食品安全检测中微生物检测技术及应用

　　陈宝欣

　　（广东省食品检验所，广东广州 510000）

　　摘 要：在当前食品安全日益受到重视的背景下，食品微生物检测技术的发展和应用显得尤为关键。微生物检测不仅是食品安全监控的基础，而且在揭示食品污染和腐败机制方面发挥着关键作用。基于此，本文对食品微生物检测技术及其在食品安全中的应用进行探讨，以供参考。

　　关键词：食品安全；检测技术；应用

　　在经济全球化的今天，食品安全问题已经不再是一个地域性或国家性的问题，而是一个全球性的议题。随着科技的快速发展，食品产业也在不断进化，食品微生物检测技术的重要性已经为世界公认。微生物在食品生产和消费过程中起着决定性的作用，对食品的质量、安全以及消费者的健康产生深远影响。本文介绍了食品检测微生物的重要性，并对现代微生物检测技术进行分析，包括分子生物学检测技术、近红外光谱技术、免疫学检测技术以及代谢组学技术等。这些技术在微生物检测中各有其独特的优势和应用，可以在不同的层面上提供精确、高效和可靠的检测结果，从而提高食品安全检测的效率和准确性。

　　1 食品微生物检测的重要性及意义

　　1.1 食品微生物检测的重要性

　　在人们的日常生活中，食品安全检测是一项至关重要的议题，其中，食品中的微生物检测占据了极其重要的地位。①从生物安全的角度来看，食品微生物包括细菌、真菌、病毒以及寄生虫等，都有可能对人类健康构成威胁。某些有害的微生物可能引发食物中毒、食源性疾病等健康问题，情况严重时甚至可能威胁到人的生命。因此，通过食品微生物检测，可以有效保障食品的生物安全，进而维护公众的健康。②从食品质量的角度来说，微生物的存在及其数量的多少，都会直接影响到食品的质量。例如，某些微生物在食品中的生长繁殖可能会改变食品的味道、色泽、口感等，从而影响食品的口感以及市场价值。因此，食品微生物检测也是评估食品质量的关键手段。③从食品保质期的角度来看，微生物检测有助于有效预测食品的保质期。某些微生物的生长速度可以反映出食品的新鲜程度，通过对这些微生物的检测，可以预测食品的保质期，从而提高食品的储存和运输效率。从生物安全、食品质量以及食品保质期等多个角度来看，食品中微生物检测的重要性显而易见。因此，需要进行全面和准确的食品微生物检测，以保障食品的安全、质量以及新鲜度，进而保护人们的健康。

　　1.2 食品微生物检测的意义

　　食品是人们生活的必需品，微生物分布广泛，与人们的日常生活息息相关。通过对食品中微生物的检测，可以全方位地了解食品的安全状况，从而为人们的健康、安全和生活质量提供保障。食品微生物检测不仅可以保障个人的食品安全，也是公共卫生安全的重要组成部分。在食品供应链中，微生物的检测可以及时发现食品安全问题，防止疾病的传播，减少公共卫生事件的发生。此外，微生物的检测还可以为食品科研提供数据支持，推动食品科技的进步，进而改善人类的生活质量。因此，需要全面、准确地进行食品微生物检测，以保障食品的安全，促进公共卫生，推动科技进步，提升人们生活质量。

　　2 食品微生物检测技术

　　2.1 分子生物学检测技术

　　基因芯片技术和聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）技术在食品微生物检测中的应用，体现了分子生物学技术在食品安全领域的深度影响。

　　基因芯片技术通过设计和合成具有特定序列的探针，将其固定在固体载体上，形成一个高密度的阵列。这种阵列可以同时与样品中的多种微生物的DNA进行杂交反应，通过检测杂交信号的强弱，可以快速、准确地鉴定食品中存在的微生物种类及其相对数量[1]。这种技术的高通量特性使检测人员能够在短时间内获取食品中的微生物相关信息，对于了解食品中微生物群落的结构和功能，以及保障食品质量和安全具有重要价值。

　　聚合酶链式反应技术则是通过引物设计和热循环条件的优化，实现对特定微生物DNA序列的高效扩增。这种技术的高灵敏度和高特异性，使其成为检测食品中低丰度、难以培养的微生物，以及病原微生物的重要工具。此外，通过实时定量PCR技术，还可以对目标微生物的数量进行精确量化，为食品安全风险评估提供重要依据。

　　2.2 近红外光谱技术

　　近红外光谱技术是一种非破坏性的快速检测技术，主要通过测量样品对近红外光的吸收和散射特性，从而获取样品的光谱信息。食品样品中微生物细胞内的生物化学成分（如蛋白质、脂肪和碳水化合物）对近红外光的吸收和散射特性不同，因此可以通过分析光谱信息，实现对微生物种类和数量的定性和定量分析。其主要优点在于其快速和无须预处理样品，因此特别适用于食品微生物的在线、实时检测[2]。在食品生产过程中，通过实时监测产品的微生物状态，可以及时发现和控制食品微生物污染，提高食品的安全性和质量。此外，近红外光谱技术还具有很好的扩展性。通过与其他技术（如显微镜技术、成像技术等）的结合，可以进一步提高检测的准确性和解析力。

　　2.3 免疫学检测技术

　　免疫学检测技术包括酶联免疫吸附测定（Enzyme-Linked Immunosorbnent Assay，ELISA）、免疫层析技术（Immunochromatography Technology，ICT）等。这些技术的核心是制备针对目标微生物的抗体。当抗体与目标微生物的抗原结合时，会产生可检测的信号，如颜色变化、荧光信号等。通过测量这些信号的强度，可以确定样品中目标微生物的存在和数量。

　　酶联免疫吸附测定是一种利用抗体-抗原特异性结合的原理进行的检测方法，其核心在于使用酶作为标记来放大检测信号，从而能够高灵敏度地检测出微量的抗原或抗体[3]。当抗体与样品中的抗原产生特异性结合后，加入相应的底物，底物在酶的作用下发生颜色变化，这一变化程度与样品中的抗原或抗体浓度成正比。该技术不仅可以用于检测食品中的微生物污染，还能检测特定的蛋白质或毒素，如过敏原或细菌毒素。

　　免疫层析技术是基于抗体-抗原特异性反应的快速检测方法，通常用于定性或半定量检测。当含有目标抗原的样本在毛细作用下沿试纸条移动时，抗体与抗原结合成可视化合物，若存在目标抗原，试纸条的结合区将显示出特定的颜色，从而指示出阳性结果。该技术通常用于快速检测食品中的微生物污染和其他相关物质，如毒素（细菌毒素、真菌毒素等）和过敏原（坚果类、乳制品、海鲜类等）。

　　2.4 代谢组学技术

　　代谢组学技术基于对微生物代谢活动的监测，旨在准确快速地识别和量化食品中的微生物含量，不仅能够检测出微生物的存在，还能提供关于微生物种类和活性状态等详细信息。代谢组学技术依赖于检测和分析微生物代谢过程中产生的特定代谢产物。这些代谢产物包括气体、酸、酶等，其种类和浓度可以反映微生物的种类和生长状态。通过使用如气相色谱-质谱（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）、液相色谱-质谱（Liquid Chromatograph Mass Spectrometer，LC-MS）等高级分析仪器，可以精确地识别和量化这些代谢产物[4]。代谢组学技术的主要优势在于其非侵入性和高灵敏度。它能够在不破坏样品的情况下进行检测，这对于保持食品样品的完整性尤为重要。

　　3 微生物检测技术的应用

　　3.1 分子生物学技术

　　基因芯片能够迅速检测食品中的微生物种类和数量，特别是对于那些可能造成食源性疾病的微生物，如沙门氏菌、李斯特菌等，从而为及时采取措施提供了科学依据。该技术还能用于监测食品中的特定功能基因，如抗生素抗性基因，还可应用于食品中毒素和污染物的检测，如霉菌毒素、重金属等。

　　聚合酶链式反应技术可用于检测食品样本中潜在的有害微生物，包括细菌、病毒和真菌等，从而确保食品安全[5]。同时可以用于检测食品中的特定成分，如基因改造成分或特定物种的DNA，从而鉴定食品的真实成分和来源。某些有害微生物能产生毒素，对此可以通过PCR技术进行检测，从而评估食品的潜在风险。

　　3.2 近红外光谱技术

　　食品微生物检测中，利用近红外光谱技术可以实现快速筛查和监测，能够在短时间内对大批量样品进行分析[6]。通过建立基于近红外光谱的模型和算法，可以快速判断食品样品中是否存在微生物污染，实现对食品生产线上的实时监测，有效提高食品生产过程中的微生物控制。通过对近红外光谱数据的分析和处理，可以识别不同微生物类型的特征光谱，从而实现对微生物的定性分析。该技术还可以根据光谱强度与微生物数量之间的关系进行定量分析，计算出微生物的浓度，从而更准确地评估食品中的微生物污染程度。

　　3.3 免疫学检测技术

　　酶联免疫吸附测定（Enzyme-Linked Immunosorbnent

　　Assay，ELISA）是一种常用于食品中病原微生物检测的免疫学方法。以大肠杆菌为例，通过将样品中的大肠杆菌与特异性抗体结合，再加入酶标记的二抗，最终通过底物的反应产生可测量的颜色变化，从而实现对大肠杆菌的定性和定量分析。

　　生物传感器结合了免疫学识别和传感器技术，具有实时监测、高灵敏度的特点[7]。通过将食品样品中的微生物与生物传感器上的抗体结合，可以产生电信号，通过测量电信号的变化来定量分析微生物的存在和浓度。

　　3.4 代谢组学技术

　　通过对食品样品中的代谢产物进行定性和定量分析，分析微生物代谢产物的特征峰值和浓度，能够推断微生物的生长状态，为食品安全提供更为可靠的评估，为鉴定微生物种类和数量提供了有效手段。

　　通过分析微生物代谢产物的组成和分布，可以确定微生物可能的生长环境[8]。例如，通过比对不同来源食品中微生物代谢产物的差异，可以推断出微生物可能的污染途径，为制定有针对性的防控策略提供科学依据。

　　4 结语

　　不同的检测技术如分子生物学技术、近红外光谱技术、免疫学检测技术和代谢组学技术等都在食品微生物检测中发挥了重要作用，不仅提高了食品微生物检测的精确度，而且提升了检测的效率，使得大规模和快速检测成为可能。尽管这些技术在食品微生物检测中发挥了重要作用，但它们都有自己的局限性和挑战。例如，分子生物学技术虽然能够精确地鉴定微生物种类，但是它的前期样品处理过程较为复杂，可能会对检测结果产生影响。近红外光谱技术虽然快速且无损，但对设备精度和环境因素的要求较高。免疫学检测技术和代谢组学技术同样也面临着各自的挑战。未来的研究应在继续优化和改进这些现有技术的同时，探索新的检测方法。通过交叉学科的合作和创新，找到更精确、更快速、更经济的食品微生物检测方法，以更好地保障食品安全，保护人类健康。同时，也需要在食品生产和加工过程中加强预防措施，尽可能减少微生物的污染，从源头上保障食品安全。

　　参考文献

　　[1]王旭.食品微生物快速检测技术的现状分析及应用[J].食品工程,2023(3):4-6.

　　[2]邹晓花,方瑞雪.试析PCR技术在食品微生物检测中的运用策略[J].现代食品,2023,29(16):222-224.

　　[3]冯琦,王婷,杨利,等.试析食品检验中的微生物标准化检测技术[J].中国标准化,2023(16):154-157.

　　[4]秦雯娜.快速检测方法在食品微生物检测中的应用[J].中国食品工业,2023(15):79-81.

　　[5]马海燕,宋琳琳.微生物检测技术在食品安全检测中的应用[J].现代食品,2023,29(14):152-154.

　　[6]许子刚.食品微生物检验的内容及检测技术探讨[J].中国食品,2023(14):78-80.

　　[7]刘锦鹤.食品微生物检测技术应用分析[J].中国食品工业,2023(12):42-43.

　　[8]王林,闫红莹.食品安全检测中微生物检测技术研究[J].工业微生物,2023,53(3):25-27.