新技術在食品微生物檢驗檢測中的應用

◎ 廖曉玲

（中山市質量計量監督檢測所，廣東 中山 528400）

隨著經濟的繁榮發展，人們對食品的品質要求愈來愈高。然而市場上食品質量參差不齊，由微生物引起的食品安全問題屢見不鮮，使人們的健康和生命安全遭到嚴重的威脅，食品安全問題越來越突出。因此，在食品微生物檢測中應用新技術可為食品安全提供有力保障。本文分析了我國主要食品安全問題、食品微生物檢測技術的重要性，探討了新技術在食品微生物檢驗檢測中的應用情況。

1 我國主要食品安全問題

隨著社會經濟的蓬勃發展，人們的生活水平也逐漸提高，但在互聯網時代食品安全問題事件也被頻繁曝光[1-4]。例如，黑龍江“酸湯子”中毒事件、“土坑酸菜”事件等，這類食品安全問題引發社會熱議。目前，我國主要有以下食品安全問題。

（1）濫用農藥造成的食品安全問題[5]。種植莊稼時，由于農民缺乏科學專業的種植知識，存在不按使用說明而濫用農藥的陋習，使農產品中農藥殘留超標，人們食用農藥殘留超標的農產品，會對人體健康造成損害，易引起肝臟病變甚至致癌。除此之外，濫用農藥和化肥也會影響空氣、水質和土壤結構等，破壞生態環境。

（2）環境污染造成的食品安全問題[6]。隨著人類不斷的繁衍和流動，人類向自然索取的欲望也越來越大，對生態環境的壓力日趨加大，嚴重影響了所在地域的生態環境。隨著科技的發展，環境受廢水、廢氣、廢渣愈發嚴重的影響，從源頭上對食品安全造成嚴重的污染，人類傳染性疾病主要來源于接觸受污染的環境和食用已受感染的動植物。

（3）微生物污染導致的食物中毒[7]。微生物增殖能力強，肉眼難以觀察，一旦接觸或者誤食被微生物污染的食物，可能會引起寄生蟲感染、食物中毒等情況，嚴重時威脅人們的生命安全，甚至造成傳染病在社會傳播擴散。

2 食品微生物檢測技術的重要性

食品微生物包括生產型食品微生物，如醋酸桿菌、酵母菌等；食物變質所產生的微生物，如霉菌、細菌等；食源性病原微生物，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、產氣莢膜梭菌、沙門氏菌等。隨著食品行業的發展，越來越多的食品涌入市場，這也鞭策我國食品微生物檢驗技術的發展與更新，促使檢測技術逐漸完善。針對不同種類的食品樣品，要根據相關的標準科學合理地選擇檢測項目、檢測內容以及對應的檢測方法，以提高食品微生物檢測效率，確保結果的精確性，為人們健康安全提供有力的科學保障[8]。

3 新技術在食品微生物檢驗檢測的應用

3.1 分子生物學技術

分子生物學技術是在基因水平上對食品中微生物進行檢測，對于那些難以培養的微生物進行鑒定和分型具有特別的意義。

3.1.1 常規PCR 技術

原理是以DNA為模板，經過高溫變性裂解的過程，成為單鏈，在低溫時，加入引物與其按照堿基互補配對原則進行相互配對結合，再將溫度調至DNA 聚合酶最適的反應溫度，在DNA 聚合酶的催化下，以引物為起點會沿著磷酸到五碳糖（5'-3'）的方向，按堿基配對與半保留復制原理，合成模板DNA 鏈的互補鏈并延伸擴增。該技術具有靈敏度高、特異性強、檢測用時短等優勢，是最常見的食品微生物檢測技術之一，已用于乳制品中的乳酸菌、水源中的大腸菌群等測定[9]。

3.1.2 PCR 衍生技術

隨著科技的發展，PCR 技術與新技術結合，形成PCR 衍生技術，如PCR-DGGE、LM-PCR、Multiplex PCR、qTR-PCR 等，已應用于華支睪吸蟲、副溶血弧菌檢測等方面[10-11]。

3.2 生理生化技術

生理生化技術是利用微生物在新陳代謝過程產生特異性物質的特性，對微生物菌體進行檢測的方法。

3.2.1 ATP 生物發光法

在有氧環境下，熒光素在熒光素酶E、Mg2+的催化作用下與ATP 發生反應生成熒光素-AMP 復合體，并產生焦磷酸（PPi）；熒光素-AMP 復合體在O2的作用下，進而被氧化生成CO2、H2O 和激發態復合物P*-AMP；該復合物由激發態回歸基態，發射出光子，光子數量可換算成ATP 的含量[12]。通過測定樣品活體微生物產生的ATP 的濃度，進而檢測食品中的活菌數，具有簡便、快捷等特點。

3.2.2 微量生化法

微量生化法包含放射測量法、微熱量技法等。放射測量法是根據細菌在生長繁殖過程代謝碳水化合物產生CO2的原理，在培養基中加微量有放射性14C 標記的碳水化合物或其他糖類底物，在細菌生長時，糖被利用并代謝產生14CO2，放射量與菌數成正比，用來確定標本中菌體數量[13]。微熱量技法是通過微熱量計儀器，采集菌體在新陳代謝過程中產生熱量變化數據，根據不同目標物變化情況，得出具體的檢測結果來判斷所測定的菌種。

3.3 免疫學檢測技術

3.3.1 免疫磁性微球技術

免疫磁性微球技術是免疫學和磁載體技術結合的新生技術。表面結合有單克隆抗體的磁性微球，經過與含靶物質的樣品共同孵育，可與含有相應抗原的靶物質特異性結合而形成新的帶磁響應特征的復合物。在磁場的作用下，這種帶磁響應的復合物被滯留，使得待測物與樣品中的其他雜質分離，達到提純的效果。這一技術是近幾年來食品微生物檢驗檢測中常用到的新型免疫學檢測技術，既可固化試劑，又具備免疫學的高度特異性。該技術能快速鑒定及分離出金黃色葡萄球菌，該法簡便快速、靈敏度高，免疫微球制備成本低廉，可大大節約檢測成本。該方法可用于水果、肉類食品的致病菌檢測，如大腸桿菌O157:H7、單增李斯特菌、沙門氏菌、副溶血性弧菌等食品微生物方面的檢測[14-15]。

3.3.2 酶聯免疫吸附技術

酶聯免疫吸附技術原理是將抗原或抗體固相化后，同時將抗原或抗體與某種酶連接形成酶標記抗原或抗體，再加入酶反應底物，底物在酶的高效催化作用下成為有色產物，放大信號可對目標微生物進行定性或者定量檢測。其存在各種檢測方式，如間接法、競爭法、雙抗體夾心法等。既可以用于調查食品從業者甲肝、乙肝等病毒的感染情況，也可以對食品中沙門氏菌、大腸桿菌以及霉菌等微生物及微生物產生的毒素進行檢測，如毒性大、致癌性強的黃曲霉毒素B1的檢測，為檢驗食品的安全性提供保障[16-17]。

3.4 質譜技術

質譜技術是通過分析離子化樣品的質荷比，分析確定特征圖譜對應的樣品分子組成，進而進行定性定量分析的一種方法。微生物質譜之所以能夠對細菌進行鑒定，是因為細菌的核糖體蛋白具有穩定性，一般不會隨生長條件的變化而存在差異，而不同細菌的核糖體蛋白指紋圖譜具有獨特性，指紋圖譜中的某些峰具有屬、種，甚至亞種特異性。該方法已經在食品微生物檢驗檢測中得到廣泛使用，如該技術可用于產品腐敗菌檢驗檢測，對革蘭氏陽性菌也有較好的檢驗效果。另外，在食品微生物檢驗過程中，利用基質輔助激光解吸飛行時間質譜技術對食品中細菌（金黃色葡萄球菌、副溶血性弧菌）、絲狀真菌等均可進行快速分析鑒定，為該技術在食品檢測以及臨床診斷領域奠定基礎[18]。除此之外，氣相色譜-質譜聯用儀也是發酵食品微生物檢驗檢測中常用的一種技術，可以檢測分析酒釀微生物及其代謝產物，該技術耗時短、操作簡便，得到了廣泛使用[19]。

3.5 生物傳感器技術

生物傳感器技術是將一種生物衍生材料或生物材料、生物模擬材料作為分子識別部分，將生物活性表達信號轉化為電信號的化學或者物理傳感器。由已固定化的生物敏感材料（包括微生物、抗原、抗體、細胞、酶等生物活性物質）作為識別系統與適當的理化換能器（如氧電極、光敏管等）以及信號放大裝置組成的分析系統，使待檢物質在生物傳感器中被識別分析，然后通過被測信號的轉換檢測出食品中的物質成分。該技術具有操作簡便、靈敏度高、效率高、成本低、可對待測樣品進行定量分析等優勢，可應用于檢測食品新鮮度、微生物和毒素、病毒、農藥殘留等[20-21]。

4 結語

近年來，食品安全問題頻繁發生使人們意識到食品安全的重要性，對食品檢驗檢測愈來愈重視，政府部門也對食品安全監督更加嚴格。在這樣的環境下，各種新型高效、準確靈敏的技術在食品安全衛生檢驗方面不斷出現與發展，在一定程度上滿足了食品檢驗檢測工作的需要。對此，不僅要加強對新技術的深入研發，還要加強對檢測人員的培訓，使其熟練掌握新技術檢測技能，更好地推廣應用食品微生物檢測新技術，為食品安全檢測夯實技術基礎。