Research on the Application of Microbial Detection Technology in Food Safety Inspection

ZHAN Chuangkui

（Bozhou Product Quality Supervision and Inspection Institute， Bozhou 2368oo， China）

Abstract： Microbiological testing is an important means ofconducting food safety inspections.Testing harmful microorganisms and genetically modified components in foodcan quickly identify potential food risk factors and effectivelysafeguard the public's life，health and legitimate rights and interests. With the advancement of technology， modernmicrobiological testing techniques have been continuously improved and developed.Based on this，this paper systematically expounds the specific application of microbial detection technology in food inspection，aiming to provide theoretical support and practical reference for ensuring food safetyand promoting the stable developmentof the food industry.

Keywords： microbial detection technology; food safety; current application status

食品安全的重要性毋庸置疑，直接對公眾的身體健康與生命安全產(chǎn)生影響，是維系社會安定和進步的重要支撐。近年來，我國食品微生物污染、化學添加劑違規(guī)使用等問題頻發(fā)。這些問題不但對消費者的合法權益造成嚴重侵害，更對其身體健康構成直接威脅，同時也導致消費者對食品市場的信任程度下降，給社會和經(jīng)濟的健康發(fā)展帶來不容忽視的消極影響。微生物檢測技術作為食品安全檢測領域的關鍵工具，以其高精度、高效率等優(yōu)點，成為保障食品安全的重要手段。該技術的應用可實現(xiàn)對食品中微生物污染情況的快速準確識別，能夠為食品安全風險評價與防控措施的制訂提供科學依據(jù)。

1微生物檢測技術特征

1.1 檢驗流程

從工作流程角度，委托方需先發(fā)布任務、開展合同評審并確認檢驗資質(zhì)，而后由相關檢驗機構正式開展食品檢驗。 ① 進行樣本抽取時，依據(jù)《國家食品安全監(jiān)督抽檢實施細則（2021年版）》，應安排受過專業(yè)訓練的抽樣人員對待檢樣本的品類、數(shù)量等基本數(shù)據(jù)進行核查，確認其符合檢驗要求。 ② 在樣本核驗環(huán)節(jié)，具體科室工作人員應對接收樣本的送檢信息進行核對，確保樣本編號、采樣時間、采樣地點與送檢單一致；檢查樣本包裝完整性，確認容器密封無泄漏、標簽清晰可辨。 ③ 在樣本制備環(huán)節(jié)，應基于檢測要求制備待檢標準樣本，執(zhí)行樣本的防護與貯存措施。 ④ 在樣品檢測階段，檢驗人員依照檢測規(guī)范，對標準物質(zhì)、設備儀器及各類化學試劑實施全面核查，依照操作規(guī)范執(zhí)行空白實驗等流程，從嚴把控樣品質(zhì)量[1]。 ⑤ 在復測實驗時，若檢驗樣品時發(fā)現(xiàn)不符合標準的狀況，需及時結合項目屬性安排二次檢測。 ⑥ 在生成原始記錄環(huán)節(jié)，進行檢驗報告校核、審查及簽章工作，最終將檢驗數(shù)據(jù)輸入Platform當中。

1.2技術特點

微生物檢測技術特有的技術特性，主要體現(xiàn)在以下3個方面。 ① 靈敏性較高，能夠切實鑒別樣本中以微量形式存在的目標微生物，從而保障檢測結果的可靠性。 ② 特異性顯著，借助生物分子間的專一識別機制，可精準區(qū)分目標菌種和其他干擾性物質(zhì)。 ③ 現(xiàn)代檢測方法顯著提升時效性，極大地壓縮了傳統(tǒng)檢測所需要的時間。從發(fā)展趨勢來看，當下微生物檢測技術正朝著多種技術相互融合的路徑演進，同時檢測設備持續(xù)朝著體積小型化、便于攜帶的方向改進。

2微生物檢測技術在食品安全檢驗中的應用

2.1 常規(guī)檢測技術

2.1.1 生理生化技術

（1）ATP生物發(fā)光技術。ATP生物發(fā)光技術是基于細胞內(nèi)三磷酸腺苷（Adenosine Triphosphate，ATP）作為能量代謝關鍵物質(zhì)的特性發(fā)展而來的微生物檢測方法。該技術的核心原理在于，ATP廣泛存在于所有活細胞中，其含量與微生物數(shù)量呈正相關，利用熒光素-熒光素酶系統(tǒng)，在ATP供能下，熒光素被氧化產(chǎn)生光子，通過光電倍增管檢測光信號強度，從而實現(xiàn)對ATP含量的定量測定，進而推斷微生物數(shù)量。在食品安全檢驗過程中，其操作步驟通常如下。① 對食品樣本進行預處理，通過物理或化學手段裂解微生物細胞，釋放胞內(nèi)ATP。 ② 將樣本與熒光素-熒光素酶試劑混合，在合適的反應條件下觸發(fā)光反應。③ 利用一個專用的生物發(fā)光檢測儀來記錄光照強度，并通過標準曲線換算成微生物數(shù)量[2]。該技術具有快速響應優(yōu)勢，可在數(shù)分鐘內(nèi)完成檢測，顯著縮短傳統(tǒng)培養(yǎng)方法所需的數(shù)小時至數(shù)天周期，且檢測靈敏度達10^-12mol?L^-1 級別。

（2）微量生化方法。該方法為基于微生物生理代謝特性發(fā)展的檢測技術，主要包含兩類技術路徑。① 利用微生物代謝產(chǎn)物與顯色/熒光試劑的特異性反應，通過光譜分析判斷酶活性及代謝特征。 ② 依據(jù)微生物對特定底物的分解能力，量化檢測產(chǎn)物濃度。該方法借助微型化反應體系與自動化分析設備，在微量樣本條件下實現(xiàn)微生物生理生化特性的快速鑒定，為食源性微生物的種類識別與污染程度評估提供數(shù)據(jù)支撐[3]。

2.1.2免疫學檢測技術

（1）免疫聚合酶鏈式反應（ImmunoPolymeraseChainReaction，Im-PCR）技術。該技術是將免疫學抗原-抗體特異性結合與PCR技術的高效擴增能力相結合的檢測方法。其原理是利用特異性抗體識別并結合目標微生物抗原，通過連接分子（如鏈霉親和素－生物素系統(tǒng)）將DNA標記物與抗原-抗體復合物相連，再通過PCR對DNA標記物進行指數(shù)級擴增，最終通過檢測擴增產(chǎn)物的數(shù)量實現(xiàn)對目標微生物的定量分析。以乳制品沙門氏菌檢測為例，在實際操作中，先使用生物素標記的沙門氏菌抗體與樣本中的目標菌結合，利用鏈霉親和素與生物素的高親和力，橋接帶有特定DNA序列的標記物，形成“抗體-抗原-鏈霉親和素-DNA標記物”復合物。經(jīng)過洗滌去除未結合物質(zhì)后，將標記物DNA作為模板開展PCR擴增操作，運用熒光定量分析或凝膠電泳技術對擴增產(chǎn)物實施檢測。此檢測方法的靈敏度能達到 1CFU?mL^-1 ，相較于傳統(tǒng)酶聯(lián)免疫吸附測定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）技術靈敏度提升1000倍，且通過抗原-抗體特異性識別與PCR雙重特異性控制，能夠有效避免食品基質(zhì)中復雜成分的干擾，尤其適用于低濃度微生物污染的快速精準檢測，為食品安全風險監(jiān)測提供高效可靠的技術支撐[]。

（2）逆轉錄-聚合酶鏈反應（ReverseTranscription-PolymeraseChainReaction，RT-PCR）是一種基于核酸分析的檢測方法。其操作流程包括以下3個步驟。① 從待測食品樣品中提取總RNA組分，選擇mRNA作為逆轉錄模板。 ② 采用寡聚dT或隨機六聚體引物，在逆轉錄酶催化下合成互補DNA鏈。 ③ 以cDNA為模板進行PCR擴增，實現(xiàn)對目標基因的定性或定量檢測。該技術在食源性微生物檢測領域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。例如，在食源性諾如病毒檢測中，RT-PCR技術通過提取貝類樣本總RNA，采用隨機六聚體引物逆轉錄合成cDNA，隨后使用特異性引物（如COG1F/COG1R）進行實時熒光定量PCR擴增。該方法檢測靈敏度可達10病毒拷貝 /g ，而且相比傳統(tǒng)細胞培養(yǎng)法，檢測效率大大提升，已成功應用于牡蠣等海產(chǎn)品中諾如病毒的快速篩查。

2.2 快速檢測技術

2.2.1生物傳感器檢測技術

生物傳感技術依托生物傳感器實現(xiàn)快速檢測，其核心組件為識別元件與轉化元件。該技術巧妙融合生物反應技術與生物特征，借助生物傳感器的識別系統(tǒng)精準識別并解析目標物，再將檢測信號轉化，從而確定食品成分及有害物含量。這一技術呈現(xiàn)出操作簡便、敏感度高、精準度強、篩查迅速、方便攜帶、能夠在線監(jiān)測以及成本低廉等比較明顯的優(yōu)勢。生物傳感技術作為融合生物學、電子學與材料科學的前沿檢測手段，通過生物識別元件（如抗體、酶、核酸適配體）特異性捕獲食品中的目標物，借助物理或化學換能器將生物學信號轉化為可定量的電、光、熱信號，實現(xiàn)對食源性致病菌、毒素、殘留農(nóng)藥的高靈敏檢測。以食源性致病菌檢測為例，適配體修飾的納米傳感器可特異性識別細菌表面抗原，引發(fā)局部等離子體共振效應，通過光譜分析儀測定信號強度可換算得到微生物濃度。盡管該技術具備快速響應、操作簡便的優(yōu)勢，但其檢測性能易受食品復雜基質(zhì)干擾，且生物識別元件易失活，導致傳感器的重復性和使用壽命受限。現(xiàn)階段，該技術主要應用于食品衛(wèi)生安全領域，針對食源性致病微生物及化學污染物開展檢測工作[5]。

2.2.2 電阻電導檢測技術

基于生物、化學相關理論的電阻電導檢測技術，極為巧妙地把微生物在食品中的增殖進程類比為大分子與小分子物質(zhì)間的轉換進程。在食品中，微生物的增殖會誘發(fā)諸多生物化學反應，如蛋白質(zhì)被分解成為氨基酸，這一過程可使培養(yǎng)液中的電阻參數(shù)發(fā)生改變。精確地測量這些電阻值的變化情況，并基于特定測量數(shù)值開展導電狀況的計算，可倒推食品中所含的菌落數(shù)量，從而完成微生物判別工作。在實際應用中，采用電阻電導檢測技術對食品進行檢測時，需要采用專門的測量儀器設備，如微生物計數(shù)器、全自動微生物檢定儀。此類設備能夠精確捕捉到食品中電阻、電容等重要參數(shù)，并通過一定算法與模型，將其轉化為微生物數(shù)量信息，得到具有實際應用價值的食品檢測數(shù)據(jù)。在這些數(shù)據(jù)的基礎上，有關檢驗人員能夠迅速、準確地判定食品是否達安全標準。此判定結果可為食品安全監(jiān)管工作給予科學支撐。

2.2.3 質(zhì)譜技術

質(zhì)譜技術通過將微生物樣本離子化，根據(jù)不同分子離子的質(zhì)荷比 差異進行分離和檢測，實現(xiàn)對微生物代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)指紋圖譜的快速分析。在食品安全檢驗中，樣本經(jīng)前處理后進入質(zhì)譜儀，離子源將微生物分子轉化為氣態(tài)離子，質(zhì)量分析器按質(zhì)荷比分離離子，檢測器記錄離子信號并生成質(zhì)譜圖，然后與標準圖譜數(shù)據(jù)庫進行比對，可快速識別微生物種類及代謝特征，檢測周期縮短至數(shù)十分鐘。該技術具有高靈敏度、高通量特點，可同時檢測多種微生物及毒素，尤其適用于復雜食品基質(zhì)中痕量污染物的篩查。但其設備成本高、對操作人員技術要求嚴格，限制大規(guī)?，F(xiàn)場應用。

2.2.4 氣相色譜技術

氣相色譜技術的主要原理是憑借不同物質(zhì)在固定相和流動相間的分配差別實現(xiàn)分離。該方法選取惰性氣體當作流動相，把待檢測樣品導入色譜系統(tǒng)來開展分析。在檢測過程中，樣品各組分在固定相中的滯留時間存在差異，從而實現(xiàn)有效分離。這項技術適用于對氣體、容易揮發(fā)的液體以及一部分固體樣品的檢測，特別是對復雜的混合物開展快速分析。當待檢測的樣品被導入色譜柱后，各個組分由于在吸附能力或者溶解特性方面存在差異，從而展現(xiàn)出不同的移動速率，最終按照一定的順序從色譜柱中流出。檢測器將各個組分所具備的物理屬性或者化學特點轉變?yōu)殡娦盘?，借助信號的強弱情況來體現(xiàn)物質(zhì)濃度，便于定量分析。

3結語

微生物檢測技術可為食品安全監(jiān)管提供關鍵技術支持。當前，檢測技術已構建起從傳統(tǒng)培養(yǎng)延伸至分子生物學的完備體系，在靈敏度、及時性以及智能化方面獲得顯著進步。未來，應強化多學科相互交融，促使檢測技術朝著微型化、自動化的方向邁進，搭建更為健全的食品安全監(jiān)測網(wǎng)絡。

參考文獻

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