微生物檢測技術在食品檢驗中的運用

朱麗香，劉 娜

（中國檢驗檢疫科學研究院綜合檢測中心，北京 100124）

微生物導致的食品安全問題十分常見，對人們的健康造成了嚴重威脅，如由致病微生物導致腹瀉等疾病，嚴重危害人們的身心健康。目前，食品安全問題已得到廣泛重視，我國出臺了諸多政策法規，并積極落實，嚴格控制食品中的微生物污染。對食品檢驗機構而言，微生物檢測技術是一種常用的技術手段，能夠有效檢出食品中存在的有害微生物，為食品質量提供保障。因此，加強對微生物檢測技術的研究具有重要的現實意義，對于提高食品檢驗質量具有重要作用。

1 微生物檢測技術概述

1.1 定義

微生物檢測技術是一種檢出食品或其他產品中微生物的技術手段，是食品質量管控體系的主要組成部分，同時也是評估食品衛生質量的重要標準，并非單指一項技術，而是諸多技術類型的總稱，用于檢測有害微生物的技術均可稱作微生物檢測技術[1]。如今，隨著對食品檢測要求的不斷提高，我國微生物檢測的指標內容也在不斷增加，具體包括霉菌、致病菌、菌落總數等。微生物檢測應遵循“預防為主”的原則，嚴加防控微生物引發的一系列疾病，為人類的身體健康提供保障。

食品微生物檢驗是食品質量管理的重要組成部分，它以“預防為主”為方針，能夠有效避免或減少由食物引起的人畜共患病的發生，為人們的身體健康提供保障。食品微生物檢驗也是衡量食品衛生質量的主要指標，對于判定被檢食品是否能夠食用具有重要意義。通過食品微生物檢驗，能夠判斷食品加工環境及衛生情況，對食品受細菌污染情況作出準確評價，為各項衛生管理工作提供重要依據。我國微生物檢驗的主要食品類型包括奶制品、調味品、冷凍飲品、蛋制品和罐頭食品等。

1.2 技術特點

對食品的微生物檢驗而言，需要檢驗的病原微生物類型繁多，且來源廣泛，微生物受到其他因素影響極易導致傳播，引發疾病。在實踐工作階段，工作人員應對相關內容進行詳細記錄，如病原菌類型、分布特點、菌落總數等，將實際檢驗得到的結果和預期標準限值進行對比，進而有效判斷食品是否具有致病性，且根據病原菌類型等相關指標，進一步判斷食品的情況，如變質物質的摻入時間等，如果其中一項指標超出正常區間，便可判定該食品與質量衛生要求不符。

2 微生物檢測流程及內容

2.1 流程

首先對檢驗流程進行分析，按照食品檢驗機構的工作流程，在委托方下發任務、合同評審結束，明確檢驗資質后，便可進行食品的檢驗，具體步驟如下。①抽樣檢查。嚴格按照《國家食品監督抽檢實施細則》中相關規定，安排專業人員進行抽檢工作，對待檢樣品的類型、數量等信息進行認真核實，確保其滿足檢驗要求。②樣品核對。安排相關工作人員對接收樣品進行逐一核對，具體內容包括外觀、標識、檢驗用量等，并進行相應的照片采集。③樣品制備。為了滿足檢驗要求，應做好待測樣品的制備工作，做好保護措施，確保其存儲環境、條件適宜。④樣品檢驗。工作人員嚴格遵守相關制度標準，做好試劑、儀器等的核對工作，檢驗時嚴格按照規范標準進行空白試驗，保證樣品的質量達標。⑤復測實驗。檢驗后如果發現樣品不達標情況，應及時按照項目特征進行復驗，比較初驗和復驗的結果，明確導致數據差異的主要原因，確保檢驗結果的準確性。⑥建立原始記錄，做好檢驗報告的校對、審核及簽發工作，將最終獲得的數據錄入系統中[2]。

2.2 主要內容

有害微生物是檢測技術的主要檢測對象，這類微生物隨著食物被人們攝入，極易引發一系列疾病，威脅人們的健康。微生物檢測的具體內容包括以下4個方面。①大腸菌群。大腸菌群是主要病菌，具體包括腸桿菌屬、克雷伯菌等，多源于腸道，在35 ℃的環境下可轉化為革蘭氏陰性菌。對食品進行檢驗的過程中，當大腸菌群結果為陽性，說明食品存在受污染情況，應進行進一步的檢驗。結合實際分析，如果食品中該類菌群的含量較多，說明食品存在糞便污染問題，因此可通過對菌群數量的檢測判斷食品受污染情況。②致病菌。致病菌是導致人體生病的細菌統稱，包括沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等。不同食品的致病菌類型各不相同，檢驗人員應選擇合適菌群。例如，對于海鮮類產品應加強對溶血性弧菌的檢驗，而米面類產品則需要加強對蠟樣芽孢桿菌的檢驗。③霉菌及毒素。目前食品微生物檢測中尚未明確霉菌指標，但霉菌極易生成毒素，進而引發食品安全問題，因此霉菌也是微生物檢測技術的主要檢測內容，易導致食物中毒及其他疾病的霉菌包括寄生曲霉、黃曲霉、島青霉等[3]，應加以關注。④其他微生物。除了以上幾種微生物外，其他微生物也極易引發疾病，導致食物中毒，如病毒類微生物，包括肝炎病毒、狂犬病毒、口蹄疫病毒；寄生蟲類，包括肺吸蟲、蛔蟲、螨蟲等，均可能引發食品安全問題，也是食品微生物檢測的主要內容。

3 微生物檢測的應用價值

近年來，隨著社會經濟發展水平的不斷提高，人們的生活質量得到顯著改善，對食品質量的要求也在不斷提高，且食品安全關乎人們的切實利益，更應加強對食品質量的關注。食品檢驗的目的在于保障食品質量，防控疾病，同時為市場監管提供依據。以往我國的食品檢驗多采用物理及化學檢驗方法，實際應用效果欠佳，難以充分滿足檢驗工作的要求。在此背景下，微生物檢測技術為食品檢驗提供了全新的思路。在食品檢驗中采用微生物檢測技術，能夠有效檢出食品中存在的有害微生物，同時該方法的適用性極強，對于動植物食材均能夠有效檢測。與其他檢測技術相比，該類技術的成本低、準確性高，在食品質量評價、質量監管及生產過程監控中均具有極高的應用價值，對于保障食品安全具有重要意義。

4 微生物檢測技術在食品檢驗中的運用

4.1 常規檢測技術

4.1.1 生理生化技術

（1）ATP生物發光技術。它是目前常用的檢測技術，對其原理進行分析，主要是在Mg2+與熒光素酶E的作用下，ATP和熒光素LH2出現腺苷?；换罨?，被活化后，熒光素與熒光素酶結合能夠產生AMP復合體，同時也會產生一定數量的焦磷酸。在分子氧被復合體氧化后，能夠促進復合物P*-AMP的生成，同時產生一定的二氧化碳。該復合物從激發態向基態轉化的過程中，能夠射出光，進而產生氧化蟲熒光素P與AMP。對該項技術的檢測流程進行分析，首先應明確ATP生物發光值，在此基礎上繪制被檢樣品微生物含量標準曲線，之后進行取樣、提取等處理，添加適量酶反應試劑，完成檢測后，根據標準曲線檢測維生素的數值。ATP生物發光技術目前多用于食品菌落總數的檢測。菌落總數是食品檢測的一項重要衛生指標，傳統檢測方法耗時長，效率低，對庫存管理、生產銷售等造成諸多不便，而通過采用ATP生物發光技術，與傳統檢測方法相比，檢測結果快速且全面，能夠在短時間內得到準確的結果。

（2）生物酶技術。這也是目前十分常用的一種微生物檢測技術，該項技術能夠基于對食品結構、性質的檢測分析是否存在有害微生物，為食品安全提供保障。該項技術具有較高的準確度和靈敏度，目前應用廣泛。

（3）微量生化方法。該方法用于分析細菌生長對外界環境的影響，進而明確細菌的類型和數量，主要包括熱量法和放射測量法。在食品檢驗過程中，檢測細菌生長過程中產生的具有放射性的二氧化碳含量，進而明確食物中細菌的數量；對細菌生長中產生熱量的檢測，能夠明確細菌的類型。該項技術適用于食品微生物中細菌數量和類型的檢測，且結果準確性較高。

4.1.2 免疫學檢測技術

該項技術以免疫學相關理論知識為基礎，能夠有效檢測食品中的微生物類型，常用檢測方法為非標記免疫分析法，具體流程包括凝集、沉淀反應、補體參與和中和試驗等，對樣品中細菌、病菌等微生物的檢測效果良好。且該項技術對檢測儀器設備無較高要求，檢測準確性較高，但因為涉及流程繁多，實際操作具有一定的復雜性，因此整體效率低下[4]。目前多用于一些配套儀器設施不完善的食品檢驗機構的檢驗工作中，常用的檢測技術包括以下3種。

（1）免疫聚合酶鏈反應（Polymerase Chain Reaction， PCR）技術。該技術以分子作為主要標記物，在常規免疫反應的基礎上，能夠有效進行PCR擴增、電泳分析等操作，整體免疫試驗效果理想。在食品微生物檢測中采用該項技術，能夠有效強化系統的擴增性能，提高抗原體反應的特異性，最大限度提高檢測抗原應用的靈敏度，且因為所有DNA分支均為可選擇的固定分子，合成一對引物后便可完成操作，有效避免檢測對象變更需要更換引物等問題，有助于簡化操作流程，優化操作模式。通過采用免疫PCR技術，可將生物素作為連接分子，且生物素在使用時具有獨立的結合點位，其中一個點位與DNA分子有效結合，另外一個點位則與抗原-抗體復合物中的親和素結合，實現DNA分子和抗原-抗體親和素的整合，最終產生相互融合的復合物，之后進行PCR擴增處理，對DNA標記便可完成檢測。

（2）逆轉錄-聚合酶鏈反應（RT-PCR）。對其原理進行分析，首先提取食品組織或食品細胞內的總RNA，將其中的mRNA作為模板，利用dT或隨機引物，通過逆轉錄酶將提取物質轉錄為cDNA，將其作為模板，達到PCR擴增的效果，幫助工作人員了解目標檢測基因的具體情況。在食品微生物檢驗中采用該技術可提高檢測的靈敏度，甚至可提升多個數量級，實現對微量RNA樣本的準確分析。例如，食品微生物檢驗中采用該項技術檢測大腸桿菌噬菌體情況，將F-RNA平板作為陽性結果數據的主要依據，在SC和F-RNA噬菌體混合液中，實現對噬菌體的有效檢測。

（3）巢式PCR技術。該技術能夠構建兩套引物達到PCR擴增處理的效果，利用內外部兩對引物對靶基因片段進行擴增處理，首先采用一套引物擴增約20個循環，之后利用擴增后的DNA片段，進入另外一套引物的擴增循環，循環數約20個。在此過程中，第二套引物的設計片段位于第一套引物的擴增片段內，所以第一套引物可作為外引物，第二套引物作為內引物。此外，該項技術的應用不但能夠有效提高整體反應的特異性，同時可為工作人員提供豐富的特異靶序列，提高整體檢測的敏感度。在食品微生物檢驗中，能夠實現對基因靶DNA的單拷貝擴增處理，保證食品檢驗效率和質量。

4.2 快速檢測技術

4.2.1 生物傳感器技術

生物傳感器技術是一種采用生物傳感器進行檢測的快速檢測技術。生物傳感器的主要組成部分包括識別元件和轉換元件，其優勢在于實現生物反應技術和生物特征的有效融合，能夠在生物傳感器的識別系統中進行有效識別并分析，之后通過轉換被測信號得到食品中的成分類型及有害物質含量。該項技術具有操作便捷、靈敏度高、精確性強、篩查快速、便于攜帶、在線監測及成本低等優勢。作為一種多學科交叉的新型技術，目前已成為食品檢測的主要手段。生物傳感器技術能夠對食品中有害微生物、病毒、農藥及非法添加物等進行檢測。例如，對食品樣本中的細菌進行快速檢測的過程中，能夠通過細菌細胞內ATP和熒光素-酶試劑反應發光，將信號轉化為電信號，最終通過光度計對細菌數量進行檢測。但實際應用過程中也存在諸多不足，如穩定性不佳、使用壽命較短等。目前，生物傳感器技術多用于食品中病原菌、農藥殘留的檢測，實際應用具有一定的局限性，仍需要不斷提高技術水平。

4.2.2 電阻電導檢測技術

電阻電導技術是通過檢測微生物代謝導致的培養基電特性變化情況來檢測食品樣品中微生物含量的一種快速檢測技術。培養微生物時，受到生理代謝作用的影響，能夠使培養基中電惰性物質轉化為活性物質，脂肪代謝為重磷酸鹽，大分子物質代謝為小分子物質。在微生物不斷生長的過程中，培養基中的電惰性分子逐漸被活性分子和離子替代，導致導電性提升，電阻抗下降。微生物的起始數量存在差異，其指數增長期的時間也各不相同，通過建立兩者間的關系，便能夠采用該項技術測量出微生物的原始菌數。此外，該項技術也可用于食品保質期的判斷。該項技術的使用通常需要借助微生物計數儀、全自動微生物檢測儀等設備，結合電阻、電容等參數計算微生物具體數量，生成具備參考價值的數據，為檢驗人員判斷食品是否達標提供 依據。

4.2.3 質譜技術

質譜技術的應用涵蓋諸多理論知識，如生物基因學、代謝組學等，在海鮮食品、發酵食品等食品類型檢驗中的應用價值較高。具體檢測時，采用該項技術能夠分離食品中的革蘭氏陽性菌，并生成光譜指紋圖譜列表，結合菌屬特異性峰值、數量等指標進行細菌的檢測。例如，對發酵食品進行檢測，能夠有效判斷動物源雙歧桿菌亞種的類型。該技術的使用可彌補分子生物學檢測的不足，滿足快速檢驗的要求。在具體檢驗過程中，工作人員通過運用液相色譜分離技術和質譜技術，能夠高效檢出食品中的菌種污染情況。

4.2.4 氣相色譜技術

氣相色譜技術是目前常用的一種快速檢測技術，主要將惰性氣體作為載體，將被檢樣品導入儀器后進行對比分析，通過氣相色譜儀對氣體、液體及固體進行全面分析。該項技術在氣體混合物、固體以及易揮發液體中具有明顯應用優勢，對分離較為復雜的混合物進行檢測，分離時間也非常短?；旌衔锏慕M分會在氣體流動相的帶動下，逐漸流動到另一個固體或液體的固定相中，固定相對不同組分表現出的溶解和吸附能力不同，因此混合物組分在其中實際停留時間不同，進而能夠分離成多個組分[5]。分離處理后，相關儀器能夠按照相應順序進行非電量轉換，顯示與各組分濃度對應的電信號，為工作人員記錄、分析提供便利。

4.2.5 核酸探針技術

核酸探針技術主要包括核酸分子雜交技術、基因探針技術等，其作用為檢測食品中不同的基因鏈，在此基礎上明確食品中的微生物情況。不同核酸鏈的來源不同，其中的互補堿基序列在特異性結合的作用下能夠生成分子雜交鏈，因此在已知DNA或RNA片段上進行探針標記便可有效檢測微生物，即對食品中是否存在相同的序列進行檢測。目前該檢測技術在食品微生物檢測中應用頻率較高，適用于毒素、致病菌的檢測。

4.2.6 低場核磁共振技術

低場核磁共振技術主要指磁性原子核磁場產生一定的作用，低能態原子核磁矩吸收交變場能量后達到高能態，這一現象便是核磁共振現象，同時生成相應的核磁共振信號。按照磁場的強度進行劃分，高場核磁共振主要指恒定磁場強度＞1.0 T；中場核磁共振主要指恒定磁場強度為0.5～1.0 T；低場核磁共振主要指恒定磁場強度＜0.5 T。該技術利用物理原理，實現對譜線特征參數的有效檢測，進而分析食品物質分子的內部結構。磁場的強度非常低，因此也是一種無損檢測方法，能夠最大限度維持物質的原有結構。該技術相較于傳統檢測技術，能夠滿足快速檢測的要求，且具有綠色、環保的優勢。在食品品質的檢測中，不同食品的水分含量與保水性差異顯著，采用該技術檢驗食品中的水品質，可準確分析食品品質，且具有無損、可重復性等優勢。例如，對干制蝦仁水分和品質檢測的過程中，基于對核磁共振參數與結構、水分關系的分析，能夠檢測出食品中自由水和結合水的含量變化情況及擴散方向，滿足高效無損檢測的要求。此外，該技術還能夠對食品添加水平和水分含量進行分析，有效檢測其理化性質，保證食品質量。

5 結語

綜上所述，微生物檢測技術在食品檢驗中具有極高的應用價值，具備高效、便捷、安全和低成本等優勢，能夠為食源性疾病的防控提供重要保障，提高食品安全衛生質量。未來仍需要加強對技術的研究，不斷提高技術應用水平。