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微生物新技术有哪些

2023.8.24

目前,微生物污染造成的食源性疾病仍是世界食品安全中最突出的问题。加工食品所含菌的种类、数量,常随原料的生产环境及细菌学质量、工厂环境与操作人员的卫生及处理状况、制品贮运状况等而异。由于食品微生物污染的广泛发生,严重影响人民的健康,因此食品微生物检验工作对评价食品卫生质量,保证消费者饮食卫生有着极为重要的作用。传统的食品微生物检测通过不同微生物在某种培养基中生长繁殖,所形成的菌落特征有很大差异,而同一种微生物在一定条件下,培养特征却有一定稳定性,以此可以对不同微生物初步筛选,再通过镜检、生化鉴定、血清学验证等技术鉴别各种微生物。传统检测方法的步骤繁琐、检测周期长、成本高等缺点。因此,研究灵敏度更高、特异性更强、简便快捷的食品安全检测技术和方法,建立和完善食品安全微生物检测技术和体系迫在眉睫。文章将介绍几种食品微生物检验的新技术及其发展趋势。

ATP 再与荧光素-荧光素酶生物发光剂作用,用发光检测仪测定ATP 与发光剂反应的生物发光量。通过预先测定的ATP 标准曲线,得出活菌的总ATP 量,即可得出细菌总数。 1.3 ATP生物发光法检测设备

市场上已出现了大量的ATP 检测仪。从全自动仪器到小型、便携式仪器都有。例如,Millipore 公司的Microstar 、BevScreen 、SteriScreen ;美国Maxwell 公司的LumiMax-c(96孔板型) ;Berthold Detection Systems公司的管式、板式化学发光仪;Promega 公司的GloMax TM 发光检测仪及相应的检测试剂盒等。其中尤以Millipore 公司的Microstar-RMDS 系列(rapid microbial detection system)应用最为广泛。RMDS 的结构组成包括:样品过滤膜、ATP-生物发光化学反应器、荧光增强系统及数据处理系统。将待测样品用650孔疏水分隔的过滤膜(孔径0.45 μm 、直径47 mm)过滤,而后将膜温育一段时间(检测酵母时可不经温育直接检测) ,再将膜从培养皿上分离后烘干。接着向膜上喷洒ATP 萃取剂(其中含有乙醇) ,再烘干后,向膜上喷洒荧光素-荧光素酶。理论上说,每个微菌落都会形成一个荧光斑,RMDS 的荧光增强系统则将每个微菌落发生的荧光加以成千倍的增强并用偶联的照相机记录下荧光图像。而后自动图像处理器会分析荧光强度等数据并由此计算出微生物的数量。RMDS 附带的软件会记录图像和数据,存档以待进一步的分析[4]。

1.4 ATP生物发光法的发展趋势

以下几点是ATP 生物发光法可以尝试的发展方向:(1)将革兰氏染色法与生物发光法结合起来,确定细菌的革兰氏阳性阴性。不同的菌种有特定的DNA 序列,(2)将生物发光法与DNA 分子识别结合起来,不仅可以检测出菌落总数,而且可以鉴定菌种;(3)发光检测仪的灵敏度的进一步提高,重复性的保证等。(4)免疫磁分离技术应用于ATP 生物发光法,二者结合使灵敏度大大提高。

1 ATP 生物发光法在微生物检测中的应用

ATP(adenosine triphosphate,三磷酸腺苷又称腺苷三磷酸) 生物发光法以其简便、快速、高灵敏度等特点,具有其它微生物快速检测方法不可比拟的优势,现已应用于食品工业的众多领域。例如,用生物发光法测定肉类食品中细菌污染情况;以及乳制品中乳酸菌的测定、啤酒中菌落总数测定、调味品及脱水蔬菜的细菌学测定等。

1.1 ATP生物发光法原理

ATP 是高能磷酸化合物的典型代表。ATP 是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸。ATP 有两个高能磷酸键,一个低能磷酸键。每个高能磷酸键水解时,可产生30.54 kJ/mol的能量。ATP 是细胞内特殊的自由能载体,广泛地存在于细胞内,如细胞核、细胞溶胶、线粒体等。易水解,且水解时可释放出大量的能量,但水解易受细胞内环境的pH 、Mg 2+浓度等的影响。在活的生物体中,ATP 被用于贮存和传递化学能,当生物体死亡后,在胞内酶的作用下,ATP 很快被分解掉。因此,测定样品中的ATP 浓度,即可推算出活菌数[1]。每个细胞的ATP 含量大致是一定的,如大肠杆菌是1.4×10-18 mol/细胞,乳酸菌是1.9×10-18 mol/细胞,则由此可以推算出细菌数量。但由于实际检测中除含有细菌外,还含有酵母等其他微生物,而酵母菌中ATP 的含量通常是细菌中ATP 含量的100倍左右[2]。因此,若同时又全部换算成酵母菌的活菌数量,则样品中活菌数应介于二者之间。 1.2 ATP生物发光法检测步骤

ATP 生物发光法的检测步骤大体包括[3]:取样、样品ATP 的萃取、添加荧光素- 荧光素酶、测定生物发光量、求出ATP 浓度和活菌数。通常,样品未经处理是不能测定ATP 的。测定时需先将样品与ATP 提取剂混合,使细胞膜和细胞壁溶解,释放出ATP 。ATP 提取剂是以表面活性剂为基质的专用试剂。然后,提取出的

2 免疫磁性分离技术在微生物检测中的应用

免疫磁性分离(Immuno-magnetic capture)技术是依赖于免疫磁性微球的一种分离技术,已应用于医学、生物学以及环境和食品卫生检测等方面。由于食品检样常为固液多相混合体,采用常规方法难以将少量的致病微生物分离出来。借助免疫磁性分离技术,可以达到快速分离的目的。免疫磁性分离技术与常规检验方法相比具有显著的优点,可以很快地在含有大量杂菌的悬液有选择性地分离出目的微生物,并节省时间。 2.1 免疫磁性分离技术原理

免疫磁珠法分离技术基于细胞表面抗原能与连接在磁珠上的特异性单抗相结合,在外磁场中,通过抗体与磁珠相连的细胞被吸附而滞留在磁场中,无该种表面抗原的细胞由于不能与相连着磁珠的特异性单抗结合而没有磁性,不在磁场中停留,从而使细

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