新技术在食品微生物和药品微生物检验检测中的应用

李昀铮，侯 磊，陈尚昆，高 晗，杨晓鹤

（1.松原市食品药品检验所，吉林松原 138000；2.白城市食品药品检验所，吉林白城 137000）

食品、药品卫生质量对人体健康有着重要的影响。随着社会生产力的提高，各类食品药品琳琅满目，给消费者提供了更多的选择，但同时也面临着更多的食品药品安全风险。我国每年有大批的食品药品在卫生安全检验检测中存在微生物污染、质量不达标、农兽药残留等方面的问题，可见食品药品安全质量检验检测的重要性。由于食品、药品安全质量问题频发，其卫生检验检测备受广大消费者的关注。传统的微生物检验检测技术周期长、效率低，很难适应食品药品市场监管的需求。研究新技术在食品微生物和药品微生物检验检测中的应用，对提高食品药品微生物检验检测水平有着重要的意义。

1 食品药品微生物检验检测的内容

1.1 指标性菌种

指标性菌种主要指菌落总数与大肠杆菌群两项指标。菌落总数是衡量食品药品受微生物污染程度的重要指标。传统微生物菌落总数检测时，通过将食品药品样品标准化与处理后再稀释，在一定的条件下培养一定的时间，最后计算菌落总数。大肠杆菌群是判定食品卫生情况的重要指标，主要存在于人、畜粪便中。传统大肠杆菌群的测定需要将样品在37 ℃下培养24 ～48 h，使之发酵为乳糖，通过观察乳糖产气和革兰氏染色阴性无芽孢杆菌情况计算大肠杆菌群总数，从而判断食品中粪便污染指数。菌落总数、大肠杆菌群数还可用免疫检测法进行测定。常用的检测新技术有放射免疫分析法、酶联免疫分析法等[1]。

1.2 致病菌

常见的致病菌有金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、沙门氏菌等。致病菌可随食物进入人体肠道，进而在肠道定植与繁殖，诱发身体组织细胞炎症或病变，导致身体感染疾病。对致病菌的检验检测主要在于测定总量是否超过国家规定的标准。以蜡样芽孢杆菌为例，每克食品中含有蜡样芽孢杆菌的数量介于108～109个/g 时，就会存在食品中毒的风险。

1.3 农兽药残留

食品中的农兽药残留对人体健康影响极大。在农兽药残留中最常见的包括兴奋剂和激素，主要应用生理化技术对其进行测定。食品药品中的激素残留主要指蛋白质，主要通过抗原、抗体的特异性反应完成测定。例如，氯霉素采用色谱、质谱联合检测的方式测定残留，或直接采用氯霉素免疫检测试剂盒进行测定。此外，还可以利用固相萃取、基质固相分散技术、超临界流体萃取以及免疫亲和色谱等技术完成测定。

2 新技术在微生物检验检测中的应用

2.1 分子生物学技术的应用

2.1.1 PCR 技术

聚合酶链式反应技术（Polymerase Chain Reaction，PCR）分为常规PCR 技术和多重PCR 技术。常规PCR 技术多应用于分子试验过程中对特定DNA 片段的扩增，操作步骤依次为高温变性、低温退火、延伸。常规PCR 技术多应用于食品药品微生物快速检验检测中，具有检测结果准确性高的应用优势。多重PCR 技术较常规PCR 技术检测过程中加入了多种引物，利用引物之间的互补对不同DNA 片段进行扩增。多种PCR 扩增的检测效率比常规PCR 更高，主要应用于食品中细菌、酵母菌、乳酸菌的快速检测[2]。

2.1.2 环介导等温扩增技术

环介导等温扩增技术是一种核酸扩增新技术，主要应用于食品药品中细菌、真菌及寄生虫的快速测定。

2.1.3 核酸探针技术

核酸探针技术是以一种从分子视角检验检测食品药品微生物并检测微生物类型及数量的新技术。其原理是通过将已知序列的核苷酸片段加入被检测DNA 片段中，使同源序列中的DNA 形成杂交双链并放出信号。利用其信号就可以对食品药品样品中的微生物进行测定。核苷酸的成分分为RNA 与DNA，不同成分的核苷酸探针应选择对应的探针方法。该技术具有操作简单方便、经济性好的应用优势。

2.2 生理生化技术的应用

2.2.1 ATP 生物发光法

ATP 生物发光法是一种借助生物理化技术快速检验检测微生物的新技术。常用的检测方法有ATP生物发光法和微量生化法两种。ATP 生物发光法需要先用光度计检验荧光素的含量，再以ATP 浓度作为微生物数量定量分析的依据。微量生化法常用于检验食品中的指标性菌种。检测方法包括放射测量法、微热量技法。前者以微量放射性标记物对菌群生长中所需的碳水化合物进行标记，再通过二氧化碳浓度分析菌落总数。后者通过菌群生长产生的热量计算和分析菌落总数[3]。

2.2.2 生物传感技术

生物传感技术是一种借助待测分子和特定识别元件间的特异性结合反应产生的信息识别信号，并对信号进行定量分析，从而实现对食品药品中微生物测定的方法。该技术具有操作简单、检测效率高、成本低且可重复使用的应用优势。

2.3 质谱技术的应用

质谱技术是一种借助质谱仪快速检测微生物的新技术，多应用于对海产品、水果、蔬菜等食品中腐败菌受污染程度的检测。在实际检验检测过程中，一般需要用液相色谱分离技术对细菌进行分离和提取，再应用质谱技术对其进行鉴定，提取属特异性和种特异性峰的数量、质量，并进行生物标记。该技术具有检测效率高、检测结果准确性高的应用优势。

2.4 光谱技术的应用

2.4.1 近红外光谱技术

近红外光谱技术主要用于检测肉类食品中蛋白质、核酸等生物大分子含量及细菌污染程度，并综合检测结果分析肉类产品的新鲜度。肉类产品在发生腐败时就会滋生细菌，采用近红外光谱法可以对样品中的细菌进行检测和定量分析。

2.4.2 高光谱图像技术

高光谱图像技术是一种融合了光谱信息与影像学资料的微生物检测分析技术。通过高光谱仪遥感技术获取食品样品的高光谱图像，然后对微生物的量进行测定。该技术具有分辨率高、测定范围广的应用优势。

2.4.3 拉曼光谱技术

拉曼光谱技术的原理是通过散光光线照射食品样品发生的散射现象，来测定和分析食品中微生物含量的方法。

2.5 免疫学检测技术的应用

2.5.1 酶联免疫吸附技术

酶联免疫吸附技术是借助抗原体特异性与酶的高效性优势联合测定食品药品微生物并进行定量分析的新技术。常用的检验检测方法有双抗体夹心法、间接法、竞争法等。其中双抗体夹心法多用于小分子食品微生物的快速检验，具有检测效率高、灵敏度高的应用优势。

2.5.2 免疫磁性微球技术

免疫磁性微球技术是一种利用微球固化和免疫学原理快速测定食品药品微生物的新技术。该技术在实际操作中要求微球的制作应保证大小均匀，且沉于底部，不能有气泡。其检测优势是操作简单快捷、成本低，常见于对肉类、牛奶、蔬菜等食品微生物的检验检测。例如，使用免疫磁性微球技术检测金黄色葡萄球菌，检测时间为3 h，最低检测限为105CFU/mL，而联合应用微球技术可使其表层的蛋白与金黄色葡萄球菌快速结合，再借助显微镜观察和定量分析金黄色葡萄球菌数[4]。

3 新技术在食品药品微生物检验检测中应用的发展趋势

3.1 传统检测技术与新技术的联合应用

现阶段我国使用的分析生物技术检验的国家标准结合了传统的鉴定技术及分子生物检测新技术，主要应用于肉毒梭菌、大肠埃希氏菌的检验。检验流程为增菌、生化反应鉴定、分析生物学鉴定，其中也使用了传统的涂布平板法测定微生物数量。传统鉴定技术与新技术的联合应用结合了传统检测技术与新技术的优势，有利于提高对食品药物微生物检验检测结果的准确性，提高微生物检验检测的效率。

3.2 现有技术的扩展性应用

现有的微生物检验检测新技术随着数字化技术、自动化技术的引入，功能扩展的潜力较大。例如，数字PCR 技术在PCR 技术的基础上融合了数字化分析技术，可以对相关材料进行数字化分析，有利于提高对活菌群定量分析的精准性。食品药品微生物检验检测中的液相芯片技术、全自动PCR 技术、微流控芯片等均引入了新技术，在微生物检验检测方面的自动化、数字化、智能化功能也随着新技术的不断引入而不断加强，显示出了微生物快速检验检测的发展优势[5]。

3.3 新技术的开发与创新性应用

在食品药品微生物检验检测新技术应用中，一些配套设施设备及其技术的应用为微生物检验检测提供了更多的可能，如菌体直接富集分离技术、DNA 提取技术、菌培养富集技术等。相关的配套设施设备及新技术的开发和创新性应用不仅提高了微生物增菌、菌体分离的效率，还为食品药品微生物快速检验检测提供了方便，这对于快速测定食品药品中是否存在致病菌具有重大意义。

4 结语

综上所述，食品药品微生物检验检测技术始终在不断的发展和进步。食品药品微生物检验检测新技术中也联合了传统的微生物鉴定技术，对新技术检验检测进行了补充，完善了食品药物微生物检验检测体系。随着分子生物学技术、生理生化技术、质谱技术、光谱技术和免疫学检测技术等技术与数字化、智能化技术的融合应用，食品药品微生物检测检测的应用领域将不断扩大，检验检测效率和精准化水平也将不断提高。食品药品微生物检测新技术的联合应用将具有广阔的发展前景，食品药品微生物快速检验检测技术的应用范围将不断扩大，为我国食品药品卫生安全管理奠定了扎实的基础。