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食品微生物快速检测技术的研究进展探究实践

2021-03-06

现代食品 2021年2期
关键词:抗原荧光培养基

◎ 胡 颖

(天津市经济贸易学校,天津 300381)

在食品工业发展速度不断加快的背景下,食品安全问题也日益突出。总结以往的检测经验可以了解到,导致食品出现污染的主要原因是微生物污染,因此在对食品安全问题进行管控时,首要任务便是做好微生物快速检测,基于检测结果来拟定处理措施,以确保食品安全等级。如何对微生物快速检测技术进行合理选择,也成为相关企业需要重点关注的问题。

1 食品微生物快速检测必要性分析

在食品加工技术日渐成熟的背景下,市面上流通的食品种类也在不断增加,如卤制品、煎炸半成品、生鲜等。但与此同时,国内外的食品安全事件层出不穷,不仅严重影响了市场秩序,且给公众带来了恐慌。根据世界卫生组织的统计,有1/3的发达国家居民每年会出现食源性疾病感染症状,而这个比例在发展中国家则高达1/2;全球每年发生300万~1 000万件食源性疾病死亡案例。食源性疾病是指由食品中的微生物以及部分化学药物污染所导致的人体病变。通过检测,发现在食品生产的各个环节(包括生产后续的存储、运输、销售以及食用等环节)都可能存在微生物污染。

在实践中,微生物检测方法有很多,通常采用培养法,取样,于培养基中培养,进行观察计数,确定食品是否受微生物污染以及受污染的程度。但是,这种检测方式需要的时间较长(通常需要2~3 d,有时甚至更长),这与现代食品生产的快节奏明显不符。因此,市场对食品微生物检测技术的改进就提出了更高的要求。例如基于流式细胞仪和固相细胞计数仪的细菌计数法、基于PCR的微生物快速检测技术、利用培养基电化学性质变化的微生物检测技术以及基于抗原抗体免疫学技术的检测技术等,都是被证实有效并在不断改进的微生物快速检测技术,对于加快检测工作开展速度有着积极作用。

2 食品微生物快速检测技术分析

2.1 免疫学技术

2.1.1 免疫荧光技术

在免疫学技术体系中,免疫荧光技术属于非常基础的技术类型,该技术的应用原理在于在不影响抗原抗体正常活性的基础上,将特定荧光素注入到样品中,该荧光素会和特定的抗体或抗原结合在一起,同时显现出特异性的荧光反应,根据定量分析法来确定待测物的具体浓度,满足具体的应用要求。该技术在实际应用中,具备了检测敏感度较高、检测速度较快、特异性较强等特征。但同时在应用中还存在着一些不足,如无法对非特异性染色体进行检测、测定结果主观性较强等,这也是后续技术发展过程中,需要着重关注的内容。

2.1.2 免疫扩散技术

该技术主要应用原理在于将样品放入到特定凝胶中,目标抗原抗体会在凝胶中扩散,在和特异性抗原抗体相遇后,会在凝胶内电解质的参与下出现沉淀的情况,同时会在凝胶内形成较为明显的沉淀线,随后采用定量分析的方法对其进行处理,从而获取到目标微生物的具体浓度,为后续工作开展奠定基础。从目前的使用情况来看,微生物检测所使用的凝胶种类相对较多,包括明胶、果胶、聚丙烯酰胺等,但是其检测兼容性相对较差,操作过程复杂程度较高,这也是后续发展中的拓宽方向。

2.1.3 酶联免疫吸附技术

该技术主要应用原理在于将样品放入到实验环境中,随后将抗原或抗体吸附到固相载体上,此时可以在载体上对其进行免疫酶染色处理,目标抗原或抗体会在免疫酶作用下出现特定的显色反应。此时通过定量或定性分析的方法,能够对样品中目标物质的具体含量进行确定,从而确保检测结果的可靠性。该检测技术在实际应用中,具备了反应灵敏度较高、标记物稳定性较强、适用范围广等优势,同时能够在单位时间内完成上千份样品的检测工作,具备非常强的推广价值。

2.1.4 酶联荧光免疫分析技术

在免疫学检测技术分支中,酶联荧光免疫分析技术也属于重要分支之一,其主要应用原理是将酶系统和荧光免疫分析综合在一起,利用具有潜在荧光的底物作为酶标抗体(或抗原),当此类底物被酶分解后,其产物可产生荧光,据此可以结合定量分析技术,确定目标物的具体含量情况。该检测技术在应用中,综合了两种检测技术的应用优势,能够有效提升检测结果的灵敏度,从而减少相应试剂用量。

2.2 代谢学组技术

2.2.1 电阻抗技术

在代谢组学检测技术体系中,电阻抗技术属于常见的技术检测类型,该技术在应用过程中,其主要的应用原理是将样品放置在培养基中培养,样品中的微生物在培养基中生长繁殖的过程中,会对培养基中的大分子惰性物质(如碳水化合物、蛋白质等)进行代谢,生成一些小分子物质(如乳酸盐、离子态物质等),增加了培养基本身的导电性,使培养基的阻抗出现相应变化,此时利用仪器对电阻抗的变化情况进行分析,从而确定微生物的具体生长情况。此技术具备检测灵敏度高的优点。

2.2.2 微热量计技术

该技术在应用过程中主要的应用原理是借助微热量计仪器,采集细菌生长过程中的热量变化数据,根据不同目标物变化情况,得出具体的检测结果,判断出具体的微生物种类。根据以往的经验可以了解到,微生物在生长过程中会产生较多热量,借助微热量计对产热数据进行整理,并且将其存储到计算机中,采用适当信号展开数字模拟,结合数据信息进行热曲线图的绘制,对比不同微生物热量的标准曲线,从而提升数据分析结果的直观性,提高评估结果的准确性。

2.2.3 放射测量技术

在代谢组学技术体系中,放射测量技术也是常用的分支体系。微生物在生长过程中,将碳水化合物代谢为CO2,利用该特点,将微量的放射性14C注入到碳水化合物中,利用仪器对放射性物质进行检测,了解14CO2的具体含量,进而明确样品中的细菌数量,根据定量分析的方法来明确具体数值,评估其合规性。该方法在实际应用中,具备了检测速度快、精准度高和自动化程度高等优势,在很多微生物检测中均有着良好的应用。

2.2.4 接触酶测定技术

接触酶测定技术也是该代谢组学技术体系中的常用技术,该技术主要应用原理是通过设置含有接触酶的纸盘,将其放入到盛有双氧水的试管中,根据其漂浮时间来对微生物的数量进行估算。接触酶在遇到双氧水后,会出现相应的化学反应产生氧气,使纸盘浮在表面上,接触酶含量越高,漂浮的时间也越长。一般情况下,食品内的微生物如嗜冷细菌用此方法进行检测,这也是用来评估微生物含量的重要参考[1]。

2.3 分子生物学技术

在分子生物学技术体系中,DNA探针技术是经常应用到的检测技术。在特定环境下,2条碱基互补的DNA链会匹配在一起,形成杂交的DNA分子,基于该内容来展开数据分析,结合DNA分子的基础情况来判断食品样品中是否存在该微生物,依托于样品的放射性情况来判断其浓度情况。目前在检测过程中,还会进行化学发光标记物的引入处理,已经形成的杂交片段可以利用相机进行捕获,随后对其进行序列匹配分析,得到准确的评估结果[2]。

3 食品微生物快速检测技术的具体应用

3.1 大肠杆菌和肠道细菌的检测

大肠杆菌O157∶H7隶属肠出血性大肠埃希菌,其可以产生志贺样毒素,属于致病性很强的微生物。在对其进行检测时,充分利用肠道细菌共同抗原特异性的应用特征,对食品中的细菌总量进行检测。在实际检测过程中,多采用微热量计技术来辅助检测工作的进行,在检测期间采集细菌生长过程中的热量变化数据,根据不同目标物变化情况,得出具体的检测结果,从而检测出食品中所含微生物情况。

3.2 沙门氏菌的检测

在食品检测中,沙门氏菌也是常见的微生物类型,其具备较强的致病性。在对其进行测定时,可以将包被过的晶体放入样品溶液中,晶体会和微生物发生结合,检测晶体产生的频率,从而得到所需要的检测结果。在整个检测过程中,其消耗的时间长短和溶液中微生物的浓度成反比,即浓度越高所需要的检测时间越短,这也是初步判断病菌浓度大小的基础条件。

4 结语

随着工业化的快速发展以及现代技术的进步,对微生物快速检测的需求越来越大,极大地促进了各种微生物快速检测技术的研究与开发。以上快速检测技术得到了很好的发展,并且某些已经应用于实际工作中。但是还有许多检测技术停留在论证阶段,距离实践仍有一段距离,这需要进一步深入研究,从而提升检测结果的可靠性,使其具有实用性。

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