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食品微生物检验检测方法研究

2024-04-15李琼冯浩菲贾松涛李梦雨赵林萍

食品安全导刊·中旬刊 2024年1期

李琼 冯浩菲 贾松涛 李梦雨 赵林萍

摘 要:食品微生物检验是确保食品安全的关键环节,当前面临培养基标准化、培养条件控制和分子检测技术等方面的挑战。本文分析了食品中常见致病微生物的危害性,并指出了现有检测方法的不足,如培养基质量不一、培养条件控制不精确以及分子检测技术的局限性。为提升检测效能,本文提出了建立培养基质控体系、优化培养条件参数和引入新分子检测技术等对策。通过这些措施,旨在提高食品微生物检测的准确性和效率,从而更好地保障人们的健康。

关键词:食品微生物检验;培养基标准化;培养条件控制

Research on Food Microbial Inspection and Detection Methods

LI Qiong, FENG Haofei, JIA Songtao, LI Mengyu, ZHAO Linping*

(Henan Zhongbiao Testing Service Co., Ltd., Zhengzhou 450000, China)

Abstract: Microbial testing of food is a crucial step in ensuring food safety, and currently faces challenges in standardization of culture media, control of culture conditions, and molecular detection technology. This article analyzes the harmfulness of common pathogenic microorganisms in food and points out the shortcomings of existing detection methods, such as inconsistent quality of culture media, imprecise control of culture conditions, and limitations of molecular detection techniques. To improve detection efficiency, this article proposes strategies such as establishing a culture substrate control system, optimizing culture condition parameters, and introducing new molecular detection technologies. Through these measures, the aim is to improve the accuracy and efficiency of food microbiological testing, thereby better safeguarding public health.

Keywords: food microbiological testing; standardization of culture media; cultivation condition control

近年来,食品中病原微生物污染事件频发,严重危害人们的身体健康。食品微生物检验作为食品安全监管的重要手段,需不断优化检测方法以提高检出率。本文针对食品微生物检验检测中存在的问题与解决对策进行论述,以期为食品微生物检测提供参考。

1 食品中常见微生物种类及危害性分析

食品中常见的致病微生物主要包括沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、李斯特氏菌、耶尔森氏菌等革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。这些微生物可导致食源性疾病,严重危害人体健康[1]。以沙门氏菌为例,它们存在于各种食品和环境中,可通过水、禽肉、蛋类等食品传播。沙门氏菌携带致病基因岛,可产生毒力因子从而引起人体感染,主要症状有呕吐、腹泻、发烧等。金黄色葡萄球菌也是食品中的常见致病菌,它可产生一系列毒力因子,这些毒素可引起人体哮喘、窒息等症状。食品加工过程和储运中,如果温度、湿度达到金黄色葡萄球菌生长的适宜条件,它们就会快速繁殖并产生毒素,这些毒素一旦进入人体,会造成严重的食物中毒甚至死亡。另外,革兰氏阳性的李斯特氏菌也常在冷藏食品、干酪和冰淇淋等产品中检出。这种致病菌可产生溶血素,破坏人体血液系统,还可引起流产。耶尔森氏菌则常见于未煮熟的肉类和奶制品等中,这也是其主要的污染源,它在人体中可引发严重结肠炎以及败血症。培养基实验显示,4 ℃条件下耶尔森氏菌能存活30 d[1]。可见,常见的食源性致病菌累积了大量抗性基因,且通过毒力因子与宿主交互,危害人体健康,这要求食品微生物检验方法更具灵敏性和特异性。

2 食品微生物检验检测方法现存问题分析

2.1 培养基标准化和质量控制工作滞后

培养基作为食品微生物检验的重要物质基础,其标准化直接影响檢测结果的准确性。当前,食品微生物检验培养基存在标准不统一、质量控制体系不健全等问题,严重制约了检测效能的提升。具体来说,不同厂家生产的同类型培养基,成分差异可能较大。以沙门氏菌检测试剂盒为例,供应商提供的预先制成的平板有可能打破微生物的菌落完整性,一定程度上造成菌落计数误差,这是由琼脂浓度、pH值、营养成分等指标缺乏统一规范引起的[2]。再如,奶类产品中常用的菌落培养基存在明显的批次间差异,其中蛋黄浓度和酪蛋白水解产物对细菌生长具有重要作用,但目前尚无标准对这些指标进行管控。由此导致的菌落形态差异将直接影响微生物的识别和计数。除了培养基自身质量问题外,保存条件也容易影响其稳定性。如果储存温度太低,琼脂基质会发生明显收缩;而过高温度储存,培养基中营养成分和pH值也会发生改变。这都会降低培养基的有效期和灵敏度。目前在实验室实践中,保存条件的质量控制还比较薄弱。可见,培养基标准化和质量控制工作滞后,已经成为当下食品微生物检验中精度和准确度难以提升的关键技术瓶颈。

2.2 培养条件控制不精

培养条件是影响食品微生物检测结果的关键因素之一。目前食品微生物培养条件控制存在温度、湿度等参数设置不合理以及培养箱性能不稳定等问题,导致检测结果偏差。具体而言,不同种类的食源性致病菌对温度条件有不同的适应性。例如沙门氏菌的最适生长温度是35~37 ℃,而金黄色葡萄球菌的最适温度则是30~37 ℃。但是当前使用的通用培养条件中,将温度统一设置为37 ℃,这对一些非典型菌株的培养显然不利。再如,湿度对霉菌的生长至关重要,过低的湿度会影响霉菌数目的准确检出。但目前培养箱对湿度的控制并不精确,通常需要人工注水来维持湿度,这增加了检测工作的工作量,也容易产生操作差异。

除了培养参数设置问题外,培养设备自身的性能不稳定也会影响检测结果。不同批次的培养箱性能可能会有较大差异,温度和湿度的稳定性都较差,这会产生较大的标准差。有研究表明,使用温度和湿度波动较小的培养箱,可以使金黄色葡萄球菌的检出率提高5%左右[2]。综上,当前食品微生物培养条件的标准化和精确控制都有待加强。只有适当调整温湿度参数并严格管控培养设备的性能,才能减少检测结果的误差,提高检验方法的准确性。

2.3 分子检测特异性、敏感性不足

分子检测技术作为一种快速高效的食品微生物检测手段,在特异性和敏感性方面仍存在优化空间。当前分子检测主要面临检测试剂盒质量不均、检出限相对较高以及结果判读难等问题,制约了其在食品安全检验中的大规模应用。①不同厂家生产的基于PCR原理的微生物快速检测试剂盒,由于引物和探针设计的差异,其检测灵敏度和特异性也有差异。部分试剂盒的特异性不足,无法有效区分菌株之间的差异,导致某些非致病菌被误判为食源性病原体。②部分试剂盒因序列覆盖度不足,未能检测出变异株。此外,大多数分子检测试剂盒的检出限仅可达103~104 CFU·g-1,相对于传统培养法的10~

100 CFU·g-1来说敏感性较差,这也限制了其在食品安全快速筛查中的应用价值[3]。

3 食品微生物检验检测方法优化对策

3.1 建立培养基质控体系

为有效解决当前培养基标准不统一的质量问题,建立科学合理的质量控制体系势在必行。这需要从原料控制、生产过程控制以及产品检测3个层面着手,实施全流程严格管控。①所有培养基生产企业必须使用经检验证明合格的标准化原料。这需要制定详尽的原料质量标准,规定蛋黄粉、蜂蜜、酵母提取物等各组分的功能及质量指标要求。同时建立原料供应商准入机制,对所有原料进行严格检测筛选。日常抽检中如发现不符合标准的批次,将选择备选供应商并下达重新供货通知,确保原料质量稳定可控[4]。②在生产过程中建立自动化在线监控系统,实时检测关键参数如温度、pH值、浓度等,一旦超出预设限值即会自动报警或启动修正程序,有效减少人为因素带来的质量波动。此外还需要对混合均匀性、灭菌效果等重要工序设置在线检验程序,不合格品将自动移入隔离区,从而有效控制整个制造过程的稳定性。③对生产完成的成品培养基进行严格出货检测。建立涵盖微生物指标、灵敏度、选择性等多项功能性能考核的质量标准,每批产品仅有当全部指标合格后方可出厂。同时监管部门要加大样品检查力度,发现不合格品一律停用该生产商产品,这将从源头切断质量控制存在漏洞的可能。通过从原料到产品的全过程严格质量管控,培养基标准化水平将得到明显提高,为后续的微生物检验奠定坚实基础,保障检测结果的准确与可靠。

3.2 优化培养条件参数

为提高食品微生物培养条件控制的精确度和可重复性,需要从合理确定培养参数和加强设备管理两方面着手。

(1)建立科学系统的培养参数优化和确认机制。可以采用响应面设计优化方法,选取数种典型食源性致病菌作为考察对象,研究温度、湿度、pH值、接种量等因素及其交互作用对微生物生长速率的影响规律,运用多元回歸分析确定对响应值影响最大的几个关键参数,并求出其各自与响应的最佳匹配取值,如温度35 ℃、湿度95%、pH值7.0为沙门氏菌的最适参数组合,依此类推寻找不同种类致病菌的优化参数。为防止环境等噪声因素对实验结果的干扰,需要重复验证确定的组合,以减少偶然性。实验数据结果汇总生成培养条件标准数据库,供检测实验室获取匹配参数区配套使用,避免使用统一条件带来的遗漏或误判[5]。

(2)除了优化参数外,培养设备性能管控也至关重要。所有实验室培养箱要定期接受检定校验,校准温控系统,确保温度控制精度达到±0.3 ℃,湿度控制精度达±2% RH,否则必须进行修理替换。配备恒温恒湿室的高标准实验室还需每月对各类传感器进行检定,查找并校正任何测量偏差。日常运行中,预置在线记录程序,实时测量并记录培养箱的工作温湿度数据,出现异常波动时可立即发现问题并停机检修。定期更换重要零部件也有助于稳定性,这将确保设备参数稳定可控。通过科学合理确定培养参数,实施严格规范的设备性能控制管理,可明显提高培养条件的准确性和批次间可重复性,为后续的微生物检验提供可靠保障,确保食品安全。

3.3 引入新分子检测技术

为提高分子检测技术在食品安全监测中的应用效能,可以从优化检测试剂设计、建立严格质控体系以及构建智能化分析模式3个方面着手。

(1)利用生物芯片、纳米材料复合物和高通量测序等前沿技术手段,设计开发新一代的高灵敏和高通用性食品安全检测试剂盒。这些试剂盒可以同时对数十种常见食源性致病菌进行快速精准的检测与定量,覆盖革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及霉菌毒素等多类目标物。与传统方法不同,新型试剂具有更高的灵敏度,检出限可达每克样本中10个复制子,显著优于目前产品。同时集成专用软件可自动分析结果并判定致病菌名称,最大程度减少人工判读误差。

(2)建立科学合理的分子生物学检测试剂与相关仪器设备的标准化和质量控制体系。新试剂上市前,必须经过严格的临床验证考核;不同生产批号之间要进行严格比对实验,确保各性能指标如灵敏度、特异性、重复性均符合预设标准,批间差异不超过5%。实验室的仪器设备也要定期接受外部考核机构的全面检测。

(3)利用云计算和大数据技术推进检测结果的快速分析。构建信息化专业数据库和模型,实现数据的自动采集、传输和处理,通过机器学习技术训练出高效的智能解析系统,可自动判读每个样品的微生物检出结果。还可辅以移动客户端,实现结果的快速查询和进程跟踪。信息化和智能化模式不仅能提高分析效率,也可降低检测的人工成本。

4 结语

食品微生物污染严重威胁着公众健康,食品微生物检验作为重要的防线,其检测方法的精准和高效至关重要。当前方法中培养基标准化不足、培养条件控制粗放以及分子检测性能有限等问题制约了检出效能。因此,建立质量控制体系规范培养基生产,优化并严格控制培养参数,并积极引入新型分子生物学检测技术,是推进食品微生物检验检测的有效举措。这不仅能显著提高检出率和精准度,可也为食品安全风险管理奠定坚实基础。这需要政府支持检测技术和设备升级,引导产学研用各方面力量构建完善的技术支撑体系。只有系统性推进食品微生物快速检测技术进步,才能有效遏制食源性疾病,保障公众健康。

参考文献

[1]张文燕,解慧,曹晓云.《中国药典》污染微生物鉴定相关标准体系建立的回顾及展望[J].中国药品标准,2023,24(6):567-572.

[2]董虎斌.食品检验在保障食品安全中的应用探究[J].中国食品,2024(2):53-55.

[3]吴楷文.浅析食品检验检测过程中的质量控制[J].现代食品,2023,29(22):40-42.

[4]廖晓玲.新技术在食品微生物检验检测中的应用[J].现代食品,2023,29(7):92-94.

[5]张梦瑶.浅析食品检验中的微生物检测技术[J].品牌与标准化,2023(6):63-65.

作者简介:李琼(1992—),女,河南泌阳人,大专,助理工程师。研究方向:食品检验检测。

通信作者:赵林萍(1964—),女,河南南阳人,硕士,副教授。研究方向:食品安全检测。E-mail:zlp369@vip.163.com。