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食品中微生物不同检测技术和方法研究进展

黄佳慧
  
聚焦医疗
2022年11期
天峨县疾病预防控制中心 广西河池 547300

【摘 要】我国社会经济不断发展,社会进步下人们对食品安全质量成为当前备受关注社会关注问题之一。而食品安全与质量评价中食品微生物检测成为常见技术手段之一。目前国内应用于食品微生物检测技术方式诸多,包括传统检测方法、改进后培养检测法、代谢技术法、生物传感器法、免疫学技术法以及分子生物学等模式等,在应用中各具备一定优势及不足之处,为进一步分析及探讨,本文就常见食品微生物检测技术方式展开分析,为食品微生物监测提供参考。

【关键词】食品;目标微生物;检测方法;等效性

食品成为人类生存主要物质基础,而食品安全性直接对人类健康造成影响。微生物为影响食品安全的关键因素,食品微生物种类、数量会对食品保质期造成影响,并作为食品安全的重要参考依据[1]。当前大部分标准微生物检测采取传统培养技术,定性而言需进行预增菌、选择性增菌、生化及血清学鉴定等步骤,检测周期时间较长。而传统培养模式因具备准确性、可靠性,成为食品检验“金标准”。但伴随着快速检测方法临床应用,市场上出现大量替代、补充传统方法的快速方法,数量呈现上升趋势。快速筛选基于分子生物学、免疫学原理上,短时间内得到快速结果,因而在食品企业生产过程控制、内部产品放行控制中发挥着显著优势[2]。常见检测方式较多,本文就食品中微生物不同监测技术及方法应用情况如下综述,现报道如下。

1.传统检测方法

传统检测方法应用过程中,以微生物形态学、培养特性作为评价标准模式。长期以来,在传统食品微生物检测过程中,传统方式遵循菌培养、分离纯化、形态学及生化等。而传统检测方式优势为较高准确性、灵敏度,但操作过程中流程繁杂、检测时间长及准备和收尾工作繁重、效率不高等问题突出,尤其针对部分类别的食品保质期时间较短,选择传统检测方法会严重影响、制约食品在当前市场上销售及流通。此外,采取传统检测方法无法对难培养、不可培养的微生物进行检测。伴随着当前仪器自动化、分子生物学等分析技术不断发展,开发、应用及推广准确高效的食品微生物检测方式成为当前食品安全检测重要目标之一。

2.改进培养检测法

传统检测方法为依据并有效对培养基成分改良,加入指示剂、显色剂、抑菌剂、荧光物质完善培养,提高对培养基的特异性增菌、分离效果。从而有效升级改进培养基使用便利性,如快速检测纸片、集成化生化鉴定试剂条及仪器自动化技术。流式细胞仪计数法(FCM)、固相细胞计数法(SPC)中,FCM以激光技术基础上所发展而来,技术完善创新所发展新型定性结合定量技术,运用反射信号对微生物细胞浓度精准识别,检测所得微生物细胞浓度,与标准生物细胞浓度相比较判断微生物状态[3]。与FCM相对应的是SPC,为单细胞细菌快速检测方式,无食品微生物快速检测试验中选择邻苯二甲酸原位杂交,对食品内特殊微生物有效检测,运用滤膜有效隔离小菌落、其他菌落,方便实现PNA探针及RNA序列,观察小菌落[4]。方式能检测食品内存在革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及酵母微生物,与传统培养基培养卫生检测方式相比较,能提高1倍检测速度。

3.免疫学技术法

抗原、抗体之间特异性结合反应,病原体催化作用后形成免疫球蛋白,实现对食品微生物的免疫学检测[5]。目前免疫学技术可用于沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、肉毒梭菌、弯曲杆菌等病原菌检测。其技术包括免疫层析技术、酶联免疫法和免疫磁珠。免疫层析遵循免疫抗体-抗原相互吸附原理下所涉及一种制备收集、检测分析技术。酶联免疫法为一种固相免疫测定技术,以抗原抗体特异性并结合酶作用,可明确微生物数量,特点为灵敏度高、特异性强、方便快捷等,广泛用于细菌检测[6]。免疫磁珠捕获法则利用免疫磁珠并对目标微生物展开针对性富集,提高传统方式敏感性。

4.分子生物学

当前分子生物学技术得到快速发展及广泛应用,食品微生物检测中,聚合酶链式反应(PCR)成为常用生物学技术之一[7]。以具有高度保守核酸序列作为对象并设计特异引物进行扩增,通常为16S rRNA基因的高变异片段,展开实时荧光定量或凝胶电泳联合紫外核酸检测仪观察扩增结果,并达到检测食品中是否含有某种致病菌存在[8]。当前多种分子生物学手段中依赖于PCR包括DNA 指纹图谱技术、定量 PCR 技术、基因探针技术、多重 PCR 技术、基因芯片技术等。定量PCR技术在PCR反应体系中加入标记物,利用标记物量变化或荧光强度变化并实现定性定量。目前应用较为广泛技术包括内标定量PCR、实时荧光定量PCR。利用荧光信号积累变化实时监测整个PCR进程手段,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析[9]。此外,其他研究者还利用PCR技术与免疫磁珠技术、酶联免疫法相结合,快速测定了食品中的大肠杆菌和沙门氏菌。

5. ATP生物发光技术

ATP成为生物主要生命活动能量来源,存在于活细菌细胞内,能形成相对稳定的ATP含量,当活细菌经死亡情况下至几分钟后ATP会水解消失,此时ATP直接相关于活菌量。ATP生物发光技术对其检测原理分析,应用荧光素酶能够处于同时存在镁离子作用ATP、O2情况下,荧光素酶氧化作用下并转化为光能,释放出光量子[10]。达到一定ATP浓度范围后,浓度、光线之间呈现线性关系,以上述原理作用下,可提取出ATP并实现对荧光强度测定,最终获得活菌浓度[11]。目前ATP生物发光应用于食品微生物快速检测过程中,并同样运用于关键控制点检测中。自动ATP生物荧光技术被广泛应用于欧美地区乳类制品工业生产中,包括设备清洁度检测、生乳活菌、UHT乳的活菌数检测中。有研究者将ATP生物发光检测技术测定食品包装内污染微生物检测,结果指出,此种方式在20min时间段内实现对食品存活芽孢数的有效检测[12]。生物发光无需展开食品微生物检测中培养,且荧光光渡计是便携式的,整体运用操作简便,且可以在现场检测。为此,ATP生物发光技术应用过程中,需选择合适ATP提取剂,最大化避免外界干扰要素,进而提升食品内微生物快速检测特异性、灵敏性。

6.食品微生物检测技术的发展趋势

本次研究中通过分析国际间应用于食品微生物检测技术优势及不足之处,并结合当前国内食品微生物检测现状得出,绝大多数情况下,国外多选择快速检测法,为此应用于食品检测成本投入较高,缺乏我国应用的统一标准。然而下一步需要对国外先进快速检测技术积极引入国内同时,与我国检测技术融合下并研发出契合我国食品微生物检测工作实践情况的快速检测技术,并且仍需进一步建立我国统一的标准检测规范[13]。其次在运用当前新型快速检测工艺技术同时,需要不断提升相关实验产品质量,譬如特殊微生物培养基设备创新优化设计,以此作为微生物快速检测技术特异性、灵敏度有效提升。除此之外,在食品微生物检测过程中,熟练掌握当前常见检测技术优缺点,并发挥、实现扬长避短,有效运用食品微生物检测技术同时,发挥出自身优势[14]。为提高准确性,在展开食品检测过程中,依据实际情况选择合适方法,也可选择几种方法相结合使用,不断提高检测准确性,确保食品在制作、生产、包装与运输等每个环节中质量安全[15]。

7.小结

常规检测方法和分子生物学检测技术均可有效、准确检测出食品中微生物数量。伴随着我国科学技术不断进步与发展,新型微生物检测技术不断开发与应用。从当前检测形式得出,未来在食品微生物检测技术会逐步走向提高检测效率、实现大批量检测、增强检测灵敏度及检测条件标准化等方向发展。

参考文献:

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[2]陈光,沈小玲. 分子生物学技术在食品微生物检测中的应用分析[J]. 中国食品,2018(15):148.

[3]KOYUNCU S, HAGGBLOM PA. Comparative study of cultural methods for the detection of Salmonella in feed and feed ingredients [J]. BMC Vet Res, 2009, 5(1): 6.

[4]王晓辉,徐涛涛,黄轶群,等. 表面增强拉曼光谱在食源性致病微生物检测中的应用研究[J]. 光谱学与光谱分析,2019,39(1):123-129.

[5]谭慧林,吴忠红,金永生,等. 食品中金黄色葡萄球菌的快速检测及其评估[J]. 新疆农业科学,2022,59(2):410-416.

[6]于媛媛. 探究食品微生物检验特点[J]. 化工管理,2018(2):60.

[7]中华人民共和国认证认可行业标准,RB/T 037-2020. 食品微生物检测标准方法等效性评估指南[Z].

[8]FELDSINE PT, LIENAU AH, LEUNG SC, et al. Detection of Salmonella in fresh cheese, poultry products, and dried egg products by the ISO 6579 Salmonella culture procedure and the AOAC official method:Collaborative study [J]. J AOAC Int, 2019, 86(2): 275‒295.

[9]MOMOSE Y, OKADA Y, ASAKURA H, et al. Evaluation of the culture method NIHSJ-02 alternative to ISO 10272-1: 2006 for the detection of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli in chicken: Collaborative study [J]. J AOAC Int, 2013, 96(5): 991‒997.

[10]魏姣姣,黄喜海. ATP生物荧光增幅法在食品微生物污染检测中的应用[J]. 食品安全导刊,2021(28):84-85.

[11]易琳. 微生物检测中ATP生物发光法的应用研究现状[J]. 生物化工,2019,5(1):124-126.

[12]王福厚,张士珍,李娟. ATP生物发光技术在微生物快速检测中的应用[J]. 国外畜牧学(猪与禽),2015,35(5):89-90.

[13]郭焕君. 现代分子生物学技术在食品微生物检测中的应用[J]. 食品界,2021(5):108.

[14]夏梦雷,杨帆,陆锴,等. 高通量测序技术在传统发酵食品微生物群落中的应用研究[J]. 中国酿造,2021,40(5):1-7.

[15]夏绪红,陶小庆,崔龙. 微生物检测技术在食品安全中的应用[J]. 现代食品,2022,28(1):96-98.

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