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食源性致病菌检测技术研究进展

2018-01-25

中国畜牧兽医文摘 2018年5期
关键词:食源性沙门氏菌致病菌

(南京市畜牧兽医站,江苏南京 210012)

食源性疾病的预防与控制已引起了世界各国关注。食源性疾病病原的检测技术是食源性疾病的预防与控制的关键的技术环节。大肠杆菌、沙门氏菌等细菌是常见污染食品的致病菌。目前这些食源性致病菌是我国进出口食品的主要检测项目。微生物生化反应是微生物分类鉴定中的重要依据之一。国家标准中的方法固然是最稳定最成熟的方法,但因其复杂费时,有时不能适应公共卫生事件应急处理快速反应的需要。随着时代的进步,检测方法的先进性、灵敏度、特异性要求都更高。特别是一些新的病原菌食源性疾病的发生,对检测技术提出更高的要求。为此,人们在传统的鉴定方法的基础上,不断地尝试研制和改进检测设备,研究和创新检测技术,以求快速准确地检测食品中的微生物含量。随着分子生物学检测技术的发展,为微生物快速检测提供了良好的技术平台。现结合标准的食源性病原菌的检测方法,对食源性致病菌最新检测技术及其研究进展进行简述。

1 国内外食源性致病菌检测现状

目前已有许多国内和国际组织可以对食品检测方法进行认证。在美国,主要机构是 AOAC(美国官方分析化学师协会),通过 AOAC 认证的方法一般都被视为是“权威或标准”的方法。国内食品微生物检测主要执行标准通常采用国标中的检测方法流程,并有相应的规定,菌落总数(包括霉菌酵母菌)和大肠菌群限量标准只规定最大限量,致病菌规定“不得检出”。随着食品等工业和医学诊断等对微生物的控制和检验要求越来越严格,近年来也出现了不少快速检测的方法及相应的自动化仪器。

2 食源性致病菌检测方法简介

2.1 传统的微生物学检测方法

主要是按照现行国标的标准方法检测,最传统,最经典,但步骤烦琐,最麻烦,检测周期较长,但是可作为其他方法的验证。

2.2 显色培养基方法

在培养基中分别加入某种特定的无色合成底物,经微生物特异性酶的作用而释放出色原,呈各种颜色或荧光。大多数显色培养基只需在样品增菌后,分离培养18~24h,即可根据菌落的颜色做出初步的鉴定。结果直观,一目了然。灵敏度高、特异性强,大大减少了后续的鉴定步骤。但存在一定的假阳性和假阴性,比如97%的大肠埃希氏菌含有β-葡萄糖苷酶,约10%的沙门氏菌属中也含有此酶;不是所有具有特征性酶的微生物均在含底物的培养基中显示阳性反应。

2.3 免疫胶体金技术

是以胶体金作为标记物结合免疫原理的一种应用于抗原抗体的新型技术,该技术运用最广泛的就是斑点免疫金渗滤法(DIGFA)。鄢雷娜等[1]都利用此技术对沙门氏菌的快速检测进行了研究,利用斑点免疫金渗滤法对沙门氏菌抗原进行了研究,结果表明此法简单、快速,适合推广运用;通过建立直接检测沙门氏菌的斑点免疫金渗滤法检测试纸盒对该菌进行了研究。

2.4 酶联免疫吸附技术

简称 ELISA技术,此技术敏感性高,不需特殊设备,结果观察简便。它是把抗原抗体免疫反应的特异性和酶的高效催化作用有机结合的一种检测技术,既可以测抗原,也可以测抗体。早在1977年就有报道将酶联免疫吸附法用于食品中沙门氏菌的检测[2],设计捕获抗体和检测抗体,建立快速检测沙门氏菌双抗夹心ELISA方法对食品中的沙门氏菌进行检测。建立双抗夹心ELISA体系,检测模拟污染肉样中沙门氏菌,其检测限为800CFU/g,结果显示与其他血清型沙门氏菌、单增李斯特菌等菌均无交叉反应,特异性良好。

2.5 分子生物学检测方法

PCR技术是一项敏感性高、特异性强且快速准确的微生物检测技术,也被许多学者用于对食源性致病菌的检测和研究。邱杨等[3]采用传统培养方法、BAX(r)方法和PCR 方法 3 种方法对沙门氏菌进行检测。在常规PCR的基础上建立了检测沙门氏菌的新的PCR方法—多重PCR。此外其他新的PCR技术也运用于沙门氏菌的检测,通过对荧光定量PCR反应体系和反应条件的摸索,建立了检测沙门氏菌的核酸荧光定量PCR方法,此研究为沙门氏菌快速检测试剂盒的研制打下了良好的基础。

2.6 磁性纳米材料检测技术

主要是经过生物学修饰和功能化的磁性纳米材料,特异性地识别基质中少量的致病菌,并通过磁场对靶细菌进行快速及高特异性的选择性分离,实现样品中少量致病菌的特异性分离富集,达到后续分析检测的纯度和数量。

2.7 核酸探针技术

一种利用探针编码检测食源性致病菌的方法,它是通过单一反应对多个食源性致病菌进行鉴定的实时PCR方法。是根据核苷酸碱基互补的原理,在已变异的DNA样品中加入用同位素等标记的DNA特异片段,在一定条件下两片段进行杂交从而达到检测DNA的目的。在四色实时PCR仪上可实现对15种模板的基因分型的食源性致病菌的检测方法。将培养后的菌株标本提取DNA;通用引物的设计及PCR产物的测序;设计荧光双链置换探针;设计多色探针编码体系;变温杂交反应;构建单重实时PCR体系;构建多重多色实时PCR体系;验证多重多色实时PCR体系。此技术不仅简便、快速而且敏感性高、特异性强,已用于食品中沙门氏菌的检测。李少彤等[4]通过建立一种新颖的肽核酸探针结合荧光原位杂交方法对血液、粪便、水以及婴儿奶粉样品中沙门氏菌进行了检测,准确度高达 100%。

2.8 ATP生物荧光法

所有的生物体中都含有能够传达能量的ATP,检验ATP就可知道细菌数量及活性。微生物中含ATP量很少,如在荧光素酶、荧光物质与氧及镁离子存在的条件下,其光量与样品中ATP量成正比,凭此光量来检验微生物含量。

2.9 乳胶凝集(LA)技术

是一种最简单的抗体检测方法。在乳胶凝集实验中,采用包被有抗体的彩色乳胶颗粒当与目标菌菌悬液混合后,如果悬液中有特异性抗原存在,就可以形成肉眼可见的凝集或沉淀。凝集反应简便迅速,但灵敏度不高,反应约需要107CFU。即便如此,它的灵敏度也比传统的血凝或细胞凝集试验提高了10~100倍[5]。

2.10 噬菌体裂解技术

噬菌体有特异性裂解细菌的作用。利用此技术进行沙门氏菌快速检测,李萌等[6]利用噬菌体裂解对150份样品进行快速检测,结果说明肠杆菌科噬菌体组合对培养10h的沙门氏菌敏感性和特异性较高,这对实现沙门氏菌实时、快速而准确的检测有重要意义。

2.11 生物传感器技术

生物传感器是一种小型、便携的分析装置,由固定化并具有化学分子识别功能的生物材料、换能器件及信号放大装置构成。其工作原理是待测物质与生物活性材料发生生物学反应,产生的信号由换能器转换成可定量和可处理的电信号,经二次仪表放大输出,最终获得待测物浓度的信息。生物传感器按识别元件可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等。DNA生物传感器的识别元件为核酸探针,因其便于与PCR技术结合而逐渐成为研发热点。生物传感器技术具有灵敏度高、特异性好、样品前处理简单、响应和检测迅速、操作简单、携带方便、可重复利用等优点。

3 小结

综上所述,食源性致病菌检验技术正从传统的培养方法向分子检测方法改进,并向仪器化、标准化、自动化方向发展。随着微生物检测技术的日渐成熟,目前形成了集传统检测方法,快速检测方法,以及大型仪器检测于一体的检测体系。伴随着人们对食品安全以及人类健康等生活环境要求越来越高,在未来发展过程中需要我们不断改进和创新,建立更成熟可靠、方便快捷的食源性致病菌快速检测技术。

[1]鄢雷娜,罗跃华,刘绪平,等.乳制品中常见食源性致病菌检测技术的研究进展[J].食品安全质量检测学报,2017,8(1):138-141.

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