快速检测方法在食品微生物安全中的作用与优势

　　刘秀红，巩 莉

　　（通标标准技术服务（青岛）有限公司，山东青岛 266100）

　　摘 要：快速检测方法是指可在短时间内完成样品检测的方法。目前有关食品微生物检测的快速检测方法包括PCR 技术、ATP 生物发光法、基因芯片技术、质谱法等。本文基于快速检测方法的发展历程及其在食品微生物检测中的实际应用，深入分析其在食品微生物安全中的作用与优势，以期为食品行业健康发展提供理论支持。

　　关键词：快速检测方法；食品微生物安全；检测成本

　　食品微生物安全始终是公共卫生和食品工业的核心关注点。传统微生物检测方法（如培养法、显微镜观察法等）虽然准确性较高，但耗时长、操作烦琐，难以满足快速反应的需求。随着食品工业的全球化和市场需求的多样化，人们对快速、准确的微生物检测方法的需求愈发迫切。食品微生物快速检测技术的发展不仅对食品行业的健康发展具有重要的推动意义，还可为保障全球食品供应链的安全提供切实可行的技术支持[1]。本文分析PCR 技术、ATP 生物发光法、基因芯片技术、质谱法等快速检测方法在食品微生物安全中的作用与优势，以期进一步扩大快速检测方法在食品微生物检测中的应用范围，为保障食品供应链安全提供可行的技术支持。

　　1 快速检测方法的发展及应用

　　快速检测方法在食品微生物安全领域的发展是高新技术不断融入传统微生物学的结果。最初，微生物检测依赖于显微镜和标准培养方法，此类技术在细菌的鉴定和计数上虽然准确，但存在周期长、灵敏度低等不足。随着分子生物学的突破，20 世纪 90 年代，PCR 技术引领了快速检测方法的新纪元。 PCR 技术基于特定DNA 序列的扩增，通过温度循环引导DNA 聚合酶复制特定的DNA 区域，实现DNA 片段的大量复制。该方法通过设计针对特定微生物的引物，可精准检测目标微生物的DNA，实现对病原体（如沙门氏菌、李斯特菌、大肠杆菌等）的快速识别。因此，该技术适用于肉类、乳制品、水产品、蔬菜等多种食品中的微生物检测[2]。21 世纪，食品微生物检测的快速检测方法更加多元化和精细化。例如ATP 生物发光法利用ATP 作为细胞活性的指标，通过测量样品ATP 含量快速评估微生物的活性。该方法的优势在于操作简便和反应速度快，可广泛应用于食品加工和包装过程中的卫生监控，如工作表面、加工设备的清洁度评估，同时适用于快速筛查和控制食品加工环境中的微生物污染。基因芯片技术则利用大量固定在芯片上的DNA 探针，通过与样品中微生物DNA 或RNA 特异性结合，实现多种微生物的同时检测，且通过荧光标记和信号检测可鉴定样品中的微生物种类。因此，该方法适用于复杂样品中的生物多样性分析，如乳制品、发酵食品中有益菌与病原菌的同时检测，以及食品腐败过程中微生物群落的动态变化监控。与此同时，质谱法在微生物鉴定方面展现了独特优势。该技术基于质谱分析微生物蛋白质的质量和结构，建立特定微生物的质谱指纹，可以在极短的时间内完成微生物的精准鉴定，尤其适用于对未知微生物的快速筛查[3]。近年来，便携式和微型化的检测设备发展迅速，使得快速检测技术更加灵活，可用于现场检测和远程监控，极大地提高了食品微生物检测效率，保障了食品卫生安全。

　　2 快速检测方法在食品微生物安全中的作用

　　2.1 加强食品生产过程控制

　　快速检测方法的核心优势在于其能够提供高灵敏度、高特异性的检测结果，且响应时间短，通过提供及时、准确的微生物污染数据，切实加强对食品生产各环节的监控能力，特别是在原材料检测、加工过程监控以及成品质量控制等关键环节发挥了积极作用。以PCR 技术为例，其基于核酸扩增原理，能够在极短的时间内准确检测微生物特定的DNA 序列。在原材料检测阶段，PCR 技术可以迅速识别病原体DNA，如大肠杆菌和沙门氏菌，从而在食品加工前阻止污染材料的使用。在食品加工过程中，快速识别微生物污染可以即时采取控制措施，从而降低食品污染的风险。ATP 生物发光法利用ATP 作为活细胞的标志，通过测量样品的发光强度快速评估微生物的活性。此方法能够迅速识别和响应潜在的微生物污染（特别是在加工设备和工作环境的卫生监控中），从而确保食品加工过程的卫生安全[4]。基因芯片技术则通过对多种微生物特异性基因序列的同时检测，实现对食品样品中的微生物群落的全面评估。此技术可在食品发酵过程中发挥较大优势，如在乳制品的发酵过程中监控乳酸菌和潜在病原菌的动态，保证发酵产品的安全性和一致性。质谱法则通过测量微生物特定蛋白质质荷比实现快速、精准的微生物鉴定。此技术在食品加工后期的成品检验中尤其重要，能够快速识别未知或不寻常的微生物污染，可为食品安全提供重要的技术保障。

　　2.2 提升食品质量监控水平

　　快速检测方法在提升食品质量监控水平方面的核心作用体现在其能够满足严格的食品安全标准要求，通过及时进行微生物检测，防止不合格产品流入市场。此类方法的应用能够紧密结合食品行业的安全规范，如危害分析和关键控制点（Hazard Analysis Critical Control Point，HACCP）系统和食品安全管理标准ISO 22000，强化了食品安全监控中的每一个关键环节。例如，PCR 技术基于核酸的扩增，能够在短时间内检测出极微量的病原体DNA。肉类加工企业可利用PCR 技术进行大肠杆菌O157:H7 的检测，以确保产品在离开工厂前未受到该病原体的污染，极大地降低了食品召回和健康风险[5]。此外，ATP 生物发光法通过测量ATP 的含量快速评估表面或设备的清洁程度，为HACCP 系统中关键的卫生控制环节。乳品工厂在日常生产中，可通过定期使用ATP 生物发光法监测生产线，及时发现卫生问题，确保生产环境满足相关标准要求。质谱法可在复杂或未知微生物污染情况下，提供详细的微生物蛋白质指纹分析，帮助食品生产者快速准确地鉴定出潜在的污染源，从而提升食品质量监控水平，避免在食品销售后期出现大规模产品召回的问题。

　　3 快速检测方法在食品微生物安全中的优势

　　3.1 提升检测效率

　　快速检测方法可明显提升食品微生物安全检测的效率。此类技术通过减少样品处理和分析所需要的时间，使得微生物污染的识别和响应更为迅速和高效，有助于食品行业及时发现并处理微生物污染问题，从而有效地预防食品安全事故。PCR 技术能够在数小时内完成特定微生物DNA 的检测，大幅缩短了传统培养方法所需要的时间。例如，有研究人员使用PCR 技术检测乳制品中的李斯特菌，检测时间仅为4 ～ 5 h，而传统培养方法可能需要2 ～ 3 d。该技术的应用能够帮助食品生产企业及时处理微生物污染问题，避免了长时间的产品搁置和潜在的食品召回风险。ATP 生物发光法在食品加工和包装环节的应用中也显示出了较高的效率，该方法可在20 min 内完成对设备和工作区域的卫生水平评估，与传统的微生物培养方法相比更加快捷、迅速。基因芯片技术在食品微生物检测中的应用也大幅提高了检测效率，该技术通过同时检测大量微生物特异性基因序列，可在几小时内完成对食品样品中复杂微生物群落的全面分析。而质谱法相较于传统的微生物培养和生化鉴定方式，极大缩短了从样品准备到结果分析的总体时间，通过测定微生物蛋白质或肽段的质荷比，快速准确地识别和区分微生物种类，避免食品生产企业长时间搁置产品，减少经济损失，确保最终产品符合食品安全标准。

　　3.2 可提高检测灵敏度与准确性

　　与传统方法相比，快速检测技术凭借自身所使用的高灵敏度生物分子识别机制和精确的数据分析手段，能更准确地识别微生物种类和数量，从而降低误判风险。PCR 技术利用特异性引物针对目标微生物的DNA 进行扩增，极大提高了检测的灵敏度，能够在微生物数量极少的情况下进行准确识别，显著减少了因样品中微生物含量低而造成的漏检现象。在实际应用中，PCR 技术已被用于检测食品样品中的沙门氏菌，具有检测时间短、准确性高等优点。 ATP 生物发光法则通过检测细胞中三磷酸腺苷来评估微生物活性，该方法能够快速且准确地反映出食品或设备表面的微生物污染水平，即使是极少量的细菌也能被检测到。例如，在Coca-Cola 公司的生产线上，该方法被用于快速评估设备和表面的卫生状况，为生产线的即时清洁和消毒提供了依据，确保了饮料的质量安全。基因芯片技术能够同时监测多种微生物的DNA 序列，可实现对样品中微生物群落的全面分析。此种高通量的检测方法允许同时识别多种微生物，提高了检测的覆盖范围和准确性，特别适合于复杂样品的微生物分析。质谱法的高精度则体现在其能够精确测量微生物的蛋白质或肽段的质荷比，为微生物种类的快速鉴定提供了可靠的数据。且质谱法不受微生物生长条件的影响，能够直接分析样品中的微生物，从而减少了传统培养法中可能出现的误判和漏判风险。

　　3.3 可降低检测成本

　　快速检测方法在降低食品微生物检测成本方面具有显著优势。此类方法通过简化检测流程和减少对人力资源的需求，有效地降低了整体检测成本，同时保持了检测的高效率和准确性。传统食品微生物检测方法，如培养法，通常涉及烦琐的样品制备步骤、长时间的培养周期和大量的手工操作，检测过程不仅耗时较长，还需要大量的人力和物力资源，增加了检测成本。而快速检测技术如PCR、ATP 生物发光法、基因芯片和质谱法等具备自动化或半自动化的特点，减少了对专业技术人员的依赖。例如，PCR 技术通过自动化的热循环过程实现DNA 的快速扩增，无须人工持续监控。现代PCR 仪器（如QuantStudio ™ 5 Real-Time PCR System 等）通常配备自动化的样品加载和数据分析功能，减少了手工操作的需求和出错率，且能在单次运行中处理大量样品，大幅降低了单位样品的检测成本。APT 生物发光法通过利用便携式检测设备，快速评估样品的微生物活性，操作简便，只需要将样品涂抹在试剂棒上，然后放入设备中即可自动完成检测。此种方法无须复杂的实验室设备或高级技术人员操作，显著降低了人力成本。

　　4 结语

　　本文通过深入探讨快速检测方法在食品微生物安全领域的应用，发现快速检测技术如PCR 技术、 ATP 生物发光法、基因芯片技术和质谱法等因具有高灵敏度和准确性在食品安全管理中发挥着重要作用。此类技术不仅可以提高检测效率，缩短从样品制备到出具结果的时间，还可以提高检测灵敏度和准确性，显著减少了误诊和漏诊的风险。此外，快速检测方法的应用还有助于降低检测成本，特别是通过简化检测流程和减少人力资源，为食品企业提供了经济高效的检测方案。因此，在食品行业中，快速检测方法具有较高的应用价值，有助于提高食品安全水平，保护消费者健康，从而为食品行业可持续发展做出重要贡献。

　　参考文献

　　[1] 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.

　　[2] 李昕梦, 赵相艳. 食品微生物快速检测技术研究进展[J]. 现代食品,2023,29(4):162-164.

　　[3] 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.

　　[4] 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.

　　[5] 何青叶. 微生物检测技术在食品安全检测中的应用[J]. 中国食品工业,2023(1):66-67.