微生物检测技术在食品安全中的应用探析

◎ 杨 静

（陕西省产品质量监督检验研究院，陕西 西安 710048）

近几年，我国食品安全问题较为严重，有部分食品在制作过程中，存在添加剂过量添加的问题，对人们的身体健康造成了一定威胁。食品安全检测中使用的微生物检测技术，是一种对食品中微生物进行定性分析和定量检测的技术，也是判断食品质量、品质的关键性技术。本文对微生物技术类型进行详细论述，并简单介绍了微生物检测技术应用时的注意事项，以供参考。

1 微生物检测技术类型

在食品安全中，微生物检测技术不仅可以判断食品中微生物含量是否超标，还能对微生物进行定性分析，判断该食品是否达到国家指定的安全标准。

1.1 基因芯片技术

基因芯片技术以缩微技术为核心，是以基因连锁、限制性长度的多态性及连锁不平衡等基因定位方法为基础，以同源DNA 分子杂交为基本工作原理而设计的专业检测方法。检测人员需要在食物中提取对应样本，并对食物样本的核酸片段进行标识。在特定条件下，互补的核酸片段会直接与载体上的核酸片段杂交，再使用专业的芯片仪器检测杂交信号，便可以得到食物样本中目标检测成分的相关信息。该项检测技术可以在短时间内同时检测不同类别的食品，效率极高，且检测内容全面，通常仅需一次检测，便可以分析出食物中目标成分的基因构造[1]，而且检测过程仅需几小时便可完成，实用价值极高。但由于基因芯片的应用成本较高，目前尚未得到相对广泛的普及。

1.2 核酸型探针技术

核酸型探针技术的应用原理是让一段核酸序列与目的基因结合，并完成分子杂交，在杂交过程中会生成杂交信号，便可以实现以展示食物中目的基因的目的。所以，核酸型探针技术选用的核酸序列要有检测标记，与目的基因互补，还要保证这一段核酸序列的顺序是已知的。核酸型探针技术的应用不仅可以快速准确地检测食品中的污染物，还可以追踪食品来源、验证产品的真实性和品质。目前，在食品检测中，核酸型探针技术的应用包括非放射性标记与放射性标记两种。

（1）非放射性标记。非放射性标记的核酸型探针技术主要包括荧光标记和化学标记。荧光标记的探针使用荧光染料标记，当探针与目标序列结合时，产生的荧光信号可以通过荧光仪器进行检测和分析。化学标记的探针则通过化学反应与目标序列结合，形成特定的化学物质，再通过色谱或质谱等技术进行检测，这些非放射性标记的核酸型探针技术具有灵敏度高、特异性强、操作简便等优点，已被广泛应用于食品安全检测领域。

（2）放射性标记。放射性标记的核酸型探针技术则利用放射性同位素标记探针，通过放射性测量仪器进行检测。尽管放射性标记具有极高的灵敏度，但由于辐射危害和环境污染的风险，其应用受到限制，所以在食品检测中非放射性标记的核酸型探针技术更为常用。

1.3 酶联免疫技术

酶联免疫技术是一种常用于微生物检测的分析方法，其在食品安全领域发挥着重要作用，该技术基于抗原与抗体的特异性结合原理，通过酶标记的抗体与待检测微生物相互作用，实现对微生物的快速准确检测。酶联免疫技术主要包括酶联免疫吸附试验（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA） 和免疫印迹两种常见形式。ELISA 是一种定性和定量分析微生物的方法，通过将待检测样品与特异性抗体预包被在微孔板上，再加入酶标记的二抗进行反应，如果待检测样品中存在目标微生物，酶标记的二抗会与其结合，形成复合物[2]。通过加入底物，酶催化反应产生可测量的颜色变化，从而判断样品中是否存在目标微生物。而免疫印迹则是一种通过检测目标微生物特异性蛋白质的方法。现阶段，酶联免疫技术在食品安全中的应用非常广泛，其可以用于检测食品中的各类病原微生物，如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌，并且酶联免疫技术还可以用于检测食品中的食源性病毒，如诺如病毒、轮状病毒等。

1.4 聚合酶链式反应技术

聚合酶链式反应技术是基于DNA 片段扩增的分子技术之一。该技术充分结合了菌体内部分基因保守性较高这一特征，并在此基础上采用了对保守序列扩增的方式，完成对菌体的检测工作。该技术的目标特异性较强，在检测中灵敏度高，准确度高，且操作简便、检测速度较快。在国内的微生物检测中，尤其是如乳制品酵母菌、乳酸菌以及双歧杆菌的检验中取得了不错的成绩。另外，聚合酶链式反应技术在部分致病菌检验，如金黄色葡萄球菌、单核细胞李斯特菌等致病菌的检验中也体现出了极强的优势[3]。因此，该项技术常用于食源性致病菌的快速定量检测工作中。在聚合酶链式反应法的基础上，引入其他新型技术，还可以生成一系列的衍生技术。例如，实时荧光聚合酶链式反应技术，体现出了更高的自动化程度及特异性能，且实验样本不会轻易受污染。

1.5 螺旋接种法

螺旋接种法主要用于检测食品样品中的微生物菌落总数和菌落型，该方法的基本原理是将待检测的食品样品均匀涂布在含有培养基的琼脂平板上，通过螺旋状的运动使样品均匀分布在琼脂平板表面，然后对琼脂平板进行培养。利用微生物在培养基上生长形成可见的菌落，通过计数菌落数量和观察菌落形态，可以对食品样品中的微生物进行定量和初步鉴定。螺旋接种法具有许多优势。①该方法操作简单，不需要复杂的设备和技术，适用于实验室和现场的微生物检测。②螺旋接种法具有较高的灵敏度和快速性，能够在短时间内获得微生物菌落的数量信息，为食品安全管理提供了可靠的数据支持[4]。

1.6 生物传感器技术

生物传感器具有接收器与转换器的功能，对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号从而实现检测。生物传感器技术目前可以大致分为细胞传感器、酶传感器、免疫传感器与组织传感器等。在实践应用的过程中，生物传感器技术具有许多显著的优势，使其在食品安全检测中备受关注。①生物传感器技术具有高灵敏度和高选择性，能够在微生物极低浓度下进行检测，并且可以区分不同种类的微生物，这使得生物传感器技术能够快速准确地检测食品样品中的微生物污染，为食品安全管理提供及时的预警和参考。②生物传感器技术具有快速响应和实时监测的特点，可以在短时间内完成微生物的检测和分析。相比传统的培养方法或PCR 等，分子生物传感器技术还具有便携性和实时监测的特点，使其在食品安全管理中的应用更加灵活和便捷[5]。生物传感器可以设计成便携式的设备，能够在现场进行快速检测，实现即时监测和反馈，这对于食品生产现场、餐饮业、进口监管等场景非常有益，可以及时发现和控制微生物污染，减少食品安全风险。

1.7 光学传感器技术

光学传感器技术基于光学原理和传感器器件，利用光的特性来实现对微生物的检测和分析。该技术操作简便、成本较低、耗时较短，是一种快速微生物检测技术。在实践应用中，工作人员需提前在培养基内添加对应的指示剂，微生物在代谢后形成的特异性产物会与指示剂发生变色反应。此时，再使用光学检测剂，对颜色变化情况进行检测、分析与统计，便可得出食品中的微生物性质及其数量。光学传感器技术在食品安全中的应用原理主要包括两个方面，即基于生物分子识别和基于光学特性变化。基于生物分子识别的光学传感器技术利用生物分子（如抗体、DNA 等）与目标微生物之间的特异性相互作用，实现对微生物的高灵敏度和高选择性检测。而基于光学特性变化的光学传感器技术则是通过测量微生物引起的光学信号变化，如吸收光谱、荧光光谱等，来间接识别和定量微生物的存在。

1.8 电阻电导检测技术

大分子导电率较低，将结构复杂的大分子降解，生成导电率较高的小分子后，使用电阻电导检测技术分析培养液的导电率，便可得出其中各项微生物细菌的特征。通过绘制阻抗曲线，对曲线进行分析与合理推断后，便可得出食物中的微生物性质与微生物含量。该技术的应用成本较低、检测效率较高，除了可以判断食品中微生物含量以外，还能够分析出微生物的代谢速率，进而判断食品保质期，在食品安全中的应用价值较高，适合大范围推广。①电阻电导检测技术具备快速性和实时性的优势。电阻电导检测技术可以在短时间内完成检测过程，无须复杂的前处理步骤，使得其在食品生产线上的应用非常便捷，可以实现对大量样品的快速检测和分析。②电阻电导检测技术具有较高的敏感性和特异性。电阻电导检测技术可以灵敏地检测和测量微生物引起的电导率或电阻变化，从而实现对微生物的高灵敏度检测。以大肠杆菌为例，其是一种常见的食品安全指示菌，传统的大肠杆菌检测方法需要长时间的培养步骤，并且需要进行复杂的生化测试。而采用电阻电导检测技术，操作步骤相对简单，通过测量样品中电导率的变化，可以快速判断样品中是否存在大肠杆菌，并且可以根据电导率的变化量来估计大肠杆菌的数量。

2 微生物检测技术应用时的注意事项

微生物检测技术在食品安全中的应用具有重要的意义，可以确保食品的质量和安全。微生物检测技术对实验样本的要求较高，且检测技术的检测可信度受外界环境因素影响较为严重，在检测时，很有可能会受个别显性要素或隐性要素干扰，影响检测数据的精准度。同时，国内的食品微生物检测质量存在一定差异，源于不同区域的食品安全检测部门标准不一致。因而，提高微生物检测标准，规范各地区食品安全检测指标，统一微生物检测技术的应用标准，是提高微生物检测技术应用效果的有效举措。所以，在应用微生物检测技术时，应通过科学、合理的效果评价，对整个检测流程进行分析，以此排除检测过程中各种潜在要素对检测结果的干扰。此外，实验室操作的严谨性和规范性也是微生物检测中的关键。在进行实验室操作时，需要遵循严格的操作规程和标准操作程序，确保操作的一致性和可重复性。实验室环境的清洁和消毒也十分重要。通过采取一系列的措施，如备好试剂和培养基、准确称量、做好实验器皿的洁净和消毒等，以确保实验结果的准确性。

3 结语

食品安全问题关乎民生，各部门检测人员都需加大对食品安全管理的重视程度。而现阶段，微生物检测技术能够在极短时间内，快速、准确地测量出食品中是否含有有害微生物，可以为食品安全管理提供有效保障。值得注意的是，在使用微生物检测技术检测食品时，针对不同的食品类别应选择与之对应的检测技术，这样才能保障食品检测的合规性、合理性，进一步提高工作效率，并为其制定科学、合理的效果评价体系，排除检测时面临的干扰，使微生物检测技术发挥出其核心作用，为食品安全贡献力量。