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【摘要】 随着人们食品安全意识不断提高,人们对食品安全问题关注度不断提高,尤其是近年来暴露的食品安全问题,使人们对食品卫生安全提出了更高层次的要求。而食品微生物检测技术作为监测食品安全重要手段,对食品安全管理具有重要意义。本文依据不同检测特性,对食品微生物检测技术进行深入分析和探讨。
【关键词】 食品;微生物;检测技术;研究;进展
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.11.842 文章编号:1004-7484(2013)-11-6815-02
食品在生产加工、储备保存、运输销售等过程中,容易产生大量的微生物,导致食品变质,并引发食源性中毒或者感染,尤其是在环境污染不断加重情况下,微生物繁殖速度不断加快,食品安全问题越来越严重了。随着微生物检测技术在食品微生物检测中的推广和应用,简化了食品检测程序,缩短检测时间,提高检测质量,为食品卫生安全提供了重要的技术保障。
1 食品微生物检测技术
1.1 遗传学检测技术
1.1.1 PCR检测技术 PCR检测技术,即聚合酶链反应,是一种体外扩增DNA的检测方法,能够在短时间内,让某个微量DNA片断特异性快速扩增,最多可超过百万倍。PCR检测技术,把模板DNA、Taq酶、镁离子、引物等物质进行有效的混合,并放入到PCR微型管内,在PCR编程调控仪作用下完成检测,其具有操作简便、检测迅速、特异性高等应用优势,可通过扩增DNA,以判断是否存在某类微生物[1]。同时PCR检测技术能够对培养难度较大微生物进行检测,使得微生物检测效率大大增加。现阶段,PCR检测技术在大肠埃希氏菌、李斯特菌及沙门氏菌等检测中已得到成功应用,但是在假阳性、阴性、定量检测上还存在不足。
1.1.2 基因芯片检测技术 基因芯片检测技术主要通过纤维打印或者原位合成的形式进行检测,能够对数万个DNA探针置于支持物体表层,并获取相应的DNA探针序列,再和标记样品杂交,以杂交信号对样品进行快速的检测和判断。在食品致病菌检测中,基因芯片检测技术能够通过并行或者通量形式进行检测,仅一次实验,即可获取完成检测数据,操作简便、速度较快,可在短时间内获取检测结果,而且其特异性较强、灵敏性较高。但是检测设备、材料昂贵,检测操作要求高。
1.2 免疫学检测技术
1.2.1 ELISA检测技术 ELISA检测技术,即酶联免疫吸附,又可称为荧光酶标免疫检测技术,其主要将抗体吸附或者抗原吸附到固相载体中,并在固相载体上对免疫酶进行染色,当底物显色之后,通过定量或者定性形式,对有色产物量进行分析,可明确样品待检测物的含量[2]。ELISA检测技术集合了放射免疫与免疫荧光两种检测技术的优点,具有操作简便、灵敏性高、适用范围广、检测迅速、成本低等应用优势,能够同时对数千份样品进行检测和分析。随着ELISA检测技术不断发展和优化,其在食品卫生安全中得到广泛应用,能够对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌及沙门氏菌等进行有效检测。
1.2.2 MS检测技术 MS检测技术,即免疫磁性微球检测。由于很多食品样品多以固液混合形式存在,常规检测方法无法分离出食品中部分微生物,必须在免疫磁性微球分离作用下,才能快速将微生物分离出来。免疫磁性微球分离检测技术主要是将特异性较强抗体偶联于免疫磁性颗粒的表层,与实验样板被检测微生物特异性进行有效结合,载有微生物免疫磁性颗粒能够在外部磁场反应条件下,慢慢聚集到磁极方向,将检测样板混合液去除,不仅能够达到分离微生物作用,同时掌握微生物的密集程度。免疫磁性微球检测分离技术能够在大量混杂致病菌中,选择性将被检测微生物分离出来,使得微生物分离效果大大提高,检测时间也有所缩短,在食品卫生安全检测中具有良好的应用效果。
1.3 培养学检测技术
1.3.1 干片检测技术 干片检测技术,即快速检测试片,主要是将胶片、纸片或者纸膜作为微生物培养基的载体,把特定显色物质、培养基放置到载体上,通过对微生物生长特性或者显色反应,以对食品中存在致病微生物进行测定[3]。Forg研究者,采用快速纸片检测方法,对大肠菌群进行快速检测,将原有检测时间从72小时缩短至15小时,检测程序得到简化,检测成本也大大降低,对高分子、微生物及化学等集于一体检测技术研究和发展起到有效的促进作用。近几年来,Petrifilm研究者,以滤纸作为载体检测试片在食品微生物检测中得到广泛应用,能够对真菌、大肠菌群及大肠杆菌等微生物进行有效检测[4]。
1.3.2 全自动化检测技术 全自动化检测技术主要是在电阻抗原基础上,对微生物进行有效的检测及计数的一个系统。在培养微生物过程中,能够把培养基内大分子(如碳酸化合物或蛋白质等)电惰性物质转变成为小分子(乳酸或氨基酸等)活性物质,以降低培养微生物阻抗,使培养基内电导性发生变化,并通过定量形式获取微生物量[5]。全自动化检测技术,能够依据不同检测需求,选择不同培养基,以对样品致病菌落总数进行有效检测,如酵母菌、乳酸菌及大肠菌群等,检测时间不超过24小时,样品匀液无需稀释,且食品受到微生物污染程度越高,检测速度越快[6]。
1.3.3 ATP检测技术 ATP检测技术在活性生物检测中得到广泛应用,当生物死亡之后,ATP将在两个小时内被分解[7]。所以,通过对样品ATP浓度进行测定,即可获取活性菌群数量。荧光素酶能够在ATP辅助下对D-荧光素产生氧化反应,并形成荧光,荧光强度和ATP浓度在特定范围内,能够形成一定的线性关系,然后使用发光光度计情况下,能够对被测液体ATP量进行检测,若活性生物ATP量较为稳定,荧光定量能够清楚呈现出系统代谢活性细胞情况。荧光反应检测技术在HACCP关键控制点管理中具有重要作用,大大提高了控制点的检测速度和效率,而且便携式荧光光度计在现场检测中较为适用,不仅能够极微量致病微生物水平进行检测,同时可以对食品生产加工条件进行有效评估,对食品卫生安全监测具有重要意义。 1.4 传感器检测技术
1.4.1 光学检测传感器 光学检测传感器主要是将被检测细胞放置在传感器的表层,在厚度变化、光折射情况下,能够对微生物微小变化进行测定[8]。现阶段,光纤波导、共振镜、及干扰仪等光学检测传感器在食品致病微生物检测中已经得到成功应用。Watts等研究者,利用共振镜对食品中的金黄色葡萄球菌进行检测,测定限能够达到8×106cells/ml,检测时间仅需5分钟。Schneider等研究者,利用全内反射测量方法,对沙门氏菌进行检测,检测灵敏性能够达到5×108cfu/ml,检测时间较短,为5分钟。大量研究表明,光学检测传感器具有操作简便、检测速度快、检测时间段、成本低等优点,但是只能对存在荧光素微生物进行检测,灵敏性有待提高。
1.4.2 压电免疫检测传感器 压电免疫检测传感器主要是在金或者银晶体的电极表层上设置一层固定抗原或者抗体活性物,当液相在免疫反应作用下,固定抗原或者抗体分子能够样品存在抗体或抗原进行识别,然后与特异性进行有效结合,可产生免疫混合物,在电极表明上沉积,使得电极表层负载发生变化[9]。在免疫反应过程可作为被检测晶体的振动频率变化量,通过变化量可获取被测样品含量。Koenig等研究者,利用免疫检测传感器对沙门氏菌进行检测,获取线性范围的达到了106至108cell/ml,检测时间共需45分钟。近年来,免疫检测传感器在活性生物检测中发挥着越来越重要的作用,并成为了食品微生物检测研究重点。
1.4.3 生物发光检测传感器 通过对荧光素酶转入噬菌体进行深入研究,生物发光检测传感器在微生物检测中得到广泛应用。Folley-Thomas等研究者,利用TM4抗菌素对结核杆菌进行检测,检测灵敏性达到104cells/ml,检测时间为两个小时。Blasco等研究者,通过构建灵敏性高生物传感检测系统,能够对大肠杆菌、沙门氏菌等微生物进行检测,在整个检测反应中,噬菌体能够将微生物宿主进行分解,并通过生物发光传感器,对检测样品释放产生细胞容物内ATP进行测定,并依据菌体数量和ATP间形成的先行关系,可获取微生物总数。生物发光检测传感器具有良好的特异性,能够对活性微生物和死亡微生物进行鉴别,但是检测时间性相对较长,灵敏性相对较低[10]。
2 结 语
现阶段,食品微生物检测技术得到有效提高,并向着检测程序简便、检测精确度高、检测效率高、自动化检测等方向发展,为食品安全检测和管理提供重要技术支持。食品微生物检测方法较多,各有各的优势,检测人员应该依据食品微生物检测项目标准和要求选择适宜检测技术,或者将各种检测技术进行有效的结合,以提高食品微生物检测精确度,以保证食品卫生安全管理有效性。
参考文献
[1] 谢修志.生物技术在食品检测方面的应用[J].生物技术通报,2010,7(01):87-88.
[2] 孙显,李玉峰.食品微生物检测技术[J].生命科学仪器,2009,5(05):54-56.
[3] 林文辉.浅谈食品微生物检测方法的进展[J].才智,2009,2(20):34-35.
[4] 陈鹏云.浅谈食品微生物检测技术和方法[J].价值工程,2010,8(35):90-92.
[5] 何建仁.试论食品微生物检测技术新发展[J].科技资讯,2011,6(20):78-79.
[6] 许子刚.浅谈食品微生物检验内容与检测技术分析[J].科技与企业,2012,4(07):54-56.
[7] 杨全凤.基因芯片技术在微生物检测中的应用研究[J].中国医药指南,2012,12(02):43-44.
[8] 叶思霞,蔡美平,罗燕娜.食品微生物检测技术研究进展[J].安徽农学通报(上半月刊),2009,3(19):56-57.
[9] 肖剑.分子生物学技术在食品微生物检测中的应用[J].广西轻工业,2011,9(03):90-92.
[10] 杨全凤.基因芯片技术在微生物检测中的应用研究[J].中国医药指南,2012,7(02):85-86.
【关键词】 食品;微生物;检测技术;研究;进展
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.11.842 文章编号:1004-7484(2013)-11-6815-02
食品在生产加工、储备保存、运输销售等过程中,容易产生大量的微生物,导致食品变质,并引发食源性中毒或者感染,尤其是在环境污染不断加重情况下,微生物繁殖速度不断加快,食品安全问题越来越严重了。随着微生物检测技术在食品微生物检测中的推广和应用,简化了食品检测程序,缩短检测时间,提高检测质量,为食品卫生安全提供了重要的技术保障。
1 食品微生物检测技术
1.1 遗传学检测技术
1.1.1 PCR检测技术 PCR检测技术,即聚合酶链反应,是一种体外扩增DNA的检测方法,能够在短时间内,让某个微量DNA片断特异性快速扩增,最多可超过百万倍。PCR检测技术,把模板DNA、Taq酶、镁离子、引物等物质进行有效的混合,并放入到PCR微型管内,在PCR编程调控仪作用下完成检测,其具有操作简便、检测迅速、特异性高等应用优势,可通过扩增DNA,以判断是否存在某类微生物[1]。同时PCR检测技术能够对培养难度较大微生物进行检测,使得微生物检测效率大大增加。现阶段,PCR检测技术在大肠埃希氏菌、李斯特菌及沙门氏菌等检测中已得到成功应用,但是在假阳性、阴性、定量检测上还存在不足。
1.1.2 基因芯片检测技术 基因芯片检测技术主要通过纤维打印或者原位合成的形式进行检测,能够对数万个DNA探针置于支持物体表层,并获取相应的DNA探针序列,再和标记样品杂交,以杂交信号对样品进行快速的检测和判断。在食品致病菌检测中,基因芯片检测技术能够通过并行或者通量形式进行检测,仅一次实验,即可获取完成检测数据,操作简便、速度较快,可在短时间内获取检测结果,而且其特异性较强、灵敏性较高。但是检测设备、材料昂贵,检测操作要求高。
1.2 免疫学检测技术
1.2.1 ELISA检测技术 ELISA检测技术,即酶联免疫吸附,又可称为荧光酶标免疫检测技术,其主要将抗体吸附或者抗原吸附到固相载体中,并在固相载体上对免疫酶进行染色,当底物显色之后,通过定量或者定性形式,对有色产物量进行分析,可明确样品待检测物的含量[2]。ELISA检测技术集合了放射免疫与免疫荧光两种检测技术的优点,具有操作简便、灵敏性高、适用范围广、检测迅速、成本低等应用优势,能够同时对数千份样品进行检测和分析。随着ELISA检测技术不断发展和优化,其在食品卫生安全中得到广泛应用,能够对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌及沙门氏菌等进行有效检测。
1.2.2 MS检测技术 MS检测技术,即免疫磁性微球检测。由于很多食品样品多以固液混合形式存在,常规检测方法无法分离出食品中部分微生物,必须在免疫磁性微球分离作用下,才能快速将微生物分离出来。免疫磁性微球分离检测技术主要是将特异性较强抗体偶联于免疫磁性颗粒的表层,与实验样板被检测微生物特异性进行有效结合,载有微生物免疫磁性颗粒能够在外部磁场反应条件下,慢慢聚集到磁极方向,将检测样板混合液去除,不仅能够达到分离微生物作用,同时掌握微生物的密集程度。免疫磁性微球检测分离技术能够在大量混杂致病菌中,选择性将被检测微生物分离出来,使得微生物分离效果大大提高,检测时间也有所缩短,在食品卫生安全检测中具有良好的应用效果。
1.3 培养学检测技术
1.3.1 干片检测技术 干片检测技术,即快速检测试片,主要是将胶片、纸片或者纸膜作为微生物培养基的载体,把特定显色物质、培养基放置到载体上,通过对微生物生长特性或者显色反应,以对食品中存在致病微生物进行测定[3]。Forg研究者,采用快速纸片检测方法,对大肠菌群进行快速检测,将原有检测时间从72小时缩短至15小时,检测程序得到简化,检测成本也大大降低,对高分子、微生物及化学等集于一体检测技术研究和发展起到有效的促进作用。近几年来,Petrifilm研究者,以滤纸作为载体检测试片在食品微生物检测中得到广泛应用,能够对真菌、大肠菌群及大肠杆菌等微生物进行有效检测[4]。
1.3.2 全自动化检测技术 全自动化检测技术主要是在电阻抗原基础上,对微生物进行有效的检测及计数的一个系统。在培养微生物过程中,能够把培养基内大分子(如碳酸化合物或蛋白质等)电惰性物质转变成为小分子(乳酸或氨基酸等)活性物质,以降低培养微生物阻抗,使培养基内电导性发生变化,并通过定量形式获取微生物量[5]。全自动化检测技术,能够依据不同检测需求,选择不同培养基,以对样品致病菌落总数进行有效检测,如酵母菌、乳酸菌及大肠菌群等,检测时间不超过24小时,样品匀液无需稀释,且食品受到微生物污染程度越高,检测速度越快[6]。
1.3.3 ATP检测技术 ATP检测技术在活性生物检测中得到广泛应用,当生物死亡之后,ATP将在两个小时内被分解[7]。所以,通过对样品ATP浓度进行测定,即可获取活性菌群数量。荧光素酶能够在ATP辅助下对D-荧光素产生氧化反应,并形成荧光,荧光强度和ATP浓度在特定范围内,能够形成一定的线性关系,然后使用发光光度计情况下,能够对被测液体ATP量进行检测,若活性生物ATP量较为稳定,荧光定量能够清楚呈现出系统代谢活性细胞情况。荧光反应检测技术在HACCP关键控制点管理中具有重要作用,大大提高了控制点的检测速度和效率,而且便携式荧光光度计在现场检测中较为适用,不仅能够极微量致病微生物水平进行检测,同时可以对食品生产加工条件进行有效评估,对食品卫生安全监测具有重要意义。 1.4 传感器检测技术
1.4.1 光学检测传感器 光学检测传感器主要是将被检测细胞放置在传感器的表层,在厚度变化、光折射情况下,能够对微生物微小变化进行测定[8]。现阶段,光纤波导、共振镜、及干扰仪等光学检测传感器在食品致病微生物检测中已经得到成功应用。Watts等研究者,利用共振镜对食品中的金黄色葡萄球菌进行检测,测定限能够达到8×106cells/ml,检测时间仅需5分钟。Schneider等研究者,利用全内反射测量方法,对沙门氏菌进行检测,检测灵敏性能够达到5×108cfu/ml,检测时间较短,为5分钟。大量研究表明,光学检测传感器具有操作简便、检测速度快、检测时间段、成本低等优点,但是只能对存在荧光素微生物进行检测,灵敏性有待提高。
1.4.2 压电免疫检测传感器 压电免疫检测传感器主要是在金或者银晶体的电极表层上设置一层固定抗原或者抗体活性物,当液相在免疫反应作用下,固定抗原或者抗体分子能够样品存在抗体或抗原进行识别,然后与特异性进行有效结合,可产生免疫混合物,在电极表明上沉积,使得电极表层负载发生变化[9]。在免疫反应过程可作为被检测晶体的振动频率变化量,通过变化量可获取被测样品含量。Koenig等研究者,利用免疫检测传感器对沙门氏菌进行检测,获取线性范围的达到了106至108cell/ml,检测时间共需45分钟。近年来,免疫检测传感器在活性生物检测中发挥着越来越重要的作用,并成为了食品微生物检测研究重点。
1.4.3 生物发光检测传感器 通过对荧光素酶转入噬菌体进行深入研究,生物发光检测传感器在微生物检测中得到广泛应用。Folley-Thomas等研究者,利用TM4抗菌素对结核杆菌进行检测,检测灵敏性达到104cells/ml,检测时间为两个小时。Blasco等研究者,通过构建灵敏性高生物传感检测系统,能够对大肠杆菌、沙门氏菌等微生物进行检测,在整个检测反应中,噬菌体能够将微生物宿主进行分解,并通过生物发光传感器,对检测样品释放产生细胞容物内ATP进行测定,并依据菌体数量和ATP间形成的先行关系,可获取微生物总数。生物发光检测传感器具有良好的特异性,能够对活性微生物和死亡微生物进行鉴别,但是检测时间性相对较长,灵敏性相对较低[10]。
2 结 语
现阶段,食品微生物检测技术得到有效提高,并向着检测程序简便、检测精确度高、检测效率高、自动化检测等方向发展,为食品安全检测和管理提供重要技术支持。食品微生物检测方法较多,各有各的优势,检测人员应该依据食品微生物检测项目标准和要求选择适宜检测技术,或者将各种检测技术进行有效的结合,以提高食品微生物检测精确度,以保证食品卫生安全管理有效性。
参考文献
[1] 谢修志.生物技术在食品检测方面的应用[J].生物技术通报,2010,7(01):87-88.
[2] 孙显,李玉峰.食品微生物检测技术[J].生命科学仪器,2009,5(05):54-56.
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[6] 许子刚.浅谈食品微生物检验内容与检测技术分析[J].科技与企业,2012,4(07):54-56.
[7] 杨全凤.基因芯片技术在微生物检测中的应用研究[J].中国医药指南,2012,12(02):43-44.
[8] 叶思霞,蔡美平,罗燕娜.食品微生物检测技术研究进展[J].安徽农学通报(上半月刊),2009,3(19):56-57.
[9] 肖剑.分子生物学技术在食品微生物检测中的应用[J].广西轻工业,2011,9(03):90-92.
[10] 杨全凤.基因芯片技术在微生物检测中的应用研究[J].中国医药指南,2012,7(02):85-86.