微生物检测在食品检测中的应用

作者: 赵丁顺

摘 要:近年来,随着经济的快速发展,人们对食品安全的关注度越来越高,食品安全的检测工作日益重要。近年来频发的食品安全事件表明,食品中的微生物一旦超标,就会对人体健康造成巨大伤害。因此,防止食品受到微生物污染是控制食品安全的重要环节。本文阐述了微生物技术在食品检测中的应用、注意事项、技术改进及其最新研究,为相关检测人员提供参考依据。

关键词:微生物技术;食品检测;应用

Application of Microbiological Detection in Food Detection

ZHAO Dingshun

(Zhengzhou Food and Drug Institute Administration, Zhengzhou 450000, China)

Abstract: With the rapid development of economy in recent years, people pay more and more attention to food safety. It is urgent to do a good job in food safety testing. In recent years, a large number of data shows that once the microbes in food exceed the standard, it will pose a serious threat to people’s health. Therefore, preventing food from microbial contamination is an important part of food safety control. In this paper, the application of microbiological technology in food detection, matters needing attention, technical improvement and the latest research were described to provide reference for relevant inspectors.

Keywords: microbial technology; food testing; application

近年来频发的食品安全事件对人们的身体健康造成了很大威胁,并且严重影响社会的安定和谐。为此,食品安全的检测力度正逐步加强。食品安全问题多为微生物超标,因此在食品检测中应加强对微生物方面的检测[1]。本文对食品中微生物的检测技术进行阐述,并对此进行深入分析,为食品检测行业工作人员及相关领域人员提供依据,尽最大努力保障食品安全。

1 微生物检测技术在食品检测中的概念

食品中微生物的检测是合理运用微生物学的检测方法,检验食品中各类微生物的种类、数量,并且判断其对人体健康的影响,从而判断食品是否符合食品安全要求。食品中微生物的检测是食品安全管理的重要组成部分,以“预防为主”为方针,通过检测可有效减少因食品中微生物超标而引发疾病的现象,切实保障食品安全[2]。食品中微生物的检测是食品中重要的卫生指标之一,通过食品微生物检验可有效判断食品加工环境的卫生状况,为食品生产过程中的卫生管理工作提供科学依据[3]。

2 微生物检测技术在食品检测中的应用

2.1 生物传感技术

生物传感器技术是一种利用生物传感器和信号放大器进行分析的系统。生物传感器主要包括3部分,传感器、生物传感器和信号处理放大装置。在食品检测中,生物传感检测技术效果良好,且有独特的优势。生物传感检测技术可通过传感器技术实现食品检测,具有检测速度快、所需样品量小等优点,可有效降低检测成本。在实际检测分析过程中,操作便捷,可进行连续检测分析,还能实现自动检测。生物传感器检测技术由于其独特的技术优点,可被广泛应用于食品检测领域。例如,对肉制品、乳制品以及水产品的新鲜度具有良好的检测效果;通过检测食品味道严格把控食品品质,为食品安全提供有力保障。

2.2 PCR检测技术

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种以一小段DNA为模板,在DNA聚合酶和核苷酸底物的参与下,DNA片段被扩增到足以进行结构和功能分析的数量[4]。自PCR技术出现以来,就广泛被用于食品检测和相关领域。如今,PCR技术已在食品微生物检测、食品转基因成分检测、食品成分真伪检测等方面取得良好的效果。随着PCR技术的不断应用,该技术获得了长足的改进和发展。例如,当前生物技术飞速发展,转基因食品由于其具有部分优秀的特性,在食品工业中的应用越来越广泛,但转基因食品的安全性到现在也没有定论,因为转基因食品是在传统食物中加入了通常情况下不会出现的蛋白质及遗传物质,使人们产生顾虑。而PCR技术可很好地分辨转基因食品,打消消费者的疑虑,使消费者买得更放心[5]。此外,传统检测技术操作步骤繁多,花费时间较长,而PCR技术可大幅提高检测效率,检测时间可从原来的3~5 d缩减到1 d以内。整个检测过程可省略培养环节,通过离心沉淀、滤膜过滤等操作深入分析食品中的细菌细胞,通过细胞分裂获取细胞中的DNA,借助核酸探针、电泳等方法得到DNA序列,从而确定细菌的种类、数量。

2.3 酶联免疫吸附技术

酶联免疫吸附测定(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)最早出现于1971年,其基本原理是将一定浓度的抗原或抗体通过物理吸附方法固定于聚苯乙烯微孔板表面,使用洗涤的方法将已经形成的抗原抗体复合物和其他物质分开,再加入酶标记的抗原或抗体,通过反应被固定在载体上[6-7]。由于固相上的酶量与被测物的量呈一定比例,加入酶反应的底物后,通过控制温度使底物被酶催化,颜色深浅与底物浓度有关,产物的量与待测物的量也相关,加入停止液后,即可根据颜色的深浅进行定性或定量分析。

常见的ELISA反应可分为直接ELISA、间接ELISA、夹心ELISA及竞争ELISA[8]。直接ELISA法的原理是将抗原固定在ELISA板上,无需其他酶体,然后用酶标抗体直接检测抗原。与其他EILISA法相比,直接法的实验步骤少、检测速度快、无需使用二抗,可有效避免交叉反应,测定结果相对准确,但这种方法由于抗原没有经过特异性固定,样品中所有蛋白质都可以结合,因此实验背景较高,降低了检测灵敏度。间接ELISA法是将抗原结合到ELISA板上,再加入抗体,通过抗原与抗体进行特异性结合,最后加入酶标二抗,使用底物显色进行检测。与直接ELISA相比,间接ELISA需要使用酶标二抗,虽然灵敏度更高、可较少地标记抗体且价格优势明显,但间接ELISA法却存在可能会存在交叉反应的缺点(抗原与酶标二抗直接相结合),从而导致背景升高,同时由于增加了酶标二抗,导致实验步骤烦琐。夹心ELISA则是先捕获抗体固定于ELISA板孔中,之后加入待测样品,最后加入检测抗体,如果是带有标记的抗体,则称为直接夹心ELISA;如果是不带标记的抗体,还需加入酶标二抗再次与抗体结合,则被称为间接夹心ELISA。夹心ELISA由于其特殊的工艺,拥有很好的特异性与灵活性,但是夹心ELISA对抗体要求很高,操作更加烦琐,比直接法实验周期更长。竞争ELISA也叫阻断ELISA,是所有ELISA实验中最复杂的,通过检测检测对预期信号输出去测量样品中抗原或抗体的浓度进行定性定量,竞争ELISA法是样品中的抗原或抗体竞争性地结合特定数量的酶标抗体或抗原。样品中抗原浓度越高,输出信号越弱,信号输出与样品中抗原的量成反比。相对于其他方法,竞争ELISA拥有重复性好、灵活性高等优点,但是该方法操作极为烦琐。

2.4 光谱技术

(1)红外光谱技术。红外光谱技术是指先在仪器中将设计好的样品混合,再使用红外光进行照射,不同的吸附散射效果对应着不同微生物对红外光的反应,通过比较不同类型微生物产生的光谱图,就可分辨出微生物的种类,再通过计算图像的面积进行定量分析,从而判断食品的新鲜度。光谱技术具有检测速度快、精度好等优势[9]。

(2)高光谱图像技术。高光谱图像技术的本质是一种变种的遥感技术,通过将影像学技术与光谱图像信息相结合得到相应的图像内容,从而得到需要的数据。但该技术在具体使用过程中,需根据不同的样品种类在特定环境下收集光谱信息,再通过对照标准光谱信息确定微生物种类。

2.5 胶体金免疫色谱技术

胶体金免疫色谱技术也叫胶体金免疫层析技术,其原理是将胶体金作为标志物,用于抗原抗体反应中的一种新型免疫标记技术。胶体金是氯金酸的水溶液,在还原剂的作用下可形成一定大小的颗粒,这些颗粒通过静电作用形成一种具有一定稳定性的胶体状态,称为金溶胶。在虹吸作用下,样品溶液可在层析条上移动。层析材料相应的待测受体与样品所含待测物出现免疫反应并产生标记物,这些标记物在相应的配体处大量聚集,最终聚集成肉眼可见的斑点,从而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中[10]。胶体金免疫层析技术拥有灵敏度高、精准性好等优点,在食品检测特别是食品快速检测领域中的应用日渐增多。通过胶体金免疫色谱技术可快速准确地检测各种致病菌,提高食品安全监管效率,适合在短时间内进行大批量筛查,快速检查出食品安全隐患,进一步降低食品安全事故发生的概率。

3 微生物检测在食品检测中的应用趋势

微生物检测技术具有准确、高效、便捷等优点,可快速有效地分析食品成分,在辨别产品真伪方面同样受到社会的广泛关注,为人们的食品安全提供保障。近年来食品检测技术的发展越来越迅猛,微生物检测技术凭借先进的仪器可对食品安全进行严格检测,微生物检测技术还有很多类型,但就目前而言,真正应用到食品检测的却少之又少,因此微生物检测在食品检测中的应用具有广阔的前景,而这过程中所遇到的困难和挑战终会被克服。

4 结语

综上所述,如今微生物检测技术已成为食品检测工作中不可或缺的一环,为保障人们的食品安全发挥了极其重要的作用[11]。如今食品工业发展迅猛,食品种类日渐增加,随着《中华人民共和国食品安全法》的实施,相关部门对食品检测的要求也越来越严格。为满足人们对食品安全的诉求,应加大对微生物检测技术在食品检测中的应用和研发,为保障食品安全作出应有的贡献。

参考文献

[1]刘爽,师晶晶.分子生物技术在食品检测中的应用[J].现代食品,2018(8):112-113.

[2]冯雨欣,马雪婷,杨坤澎,等.饮用水中微生物检测技术的研究现状与发展方向[J].广东化工,2022,49(2):62-63.

[3]耿玉晨.论食品检测中生物技术的应用[J].现代食品,2020(2):159-160.

[4]李宁,刘艳容,周帆,食品检测中PCR技术的应用研究[J].中国食品,2022(3):104-106.

[5]邓丽瑜.浅谈生物技术在食品检测中的应用[C]//首届松山湖“食品与生命健康”高峰论坛暨2021年广东省食品学会年会论文集.东莞:广东省食品学会,2021:85-88.

[6]赵梦琦.生物技术在食品检测中的应用[J].食品界,2021(4):95.

[7]姚利伟,周明洁.酶联免疫吸附试验在食品检测中的应用探析[J].现代食品,2020(17):192-194.

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[11]周浩.生物技术在食品检测中的运用研究[J].科技风,2021(5):153-154.

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