卢宁

近年来食品安全问题层出不穷，严重损害了消费者的身心健康和生命安全。为了减少此类事件发生的概率，就需要应用各种微生物检测技术。随着生物技术的飞速发展，微生物检测技术也得以不断创新和完善，免疫学检测技术、PCR技术、代谢技术和生物传感器技术是当前常用的微生物检测技术，被广泛应用于食品加工、储存和运输等环节。本文旨在系统介绍各种微生物检测技术的优势和局限，探讨其在食品安全中的应用，以期为相关研究和应用提供新的思路和方向。

一、食品中常见的微生物污染

食品微生物污染是食品安全问题的主要来源之一。微生物是自然界中最小的生物体，几乎存在于所有环境中，包括空气、土壤、水和生物体。在适宜的环境条件下，微生物可以迅速繁殖，并有可能造成食品污染。微生物污染不仅会导致食品质量下降，口感改变，还可能对人体健康造成严重威胁，包括食物中毒、感染性疾病等，某些微生物甚至会产生对人体危害极大的毒素。以下是食品中常见的一些微生物污染：

1.大肠菌群。大肠菌群是大肠中常见的细菌，但也可能存在于被污染的食物和水中，存在大肠菌群通常表示食物和水可能已被粪便污染。某些类型的大肠杆菌（如O157：H7）可以引起严重的食源性疾病，如肠炎和肾功能衰竭。

2.霉菌。霉菌是一种微生物真菌，常见于湿润和热的环境中。它们能够在各种食品上生长，包括谷物、坚果、干果、面包和某些奶制品。某些霉菌会产生霉菌毒素，如黄曲霉素和赭曲霉素，这些毒素都有潜在的致癌风险。

3.沙门氏菌。沙门氏菌是一种能引起食源性疾病的细菌，可以存在于禽肉、牛肉、蛋、乳制品和海鲜等各种食品中。沙门氏菌引起的食源性疾病的症状主要包括发热、腹痛、腹泻、恶心和呕吐。

4.李斯特菌。李斯特菌是一种能在低温环境下生长的细菌，主要通过食物传播，尤其是未经充分加热的食物，如冷冻食品、冷冻肉制品、不经巴氏消毒的乳制品、生食蔬菜等。李斯特菌感染（李斯特病）的症状包括发热、肌肉疼痛、恶心、腹泻等，严重感染还可能会导致脑膜炎和败血症。对于孕妇、新生儿、老人和免疫功能低下的人群，李斯特菌感染可能会导致严重的疾病甚至死亡。

以上的微生物污染主要源自对食品处理不当，比如煮熟程度不够、存储条件不适宜等。因此，严格的食品安全管理和消费者具备食品安全知识，是预防食品微生物污染的关键。

二、常用的微生物检测技术

1.免疫学检测技术。免疫学检测技术的原理是利用抗体与微生物中的相应抗原结合来实现检测的目的，即抗体与微生物抗原结合可以发生特异性反应，从而检测到微生物的存在。免疫学检测技术有多种方法，包括酶联免疫吸附法（ELISA）、放射免疫分析法（RIA）、荧光免疫分析法（FIA）等，基本步骤相同，如图1所示。免疫学检测技术具有较高的灵敏度和特异性，不需要复杂的设备和专业技能，可以快速准确地进行检测，而且不会对食品产生破坏性影响，可以有效保护食品质量，符合现代食品生产要求。

2.PCR技术。PCR（聚合酶链反应）技术是一种快速准确地扩增目标DNA分子的方法，也是现代生物技术领域最具代表性的技术之一。PCR技术通常需要对样品进行多次循环加热和降温，使DNA双链分离，然后在酶的辅助下扩增，产生大量目标DNA分子。PCR技术不仅可以在基础研究领域用于分离和检测基因与基因组序列，还可以通过对食品、水、血液等样品进行PCR扩增，快速准确地检测微生物和病原体。PCR技术具有灵敏度高、快速、精准等优点，尤其是对于低水平的微生物污染，可以达到非常高的检测准确度。

3.代谢技术。代谢技术也称基因组学生物计算技术，利用微生物生长时所产生的代谢产物来进行鉴定，通过高通量分析技术来分析微生物代谢产物，构建分析模型，实现微生物的鉴定和分类。代谢技术具有操作简单、快速、高灵敏度和高特异性的特点，可以快速识别食品中存在的微生物种类，并检测它们的数量，有助于食品安全管理人员对食品进行快速筛查和检测。不过，代谢技术也存在着某些限制，例如微生物生长条件和环境因素对代谢产物的生成有一定影响，可能会导致假阴性或假阳性结果。此外，还需针对不同微生物在不同情况下建立不同的模型，而这需要较多的样本和数据来支持模型的建立。

4.生物传感器技术。生物传感器技术是利用微生物与特定化合物之间的相互作用来检测化合物的存在和浓度。生物传感器由微生物感受器、转导器和信号显示器三部分组成，可以实现对化合物的快速、可靠、灵敏和特异性检测。生物传感器技术可以实现更精准的识别和分类，有助于实现对有害微生物和化学物质的追踪，但在实际应用中也存在一些问题，如生物体不稳定、检测结果容易受到环境因素影响等。

三、微生物检测技术在食品安全中的应用

1.免疫学检测技术在食品安全中的应用。免疫学检测技术是食品安全领域一种重要的检测手段，可以寻找特定的蛋白质、多肽或者小分子作为靶标，在食品样品中检测它们的存在，以此判断该食品是否存在污染或欺诈行为。一是监测食品中存在的重金属、农药残留、生物毒素（如海洋毒素）、微生物等有害成分，这些成分可能会对人体健康造成威胁。例如，墨西哥卫生部门使用免疫学检测技术监测海鲜中的肉毒毒素，控制由于食用被污染海鲜而引发严重的肉毒中毒风险。在食品加工过程中，免疫学检测技术可以及早发现和减少污染导致的食品风险，从而确保食品的安全性和卫生质量。二是检测食品的真实性，如掺假、欺诈行为，从而保障消费者的合法权益。例如，辣椒中如果添加了苏丹红或甜蜜素等对人体有害的物质，使用免疫学方法就可以快速、准确地检测到这些添加物。

2.PCR技术在食品安全中的应用。PCR技术可以通过核酸扩增、检测、鉴定和定量细胞、病毒、细菌、真菌等微生物，已成为食品安全检测的一种主流技术。一是可以检测出食品中几乎所有种类的细菌、真菌和病毒，例如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等食源性疾病的病原体。二是可以监测食品中的生物污染物，判断食品中是否存在微生物污染。比如，通过PCR技术可以及时监测出流行于鸟类的H5N1禽流感病毒和H7N9禽流感病毒等污染。三是可以鉴别食品中的真菌，如曲霉、酵母菌等，这些真菌如果存在过多会导致食品的气味、味道变质，有些真菌产生的毒素还会影響人体健康，如黄曲霉素等。PCR技术可以检测真菌中特定的基因序列，鉴别出不同种类的真菌，还可以检测出食品中的转基因成分。

3.代谢技术在食品安全中的应用。代谢技术可以利用微生物的代谢产物来检测和识别微生物。一是检测和鉴别不同种类的病原微生物和细菌，如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等。通过检测微生物代谢产物的种类和含量，可以判断食品中是否存在细菌或病原菌的污染。二是检测食品品质，代谢技术可以用来检测食品中微生物在代谢过程中产生的有机酸和气味物质，例如pH、乳酸等，这些物质的种类和含量可以反映食品的新鲜程度、成熟度和保存情况，从而判断食品的品质和安全性。三是进行食品鉴别，代谢技术可以用来鉴别不同种类的微生物和细菌，例如酵母菌、乳酸菌、霉菌等，通过检测微生物代谢产物的种类和含量，可以判断微生物的种类和数量，从而判断食品是否被污染或替换。总之，代谢技术是一种快速、准确、灵敏、可靠的检测方法，在食品安全中发挥着重要的作用。未来，代谢技术会进一步发展和应用，有望實现对食品中微量物质的高效检测和准确鉴定。

4.生物传感器技术在食品安全中的应用。生物传感器技术可以用于检测、分析和监测食品中的有害物质和微生物，在食品安全领域，生物传感器技术可广泛应用于食品质量控制、生产管理和食品卫生监测等方面。一是检测食品中的毒素、农药、重金属等有害化学物质。例如，当前常用的电化学生物传感器可以通过使细胞或酶与电极表面相互作用，实现对目标物的检测和测定。生物传感器技术的敏感性和选择性较高，可以实现对食品中微量有害物质的检测和定量。二是检测和鉴定食品中的微生物。传统的检测方法通常需要长时间的培养过程并进行显微镜检测，而生物传感器技术可以快速实现对食品中细菌、病毒等微生物的检测和鉴定。例如，荧光生物传感器可以快速准确地检测食品中的沙门氏菌等致病菌，提高食品安全性。此外，生物传感器技术还可以应用于食品生产管理中的监测与控制，例如监测贮藏、运输过程中食品的温度、湿度等因素，以保证食品的质量安全。

综上所述，微生物检测技术作为食品安全保障体系的重要组成部分，受到了越来越多人的关注，特别是在食品安全事件频发的当下，加强对食品安全检测技术的研究，对于保障人们的健康、维护社会的和谐稳定都具有十分重要的意义。本文分析了微生物检测技术在食品安全中的重要作用，重点对微生物检测技术在食品安全中的应用情况进行了总结，以期为今后的相关研究提供参考。

基金项目：河南省粮食和物资储备局调研课题“粮食和物资储备系统中的国有资产保值增值问题研究”（豫粮办〔2021〕112号57）。

作者简介：卢宁（1983-），女，汉族，河南西平人，讲师，硕士研究生，研究方向为营养与检测及食品质量安全控制。