微生物检测技术在食品安全检测中的运用

2021-03-30王丽萍王东铭张跃鸣徐明扬秦芸桦

现代食品 2021年16期

◎ 王丽萍，王东铭，张跃鸣，徐明扬，秦芸桦

（浙江公正检验中心有限公司，浙江杭州 311305）

近年来，我国市场上的食品种类越来越多，满足了人们各种食用要求，但食品市场的爆发也带来了食品安全威胁，给行业监管带来了巨大的工作压力。随着人们对食品安全问题的日渐重视，各个食品生产厂家在食品生产的过程中，需要加强食品安全检测，通过微生物检测等技术对食品进行全面把关，判定食品是否存在安全问题，实现规范、安全生产，提高企业在市场上的公信力和影响力。

1 食品微生物检测内容

1.1 食品污染程度检测

在食品安全检测方面，利用微生物检测技术开展安全检测时，应重视食品污染程度检测。菌落总数是食品检样经过处理，在一定条件下（如培养基、培养温度和培养时间等）培养后，所得每g或每mL检样中形成的微生物菌落总数，是判定食品污染程度的标志。大肠菌群是在一定培养条件下能发酵乳糖、产酸产气的需氧和兼性厌氧革兰氏阴性无芽胞杆菌。针对这一检测内容，一般可采用MPN法和VRBA平板计数法，可以根据检测结果来分析食品粪便的污染程度，获得准确的食品安全性评价结果[1]。

1.2 食品内的致病菌检测

现行的食品安全法律法规明确规定了食品中微生物的限量值，一旦超出了这一限量值，食品安全将难以保障。在开展食品安全检测时，除了要进行污染程度的检测，更需要进行致病菌检测。食品中的致病菌并非只有一种，在开展检测工作时要根据致病菌类型来进行检测方法的选择，比如，很多食品在检测时，都会将沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和蜡样芽胞杆菌作为重点的致病菌检测对象。我国食品中沙门氏菌的限量值为不得检出，金黄色葡萄球菌的限量值为n=5，c=1，m=100，M=1 000，即同一批次的5个样品中金黄色葡萄球菌的含量≤100 CFU·g-1，或有1个样品金黄色葡萄球菌的含量在100～1 000 CFU·g-1，则该批次样品合格；若有1个以上样品金黄色葡萄球菌的含量在100～1 000 CFU·g-1或有任一样品的金黄色葡萄球菌的含量大于1 000 CFU·g-1，该批次样品不合格。虽然国家标准对食品中的蜡样芽胞杆菌未作要求，但当食品中蜡样芽胞杆菌总量处于108～109CFU·g-1时，也可能出现食物中毒。因此，任何类型的食品安全检测中，都要重视致病菌检测。

2 微生物检测技术在食品安全检测中的应用

2.1 基因探针技术

基因探针技术属于微生物检测技术中的一种，是利用同位素、生物素等来进行已知序列核苷酸的检测。其检测实现了分子杂交技术与目的基因的高度结合，在二者高度结合的条件下，也就同步产生了杂交信号，借助于这些信号就可以进行相应的基因识别。根据当下的技术发展现状，基因探针技术下的基因探针标记尤为重要，具体包含了同位素标记和非同位素标记两种方法。使用同位素标记方法，特异性相对突出，可在极短的时间内得到食品中病原微生物的信息，但同位素标记检测也存在着一定的不足，表现为：当进行同位素标记时，可能会出现一定的放射性污染，这些污染产物对人体的危害较大；同位素基因探针下的半衰期相对较短，需在检测的同时进行对应的安全处理；紫外线照射后极易出现分解现象，干扰正常的检测工作；标本中的内源性生物蛋白质与其他糖蛋白可能会导致背景加深、非特异性反应[2]。而非同位素标记却恰好可以解决同位素标记中的这些问题，在利用基因探针技术开展检测工作时，可根据检测对象的特点选择标记的类型。

2.2 聚合酶链式反应技术

当下的食品安全检测工作开展时，基因探针技术的应用范围广，但使用该技术开展检测工作时，每检测一种菌就需要一种探针，虽存在检测效率方面的优势，但因为检测量大，需要对大量的样品进行培养，样品培养增大了检测处理难度，使其推广应用存在一定的限制。

聚合酶链式反应技术的出现突破了样品培养的限制，可经由扩增DNA或者增加检测样品中的核苷酸片段来获得对应的检测结果，其检测的技术原理为：在加热处理下，双链DNA可被裂解为两条单链DNA，形成DNA聚合酶模板，在此基础上进入降温处理环节，将前期所得到的核苷酸引物与DNA分子的互补序列依次实施退火和升温处理，在这些处理工序下，酶促延伸引物和DNA可以直接配对形成新的模板，最后开展多次加热处理，进入退火与延伸的循环阶段。通常情况下，退火温度越高，扩增的特异性越理想，所合成的DNA片段越大，也就意味着在合成过程中需要更多的时间。在每一次循环流程结束后，靶向DNA可扩增一倍，在循环40次以后基本可达到100万倍的扩增目标。在扩增结束以后，经由凝胶电泳、紫外核酸检测仪来进行DNA扩增结果的全面检测，得到相应的检测结果。

2.3 生物传感器技术

在利用生物传感器技术开展食品安全检测工作时，为得到准确的检测结果，需将抗体、核酸、多糖化合物等生物受体复合物与物理化学传感器进行有效连接，这些不同要素相互连接后，抗原与抗体之间会发生明显的相互作用，对特异性生物情况进行观测就可识别异常情况。复杂样品的生物光谱、过敏反应等可利用生物传感器技术来判断；对检测结果进行分析可确定微生物种类、耐药性等信息[3]。目前，很多生物传感器都获得了商业上的成功，如发酵传感器、微生物传感器、细胞传感器等，在未来的生物传感器技术发展中，应加大在微生物敏感性方面的技术创新。

2.4 生物芯片技术

生物芯片技术在食品安全检测方面也十分有效，被称为DNA微阵列技术，在利用这一技术开展相应的检测工作时，需构建对应的微点阵列，该阵列是在预定位置上固定的固相载体上的多个核酸分子所形成的，这些核酸分子的面积非常小。在食品安全检测中，要发挥生物芯片技术的优势，需进行核酸片段的标记，在特定的环境条件下，确保互补核酸片段可以与载体上的核酸分子进一步杂交，经由所配备的芯片阅读仪，可在对杂交信号分析的基础上得到关于食品安全的对应结果[4]。从本质来看，生物芯片技术为杂交技术，这一技术具有高度的集成化特征，克服了传统杂交技术在检测方面的诸多限制，虽然具有自动化的特点，但因为芯片制作和样品标记中需注意的要点较多，使其在一些食品安全检测时存在一定的限制。

2.5 免疫学技术

食品安全检测中的免疫学技术包含了多种的技术，主要包括以下2种：①免疫荧光技术。在抗原或者抗体上进行具有荧光的色素标记，而这些色素不会对该抗原或者抗体产生任何的干扰，在标记以后，这些色素就会与对应的抗原或者抗体进行有效结合，利用荧光显微镜就可以进行特异性荧光反应的观测。沙门氏菌、葡萄菌毒素、单核细胞李斯特氏菌等的检测中，免疫荧光技术的优势较明显。此技术虽具有检测速率高的优势，但操作流程繁多。②酶联免疫吸附技术。在固相载体上进行抗体或者抗原的吸附，随后开展免疫酶染色，底物染色以后，对有色底物开展定量化分析，就可以得到待测物质的含量。酶联免疫吸附技术结合了免疫荧光与放射免疫的优势，兼具高效性、可定量分析、标记物稳定方面的优势，在杂色曲霉、白地霉等的检测中十分有效。

2.6 生理生化产物检测技术

生物生化产物检测技术主要有以下几方面的技术：①电阻抗技术。细菌处于不断生长的阶段，大分子物质可逐步在此过程中降解为活跃带电小分子，经由对阻抗电变化微弱程度的检测，就可以获得关于细菌数量的信息。这一检测技术灵活性高，便捷性强。②微热量技术。细菌在生长时伴随着一定的热量产生，通过对热量变化规律的掌握，就可以进行细菌的识别与鉴定，因为不同类型的细菌在生长时产生的热量也有各自的特点，利用这一检测技术的成本投入较低，可在短时间内快速得出检测结果[5]。③放射检测法。细菌生长时，碳水化合物可被分解产生二氧化碳，对碳水化合物分子进行放射性标记后，直接通过对细菌生长阶段的二氧化碳检测，就可以得到细菌检测结果。

2.7 现代化仪器检测技术

随着人们对食品安全问题的日渐关注，很多现代化检测仪器逐步被应用到了检测工作中，主要为：①红外线光谱检测技术。对致病菌进行近红外光谱的扫描，获得细胞壁的组成成分、生物分子结构等信息，在此基础上分离出致病菌的特异性光谱带，建立细菌红外光谱数据库，通过检索数据库的方式快速得到食品中致病菌信息。②流动细胞技术。借助于流式细胞仪来完成对致病菌的细胞悬液的检测，所得到的荧光浓度与DNA片段的大小有着一定的关系，实现致病菌绝对计数。