張明成,范志毅,馮 莉
(浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽學(xué)院,浙江諸暨 311800)
食品是人類生存所必需的物質(zhì)之一,食品安全影響人們的身體健康,保障食品安全一直是公眾關(guān)注的焦點。微生物污染是導(dǎo)致食品安全問題的主要原因之一,微生物檢測技術(shù)的應(yīng)用可以有效檢測食品中微生物的種類和數(shù)量,預(yù)防和控制食源性疾病的發(fā)生,保障人們的身體健康。
傳統(tǒng)菌落計數(shù)法是一種常見的微生物檢測方法,通常用于檢測食品中的細菌、真菌等微生物。該方法將食品樣品接種到含有特定營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基上,在適當?shù)臏囟群蜁r間下,利用細菌在培養(yǎng)基上形成的典型菌落數(shù)量計算食品中微生物的總數(shù)。傳統(tǒng)菌落計數(shù)法操作簡單,成本低,廣泛應(yīng)用于食品安全監(jiān)控和食品工業(yè)生產(chǎn)中[1]。傳統(tǒng)菌落計數(shù)法所需的設(shè)備和試劑比較簡單,成本相對較低,可以檢測多種微生物,包括細菌、真菌等。但是,傳統(tǒng)菌落計數(shù)法存在一些缺點。①傳統(tǒng)菌落計數(shù)法需要等待幾個小時,甚至幾天才能獲取結(jié)果,時間較長。②傳統(tǒng)菌落計數(shù)法只能檢測生物樣品中的活菌數(shù),無法檢測死亡的微生物。③受環(huán)境等因素的影響,傳統(tǒng)菌落計數(shù)法的精確度有限,不同實驗條件所得結(jié)果可能存在差異。傳統(tǒng)菌落計數(shù)法是一種簡單易行、經(jīng)濟實用的微生物檢測方法,在食品安全監(jiān)控和其他領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,在實際應(yīng)用中結(jié)合其他微生物檢測技術(shù)可以提高檢測效果。
聚合酶鏈式反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一種常用的分子生物學(xué)技術(shù),被廣泛應(yīng)用于微生物檢測,該技術(shù)可以在短時間內(nèi)擴增目標DNA 片段,檢測微生物在食品樣品中的存在情況。相比傳統(tǒng)菌落計數(shù)法,PCR 技術(shù)具有更高的靈敏度和特異性,可以檢測多種微生物,包括細菌、真菌、病毒等,在醫(yī)療、環(huán)境、食品等多個領(lǐng)域都有應(yīng)用[2]。在食品安全方面,PCR 技術(shù)在檢測沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等食源性病原體中有廣泛的應(yīng)用。PCR 技術(shù)還可以檢測微生物的基因序列,從而確定微生物種類、亞型、耐藥性等信息,為精細化管理提供依據(jù)。雖然PCR 技術(shù)在微生物檢測中具有很多優(yōu)點,但也存在一些問題。①檢測結(jié)果易被污染。PCR 技術(shù)對操作環(huán)境和樣品污染十分敏感,需要嚴格的操作和質(zhì)控。②需要高度專業(yè)的技能和設(shè)備。PCR 技術(shù)需要特定的設(shè)備和技能,操作不當可能造成誤差或失敗。③成本較高。PCR 技術(shù)所需的設(shè)備和試劑比傳統(tǒng)菌落計數(shù)法昂貴,成本相對較高。PCR 技術(shù)是一種微生物檢測中常用的方法,靈敏度和特異性非常高,但在實際應(yīng)用中需要注意操作標準和質(zhì)量管控。
酶聯(lián)免疫吸附試驗(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)是一種基于抗原-抗體反應(yīng)的免疫學(xué)檢測方法,被廣泛應(yīng)用于微生物檢測。該技術(shù)可以在較短時間內(nèi)確定樣品中目標微生物的存在情況,在食品安全監(jiān)管和治療方面具有重要意義。ELISA 技術(shù)具有多個優(yōu)點。①ELISA 技術(shù)能夠檢測極小量的目標微生物,其檢測靈敏度高于很多傳統(tǒng)檢測方法。②ELISA 技術(shù)可針對特定的抗原或抗體進行檢測,因此對目標微生物的檢測特異高。③ELISA 技術(shù)只需要少量的原料即可進行檢測,操作簡單且快速[3]。④ELISA 技術(shù)可以檢測多種微生物,包括細菌、真菌、病毒等,在醫(yī)療、環(huán)境、食品等多個領(lǐng)域都有應(yīng)用。在食品安全方面,ELISA 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于檢測沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等食源性病原體,也可用于食品中過敏原等物質(zhì)的檢測。此外,ELISA 技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷、藥物研發(fā)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。但是ELISA 技術(shù)也存在一些缺點。①檢測結(jié)果易被干擾。ELISA 技術(shù)對樣品污染和含雜質(zhì)的樣品敏感,可能受到其他因素影響而產(chǎn)生誤差。②需要高度專業(yè)的技能和設(shè)備。ELISA 技術(shù)需要特定的設(shè)備和技能,操作不當可能造成誤差或失敗。③不能區(qū)分活菌和死菌。ELISA 技術(shù)只能檢測目標微生物的抗原或抗體,無法區(qū)分細胞內(nèi)外狀態(tài)。ELISA 技術(shù)是一種常見的微生物檢測方法,其靈敏度和特異性都很高,但在實際應(yīng)用中需要注意操作標準和質(zhì)量管控[4]。在實際檢測時,還需結(jié)合其他微生物檢測技術(shù),以提高檢測效果。
熒光定量PCR 技術(shù)(Realtime Fluorescence Quantitative Polymerase Chain Reaction,RTFQ PCR)是一種基于PCR 技術(shù)的微生物檢測方法,該技術(shù)在PCR 反應(yīng)過程中引入熒光標記分子,實時檢測PCR 產(chǎn)品數(shù)量的變化,對微生物存在情況進行定量分析[5]。相比傳統(tǒng)PCR 技術(shù),熒光定量PCR 技術(shù)具有更高的精度和靈敏度,可以消除假陽性的可能。該技術(shù)可以準確地定量目標DNA 片段的數(shù)量,避免了傳統(tǒng)PCR 技術(shù)中產(chǎn)生的假陽性結(jié)果,可以在短時間內(nèi)檢測到極少量的微生物,因此適用于食品安全監(jiān)管中的微生物檢測。此外,具體應(yīng)用過程中可通過引物的設(shè)計選擇擴增特定序列,結(jié)合熒光探針,提高檢測特異性。在食品安全方面,熒光定量PCR 技術(shù)常用于檢測沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等食源性病原體,該技術(shù)還可用于檢測食品中的細菌、真菌、病毒等微生物,研究其種類和數(shù)量變化等信息。雖然熒光定量PCR 技術(shù)在微生物檢測中具有多個優(yōu)點,但也存在一些問題。①儀器設(shè)備成本高。熒光定量PCR 技術(shù)所需的設(shè)備和試劑比傳統(tǒng)檢測方法昂貴。②對質(zhì)量管控要求高。熒光定量PCR 技術(shù)對操作環(huán)境和樣品污染十分敏感,需要高度嚴格的操作和質(zhì)控。③特異性受影響。熒光定量PCR 技術(shù)可能會受到目標序列的突變或其他污染因素的影響,導(dǎo)致特異性下降。
微生物檢測技術(shù)在食品安全監(jiān)管中起著至關(guān)重要的作用,其中一個主要應(yīng)用是檢測食品中微生物的種類和數(shù)量。對食品樣品進行微生物檢測可以及時發(fā)現(xiàn)并控制食源性病原體,保障食品安全。 例如,檢測肉制品中的沙門氏菌和金黃色葡萄球菌、檢測海鮮中的副溶血性弧菌、檢測乳制品中的致病性菌群等。此外,微生物檢測技術(shù)還可以用于檢測工業(yè)生產(chǎn)過程中的微生物污染,如用于釀酒和乳制品生產(chǎn)。
在食品安全監(jiān)管中,微生物檢測技術(shù)不僅用于檢測食品中微生物的種類和數(shù)量,還可以用于判斷食品是否達到法定標準。國家、行業(yè)或企業(yè)頒布的相關(guān)標準通常規(guī)定了食品中微生物污染的限量標準,運用微生物檢測技術(shù)檢測食品樣品可以確定微生物的數(shù)量,與規(guī)定的限量進行比較,判斷該食品是否符合標準要求。例如,食品安全國家標準規(guī)定了食品中細菌總數(shù)和大腸桿菌數(shù)量的限值,若對某一食品樣品進行微生物檢測,發(fā)現(xiàn)其中細菌總數(shù)或大腸桿菌數(shù)量超出了法定標準,則該樣品被認為不符合國家標準,不能上市銷售。此外,微生物檢測技術(shù)還用于判斷食品加工過程中的衛(wèi)生情況,及時發(fā)現(xiàn)和糾正潛在的微生物污染問題,保障食品安全。
在食品安全監(jiān)管中,微生物檢測技術(shù)可以用于對食品加工過程進行控制。通過對原材料、半成品、成品等不同階段的食品樣品進行微生物檢測,可以及時發(fā)現(xiàn)并控制潛在的微生物污染問題。在食品加工和生產(chǎn)過程中,微生物污染可能會出現(xiàn)在原材料、生產(chǎn)設(shè)備、人員等多個環(huán)節(jié)。通過對這些關(guān)鍵點進行微生物檢測,可以對食品加工過程進行有針對性的控制,從而避免或減少微生物污染。例如,在肉制品加工過程中,可能會存在細菌污染的問題,通過對原材料、加工設(shè)備、環(huán)境等不同階段的樣品進行微生物檢測,可以及時發(fā)現(xiàn)并剔除污染源,有效控制細菌污染的程度,確保肉制品質(zhì)量和安全。此外,微生物檢測技術(shù)還可以用于判斷各種食品生產(chǎn)過程中的衛(wèi)生情況,檢測微生物的分布,為改進工藝流程、提高生產(chǎn)效率提供數(shù)據(jù)支撐。微生物檢測技術(shù)有助于控制食品加工過程中的微生物污染,保證食品質(zhì)量和安全。在實際運用中,需要結(jié)合具體情況和需求選擇合適的檢測方法,嚴格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程和標準。
在食品安全監(jiān)管中,微生物檢測技術(shù)可以用于食源性疾病調(diào)查。通過對食品樣品、環(huán)境樣品、人員樣本等進行微生物檢測,可以確定疾病的病原體種類和來源,控制食源性疾病的發(fā)生和傳播。食源性疾病指由食品中含有的致病菌或其毒素引起的疾病。在食品安全監(jiān)管中,常見的食源性疾病包括腸道炎癥、痢疾、霍亂和肝炎等,這些疾病主要通過食品及其接觸物傳播。在食源性疾病調(diào)查中,微生物檢測技術(shù)可用于確定致病菌的種類和來源。例如,對食品樣品進行微生物檢測可以確定其中是否存在致病菌及其數(shù)量;對與患者接觸的人員樣本進行檢測可以確定是否感染該病原體;對患者糞便樣本進行檢測可以確定病原體種類及其數(shù)量。對不同來源的樣本進行微生物檢測可以區(qū)分病原體的來源,找到食源性疾病的根本原因。微生物檢測技術(shù)在食品安全監(jiān)管中的應(yīng)用非常廣泛,對不同樣本進行微生物檢測可以確定致病菌種類和來源,為控制食源性疾病的發(fā)生和傳播提供有力的支持。
微生物檢測技術(shù)是食品安全監(jiān)管中非常重要的一項技術(shù),但也面臨著一些挑戰(zhàn)。①檢測方法標準化問題。目前,微生物檢測技術(shù)存在著多種方法和標準,不同實驗室或檢測機構(gòu)之間的結(jié)果可能存在差異,需要進行更加標準化的操作流程、樣本處理、數(shù)據(jù)分析等方面的研究。②檢測時間和成本問題。傳統(tǒng)菌落計數(shù)法和PCR 技術(shù)等檢測方法需要較長的檢測時間和高昂的成本,需要研發(fā)更加快速和經(jīng)濟的檢測方法。③檢測靈敏度問題。目前,微生物檢測技術(shù)還不能滿足對微量污染物的檢測需求,需要提高其檢測靈敏度,尤其是在復(fù)雜食品中的檢測。
隨著技術(shù)的進步和創(chuàng)新,未來的微生物檢測技術(shù)將會越來越多元化,如基于光學(xué)、電化學(xué)、質(zhì)譜等原理的檢測方法,這些新技術(shù)的開發(fā)將會給傳統(tǒng)的微生物檢測技術(shù)帶來很大的補充和提升。未來的微生物檢測技術(shù)將越來越智能化和自動化,如結(jié)合人工智能、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)構(gòu)建更為高效的自動識別和分類體系,實現(xiàn)智能判斷和分析。未來的微生物檢測技術(shù)將會更加微型化,如利用微流控芯片、納米材料等進行檢測,減小檢測體積和成本,提高檢測靈敏度和準確性。總而言之,未來的微生物檢測技術(shù)將會不斷推陳出新,向著更加快速、精準、便捷、智能化、自動化和微型化的方向發(fā)展,加強標準化、統(tǒng)一規(guī)范化是必然趨勢。
本文介紹了微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用情況,包括常見的微生物檢測方法及其優(yōu)、缺點,在食品監(jiān)管、生產(chǎn)過程控制、食源性疾病調(diào)查等方面的具體應(yīng)用。此外,本文指出了微生物檢測技術(shù)的未來發(fā)展方向,即便捷、快速、低成本、高靈敏度和高特異性。微生物檢測技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用不僅可以有效地預(yù)防和控制食源性疾病的發(fā)生,還有助于確保人們的身體健康。