PCR 技術在PCR 技術的基礎上融合了數字化分析技術，可以對相關材料進行數字化分析，有利于提高對活菌群定量分析的精準性。食品藥品微生物檢驗檢測中的液相芯片技術、全自動PCR 技術、微流控芯片等均引入了新技術，在微生物檢驗檢測方面的自動化、數字化、智能化功能也隨著新技術的不斷引入而不斷加強，顯示出了微生物快速檢驗檢測的發展優勢[5]。

3.3 新技術的開發與創新性應用

在食品藥品微生物檢驗檢測新技術應用中，一些配套設施設備及其技術的應用為微生物檢驗檢測提供了更多的可能，如菌體直接富集分離技術、DNA 提取技術、菌培養富集技術等。相關的配套設施設備及新技術的開發和創新性應用不僅提高了微生物增菌、菌體分離的效率，還為食品藥品微生物快速檢驗檢測提供了方便，這對于快速測定食品藥品中是否存在致病菌具有重大意義。

4 結語

綜上所述，食品藥品微生物檢驗檢測技術始終在不斷的發展和進步。食品藥品微生物檢驗檢測新技術中也聯合了傳統的微生物鑒定技術，對新技術檢驗檢測進行了補充，完善了食品藥物微生物檢驗檢測體系。隨著分子生物學技術、生理生化技術、質譜技術、光譜技術和免疫學檢測技術等技術與數字化、智能化技術的融合應用，食品藥品微生物檢測檢測的應用領域將不斷擴大，檢驗檢測效率和精準化水平也將不斷提高。食品藥品微生物檢測新技術的聯合應用將具有廣闊的發展前景，食品藥品微生物快速檢驗檢測技術的應用范圍將不斷擴大，為我國食品藥品衛生安全管理奠定了扎實的基礎。