【关键词】食品微生物;检测技术;进展研究
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2014.01.689文章编号:1004-7484(2014)-01-0569-02
1前言
食品微生物是指与食品有关的微生物的统称,包括有食源性病原微生物、生产型食品微生物、食物变质。由于食品微生物对人身体健康的重要影响,采用先进的检测技术对其进行准确、有效的检测也显得尤为重要。
2食品微生物检测技术进展及研究
2.1分析化学检测技术进展及研究近年来,在食品微生物检测技术中,随着应用仪器与技术的不断更新,分析化学检测技术也朝着多元化的方向进行发展。分析化学检测技术包括有气相色谱·质谱联用检测、高效液相色谱检测、液相色谱·质谱联用检测、气相色谱检测等。分析化学检测技术主要是通过对食品微生物化学组成的分析来进行鉴定与区分。此种检测技术的应用,开辟了食品微生物检测与鉴定的新途径,对微生物检测的准确性有着显著的促进作用。
2.2PCR检测技术的进展及研究PCR检测是利用聚合酶链反应,将模板DNA、Taq酶、镁离子、双蒸水、缓冲液等混合物装入PCR微型管内,并在可编程调控的PCR仪上来完成检测。PCR检测技术自从1985年发明以来,通过不断地完善与改进,应用于食品微生物检测中时具有较高的敏感性与准确性。PCR检测技术包括有免疫PCR、多重PCR、反转录PCR等,每种PCR检测技术都可准确地检测到相对应的病菌与微生物,但其也主要是针对食品当中病原菌的特异性靶基因进行定位检测,且PCR检测技术还存在假阳性、定量困难等问题,还需进一步地完善[1]。
2.3核酸探针检测技术的进展及研究核酸探针技术主要是利用同位素或者其他标记方法,对已知核苷酸的序列DNA片段进行标记,并将其加入已变异的DNA样品当中,进而通过一定的条件作用达到食品微生物检测的目的。核酸探针技术检测食品微生物具有敏感性、特异性等优势,但其在检测时需对检测样品进行一段时间的培养,且检测方法及过程比较复杂,并对毒素污染的不含产毒菌的食品无法进行准确检测。
2.4免疫分析检测技术的进展及研究免疫分析检测技术包括酶联免疫吸附技术与免疫荧光技术,酶联免疫吸附技术是将抗体或抗原吸附于固相载体上并进行免疫酶染色,待底物显色后,再经由定量或定性来分析有色产物量,进而得到微生物的检测结果。此种检测技术结合了放射免疫测定法与免疫荧光法两者的优势,具有反应灵敏、准确性高、可定量、适用范围广等优点。近年来,随着酶联免疫吸附技术的完善,对检测食品中沙门氏菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌等检测做出了卓越的贡献。
而免疫荧光技术主要是通过在食品样品上直接滴加已知特异性荧光标记的抗血清,并经洗涤后在荧光显微镜下进行观察,从而得出检测结果;另外,也可采用间接法先于检样上滴加已知特异性荧光标记的抗血清,待其产生反应后再进行洗涤,并加入荧光标记的抗体进行观察。免疫荧光技术主要可用来检测葡萄球菌毒素、李斯特菌、沙门氏菌等,其特异性强、敏感性高、检测速度快,但也存在一些客观性的不足,还有待进一步在研究与改进。
2.5生物传感器检测技术的进展及研究对食品微生物以生物传感器检测技术进行检测时,其主要是将生物受体复合物(包括酶、核酸、抗体、多糖化合物等)与物理化学传感器直接连接,并通过动态、实时观察特异性生物,来分析其微生物的种类。生物传感器检测技术包括有免疫传感器、酶传感器、DNA杂交传感器、微生物传感器等,虽然其在食品微生物检测领域中的应用比较广泛,但其敏感性还存在一定程度的欠缺,具体的发展与完善有待进一步研究。
2.6放射测量检测技术的进展及研究放射测量技术作为化学与物理相结合的一种微生物检测技术,主要是对培养基内的微生物进行检测。放射测量法的检测原理比较简单,其检测方法类似于碳元素追踪法,通过利用培养基内细菌生长、繁殖的过程,来确定样品中微生物存在与种类。放射测量检测技术具有简单、准确、快速、自动化等诸多优势,其也被广泛应用于食品微生物中大肠埃希菌的定量检测当中[2]。
2.7电阻抗检测技术的进展及研究电阻抗检测技术的检测原理为,培养基中微生物在不断生长过程中,可将其电惰性底物代谢成为活性底物,进而使得培养基中电导性增大,且培养物的阻抗降低。另外,培养基中微生物在生长过程中可产生一种特征性阻抗曲线,可依据电阻改变的图形对检测细菌进行鉴定。电阻抗检测技术具有反应速度快、重复性好、敏感性与特异性强等优点,在食品微生物检测中的应用也比较广泛。
3食品微生物检测技术的发展趋势
基于食品微生物检测技术中目前存在的不足之处,其发展趋势必将朝着以下几点进行:
①标准化与国产化。从我国目前对食品微生物的检测情况来看,大多数检测都是采用国外的快速检测法,这也造成了检测成本高,缺乏国家相应的标准等缺点。因此,大力在引进并融合国外的先进技术,研究出符合我国检测产品标准的检测技术,同时还需加大力度建立国家标准与规范。②提高质量与准确性。应用新工艺、高科技,提高与实验相关产品的质量,并优化设计特殊培养基,进而提高检测技术的灵敏度与特异性。③充分发挥各检测技术的优势。在进行食品微生物检测时,必须熟知各种检测技术的优缺点,有效地做到扬长避短,从而使其检测技术能够最大程度地发挥自己的优势[3]。
4结束语
随着科技的快速发展,相信在不久的将来,各种存在缺点的食品微生物检测技术将会被新型、先进、简便的微生物快速检测技术所替代。通过对检测技术与标准的不断完善与规范,使其能为人类的公共卫生、疾病预防、饮食健康等方面做出巨大的贡献。
参考文献
[1]王云国,李怀燕.食品微生物检验内容及检测技术[J].粮油食品科技,2010,3(3):40-43.
[2]姜亚宏.浅谈食品微生物实验室检测的质量控制[J].健康必读,2012,10(10):304-305.
【关键词】:食品;微生物;快速检测
1、食品微生物检验环境
进行食品微生物检验必须要确保食品微生物检验环境的无菌,达到无菌条件则须先进行消毒,主要任务是将微生物进行灭活,避免微生物再次生长。我国现在主要使用的消毒技术有紫外线消毒,紫外线消毒主要为:在室温下,220V,30W紫外灯下方垂直位置lm处的253.7nm紫外线辐射强度应≥70μW/cm2。臭氧消毒主要为:封闭无菌室内,无人条件下内作业。
2、免疫学方法
2.1免疫层析技术
免疫层析技术是一种新兴的免疫测定技术,检测原理为在膜的毛细管作用下,被检测对象发生移动,方向朝着另一端,在此过程中,抗原和抗体会结合、固化、分离,最后根据颜色变化检测食品。目前较为受欢迎的为胶体金免疫层技术,并且已广泛运用在食品产业中。该技术具有操作简单、无污染等优点,,采用免疫层析技术检测布氏杆菌、沙门氏菌等细菌能够获得良好的效果。
2.2免疫磁珠技术
抗对抗免疫磁珠分离法将为磁珠微球技术和免疫化学技术两种技术有机结合,该技术比免疫层次技术更加的快速、高效。
2.3酶联免疫吸附技术
该技术主要是将放射免疫技术和荧光技术有效结合,采用该技术检测时,通过充分利用抗原抗体的特异性,将免疫酶染色,进而得出相应的结果,实现食品中微生物的检测。
2.4免疫荧光技术
免疫荧光技术荧光标记活性抗原体,在显微镜下可看到明显的荧光,进而检测食品微生物。免疫荧光法主要用于检测沙门氏菌,具有用时短、操作简单等优点。
3、细菌计数法
3.1流式法
流式法主要利用激光技术实现细胞浓度的识别。流式法主要有以下几个步骤:(1)采用激光技术照射样品;(2)密切观察样品是否存在反射;(3)分析样品,包括细胞大小与散射光间的关系、细胞膜抗原强度和激光亮度间关系;(4)得出最终的结论,并详细记录结果。采用流式法,不仅可以观测到微生物的形状,同时还可以明确微生物数量。该技术主要应用于检测牛奶中的菌落数。在检测过程中,检测结果一定程度上会受到蛋白质的影响,采用流式法可有效解决这一问题,可在短时间内快速检测出牛奶中的细菌及活性酶,近年来该技术逐渐成熟,希望该技术能得到推广。
3.2固定式计数法
固定计数法,又称为SPC计数法,通常采用该方法检测单个微生物或革兰氏阴性菌,该方法的特点是比较细腻。
4、传感器检测法
4.1基因传感器法
基因传感器法主要是指将一个已知核苷酸序列的半单链DNA分子固定在传感器上,并使其与另外一条互补的目标DNA杂交,进而组成一条双链DNA,并通过换能器反映传达出的物理信号。基因传感器法优点在于操作简单、灵敏度高。目前我国基因传感器有很多种,主要包括两种类型的基因传感器,一种为电极电化学式DNA传感器,另一种为石英晶体振荡器。
4.2生物传感器
采用生物传感器检测,被测分子与生物接收器上的敏感材料接触,并产生一系列的化学反应,之后会传达出一系列信号,如颜色、离子强度等。该检测方法具有较高的灵敏度。检测食品中少量的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌等,可以采用酶免疫电流型生物传感器,能够获得良好的检测效果。代谢法
4.3阻抗法
采用阻抗法检测,首先需要花费一定的时间培养相关微生物,使原来的惰性底物成为活性底物,此时培养基的阻抗性会有所降低,电导性会有所上升。之后操作人员应观察阻抗的变化情况,并分析检测微生物。该方法优点在于检测效率高。
4.4放射法
放射法是一项全新的检测方法,它将物理原理和化学方法充分结合,在检测过程中,首先完成细菌培养,并进行标记,之后发生化学反应,生成一氧化碳,通过分析一氧化碳,得出结论。该方法的优点在于准确度高、应用范围广。
4.5干片法
干片法是⒁恍┪藓Φ母叻肿硬牧戏湃胧称分校监测食品中的微生物,该方法主要以微生物即高分子学为基础,是一种综合性检测方法。由于该方法非常简单、易操作,且携带方便、成本低,该方法是食品微生物检测一种常见的方法。
5、快速检测方法的不足
通过以上对不同检测技术的分析可知,不同的快速检测技术有其独特的优势和最佳的使用范围,很多的快速检测技术具有食品专一性,对于一个特定的食品检测性能最佳。但与此同时,许多检测手段又在某些方面存在一定的局限性。比如,PCR及其衍生技术所需的仪器设备价格非常昂贵,非一般实验室能承受,所以限制了其在我国食品检测领域的大面积推广及应用;基因芯片技术不仅仪器设备成本高,而且操作过程对实验人员的要求也比较高;很多检测手段不能同时做到“定性”和“定量”分析;免疫学方法虽然速度较快、灵敏度也较高,但容易呈现假阳性、假阴性。所以,现在有关食品微生物快速检测亟待解决的问题主要是降低成本,提高自动化水平,降低对操作人员的要求与束缚,同时,最主要的问题是要提高检测设备的灵敏度,增强对微生物的识别特异性,增强设备的通用性等。
结论:
随着生活水平的不断提高,人们对食品质量安全提出了更高的要求,同时食品安全关系到人们的身体健康,对社会的和谐发展具有重要作用,所以必须加强对食品微生物的检测,避免食品中的微生物对人们的身体健康产生威胁。检测人员应根据具体的情况,选择正确的检测方法,能准确、快速检测出食品中有害物质,提高食品微生物检测水平,保证人们的生命安全。
【参考文献】:
[1]刘雪.食品微生物检测技术应用现状及展望[J].生物技术世界,2016,01:236-237.
[2]向文瑾,徐瑗聪,许文涛.水及水产品中微生物快速检测技术研究进展[J].中国渔业质量与标准,2016,01:45-52.
[3]李蕴.纳米磁分离技术在食品微生物快速检测领域的应用[J].黑龙江科技信息,2016,31:107.
人体测量技术在机场的主要应用是控制人员进入“专用区”。机场的这部分一般人不能进入的区域主要包括停机坪,在安全方面自然是很“敏感”的。人体测量技术的作用在于准确地辨别获准进入其中的人员。
指纹辨别技术将会得到最快发展。这种方法要求先将指纹登记在案。将手指放在一台阅读器上,指纹就会被输入到一个形象处理软件。该软件会标明指纹的末端、分叉、曲线,等等,这些都是指纹的特征点。所有这些特征点(30―80个)就组成了微型指纹,这些资料再被用代码表示。但该领域的专业公司――Zalix生物统计公司的总经理阿兰・舒克龙肯定地说:“扰频很严重,有时甚至会导致无法破译某人的信息,有时则出现一些只对能够比较两个微型指纹的算法才有意义的数字。”
微型指纹被记录之后,就会存储在一张磁卡里。当你需要辨别身份时,系统就会将磁卡中保存的微型指纹与你放在阅读器上的指纹进行比较。如果按规定最小数目的特征点是一致的(具体数值由特征点比较算法决定),系统就会确认你的身份。之所以不要求特征点百分之百地吻合,那是为了给手脏等情况留有余地。可以根据要求的安全程度来提高吻合的百分比。
为什么微型指纹要存储在个人磁卡里而不是中央卡片柜里呢?已经提出了这方面要求的国家信息与自由委员会的有关人士解释说: “这是为了避免指纹档案的重复。”最近,该委员会就好几个使用生物统计技术的事例给出了建议。必须注意的是,考虑到需要保护的利益,生物统计技术不能过度使用。国家信息与自由委员会指出:“我们绝不可能允许学校食堂使用指纹辨别技术。”指纹辨认被认为是一种“非常具有入侵性质”的手段,因为这种方法非常可靠,我们当中的每个人的指纹几乎都可以说是独一无二的。
视网膜辨认的原理与指纹辨认原理相似,只不过放在扫描仪前的是眼睛,为了证实你没有试图用一只玻璃假眼来欺骗系统,一个二极管会发射一股微弱的光信号,真正的眼睛会对此产生反应,而系统能够检测出这种反应。视网膜上的特征点有250个左右。
视网膜辨认技术已经在伦敦的希罗机场得到应用。这种技术被认为是最保险的辨认技术,也是目前最尖端的人体测量技术,出错率为10-8。而指纹辨别和手掌辨认技术的出错率都约为10-7。
人的手如同一把钥匙。手掌辨认原理同前两种方法的原理大致相同,但比较的不是特征点,而是由扫描仪仔细检查每个手指的长度,手掌的宽度、厚度,皱纹部分的面积……不到1秒钟的时间里要进行90项检查。红外线扫描仪能够辨别出放在上面的是只真手还是塑料假手。这项技术已经在美国的好几个机场得到应用。
最后,还有一个部位可以用于辨别身份:人的面部。在澳大利亚,澳洲航空公司的机组人员是这种光学辨别系统的首批使用者。该系统的功能是确认站在前面的人与身份证件照片上的是同一人。此外,专家们认为声音辨认技术还没有“完全调试成功”。
(选摘自《参考消息・科学技术》)
阅读提示
为了防止恐怖分子混进机场,进行恐怖袭击,“机场使用了一些新方法来应对恐怖威胁”。这种新方法就是“通过识别指纹、手掌和视网膜来辨认身份将能提高安全度”。这篇科技说明文,通过深入浅出的语言陈述,把这种生物检测技术,从科幻电影引入到人们的实际生活,每一位乘飞机旅行的人,特别是机场工作人员都将与这种技术发生关联。也就是说,凡要进机场乘坐飞机的人,就要走进机场专用区,要将指纹、视网膜和手掌等“交给”阅读器,阅读器会根据这些信息辨认来者身份。此文颇具实用性和时效性,它教给读者安检方面的知识,使我们如果在机场遇到比较复杂的手续时,至少不会嫌麻烦。
探究练习
1.本文开篇说的应对恐怖威胁的一些新方法,主要指的是什么?本文这种直截了当的开头有什么作用?
2.本文第二自然段中有两处使用了“引号”,使用引号的作用是什么?
3.本文重点说明的是什么内容?在重点说明这项技术的原理和作用时,指出其现在还存在的是什么问题?
4.文中在说明“视网膜”和“手掌”辨认技术的原理和作用时,在表达上与“指纹”辨认技术的说明有什么不同?
5.从哪些地方可以看出本文“说明有序”,条分缕析的特点?
解答提要
1.本文开篇直接入题,介绍机场生物检测技术的一些新方法,并开门见山地指出新方法主要指的是“通过识别指纹、手掌和视网膜等来辨认身份将能提高安全度”。这种直截了当的开宗明义,可以一下子把读者的思维引向正题,循着文章的结构和脉理去探究引人关注的这一科学技术问题。
2.文中第二自然段中的“专用区”和“敏感”二词都加了引号,这是因为有时候在某一词语前加引号,并不表示这是成语和熟语,而只是因为它是个专门术语,或是因为其他理由要读者特别注意,或是借譬以示强调。“专用区”“敏感”均属上述情况,所以加了引号。
3.本文重点说明的是“指纹辨别技术”,一是因为它将会得到最快的发展,二是它的研究比较深入,所以本文作了较详细的说明。但是这项技术也还存在问题,那就是“扰频很严重”,导致无法破译某人的信息,“有时则出现一些只对能够比较两个微型指纹的算法才有意义的数字。”为了让人们接受这一技术,以之配合,文章对指纹辨认的原理及其过程作了说明,而且指出它是“非常具有入侵性质”的手段,因此不能任意进行使用。
4.正因为“视网膜”辨认和“手掌”辨认的原理和方法与“指纹”辨认原理和方法大致相同,所以在较详细地介绍了“指纹”辨认技术的原理、方法以后,“视网膜”和“手掌”的辨认,说明从简,只需要指出其不同的地方就行了。
5.本文开篇直接入题,介绍这种“生物检测技术”,它包括指纹、视网膜、手掌辨认技术的辨认原理和方法。首先作总的说明,然后就指纹辨认、视网膜辨认、手掌辨认分别加以说明,该详则详,该略则略。最后一段说到面部和声音的辨认,特别是声音辨认技术还没有“完全调试成功”,这里只简单一笔带过。因此,可以说本文的特点是“说明有序”,条分缕析。
关键词:生物检测技术;食品检测;应用;生物酶
前 言:随着社会经济的发展,我国的文明成果越来越多,更多的科技成果被运用到社会生产的各个环节当中。生物技术作为科学技术的重要组成部分,在近几年得到了快速的发展。我国的生物检测技术也在不断完善,支持相关产业快速发展。生物技术具有无毒无副作用的特点,可以提高食品检测工作的精准度,所以被广大食品检测工作单位积极采用。本文以生物检测技术在食品检测中的应用作为研究对象,旨在明确生物检测技术的意义与作用,提高生物检测技术的应用力度。
一、食品检测中应用到的生物检测技术
1.免疫法
在所有的生物检测方法当中,免疫法是灵敏度最高的一种生物检测方法,它具有最高的灵敏度与最强的特异性。免疫法的操作流程简单,检测的性能良好,其应用前景一片大好。蛋白质具有各异的化学与物理性质,但其差别十分微妙,因此,对蛋白质进行检测之时只能利用免疫法进行检测与区别。在实际的应用过程当中,免疫法又可以分为放射免疫法、免疫扩散法与沉淀反应法等不同的具体方法。
2.酶检测法
所谓的酶检测法,就是利用酶作为介质去检测食品中是否有与其相关的一些化学成分,同样,与免疫法相同,酶检测法也具有较强的特异性,特别是在进行食品中农药残留与污染时可以发挥很大的作用。酶检测法不仅操作的方法比较简单,其食品检测的花费也很低,只是对于检测条件中的温度有一定的要求,在催化条件下可以实现食品检测效率的提高。终点测定法、酶标免疫检测法等是酶检测法的具体方法。在进行食品检测的实际工作中,酶检测法可以与免疫法进行结合,二者的结合可以加强食品检测工作的灵敏度,提高水果与蔬菜农药检测的质量。
3.基因芯片技术
基因芯片技术在所有的生物检测技术中具有高效率的特点,因此基因芯片技术可以在同一时间将较大数量的探针放在检测产品与支持物之上,可以使被检测食品的多种元素被同时检测,以此来提高食品检测工作的自动化程度,降低检测工作操作繁琐度,使操作的序列数量提高,加强检测效率的提高。基因芯片技术主要是用业对植物产品进行检测,确定植物中是否具有外来物种的基因。
4.免疫传感器技术
免疫传感器的检测对象是生物,主要对生物体内的抗原-抗体特异性的结合是否使生物体发展化学变化进行检测。一般来讲,免疫传感器是由感受器、放大器与感受器几个部分构成的。免疫传感器因其感知角度不同而被分为电化学免疫传感器与酶免疫传感器等等。免疫传感器技术主要用来对一些农药、致病菌与兽药等进行检测。
二、生物检测技术在食品检测中的应用
1.在有害微生物检测中的应用
有害的微生物对于食品安全与人类的身体健康会造成严重的不良影响,因此,加强有害微生物的检测是提高食品安全的重要举措,提高有害微生物的检测技术与效率也成为了食品检测工作人员的工作重点。生物检测检测技术在食品检测中的应用,可以有效地加强食品中有害微生物的检测质量,随着生物检测技术在食品检测中的应用,我国的食品中有害微生物的检测成果也有所提高。就目前食品检测行业对于生物检测技术的应用来看,生物传感器、PCR与酶联免疫法都是进行有害微生物检测的有效方法。
2.在残余农药检测中的应用
根据食品安全行业的相关数据总结,近几年来,我国市场中的水果与蔬菜的残余农药的含量不断升高,如果人民群众长期食用具有农药残留的瓜果蔬菜,很容易引发一些疾病,对身体健康与生命安全造成严重影响。正是因为如此,如何作好食品检测中关于农药残余的检测成为了社会大众所关注的重点。目前来看,生物传感器技术与酶技术是进行食品中残余农药含量检测最为准确的方法,这也是生物检测技术在食品检测中的具体应用。
3.在食品成分检测中的应用
葡萄糖传感器是进行食品成分分析的主要技术,但是,随着生物检测技术的不断发展,生物感应器已经被成功地运用于食品成分的检测工作当中。特别是在转基因食品的检测中,生物感应器的应用更为广泛。另外,蛋白质检测与酶活性检测等都是转基因产品的重要检测方法,转基因食品可以会对人体造成不良影响,依研究发现,应当尽量少食用。
三、结语
综上所述,在社会经济不断发展,人们生活水平不断提高的今天,食品的种类出新速度加快,加强食品检测质量与技术已经成为社会大众的共同期待。本文对生物检测技术与其在食品检测中的应用进行了分析,希望食品检测行业大大引进生物检测技术的应用,提高食品检测质量,保障食品安全,促进社会大众身体健康水平。
参考文献:
[1]张奇志.DNA探针和PCR技术在食品检测中的应用[J].广东农工商职业技术学院学报.2007(02)
[2]王琴,温其标.双层类脂膜生物传感器研究及在食品检测中应用[J].现代食品科技.2005(01)
[3]黄国方.探讨海产品食品检测方法的应用[J].中国新技术新产品.2011(01)
[4]韩翠丽,刘代成.基因芯片在食品检测中的应用[J].生物学杂志.2004(01)
[5]吴彤.现代生物技术在食品检测领域中的应用[J].大众标准化.2011(S1)
作者简介:
【关键词】快速检测方法 食品 微生物 应用
食品是人们能够在社会上生存和发展一个重要前提,食品的质量问题直接关系到人们的生存质量和水平。微生物在食品中最为常见,是一种难以避免的客观存在,同时也是影响食品安全和食用人身体健康的一个重大因素。通常情况下,评价一种食品是否安全可以通过检测食品中微生物的种类和数量判定。目前,负责进行食品微生物检测的快速检测技术主要有显微镜镜检法、琼脂平板培养法(这两种为传统快速检测技术),气相色谱法、免疫学检测法、传感器检测法、分子生物学检测法、抗阻测定法以及自动检测法(这五种为现代快速检测技术)等多种快速检测技术。为了更加详细的探讨快速检测技术在食品微生物检测中的应用概况,本研究以免疫学检测法中的酶联免疫吸附法(ELISA)应用概况为例探讨快速检测技术应用概况,具体内容如下分析。
一、酶联免疫吸附法(ELISA)
(一)作用原理
该检测方法的原理是在确保不损坏抗原或者抗体免疫活性的前提下将其放入固相载体中,然后对包含待测的抗原或者抗体的受检样品按照规范步骤与原先放入固相载体中的抗原或者抗体结合,两者反应后产生复合物,这种复合物与仍待检测的抗原或者抗体总量之间形成一定比例。最后对这个反应液中其他不需要的物质进行洗涤排出后放入酶反应底物,反应后底物会逐渐生成有色产物,然后对这些有色产物进行定量和定性分析就能够得出测试物的具体微生物含量。
(二)检测方法
酶联免疫吸附法(ELISA)具体测定时一般有直接和间接两种方法。其中,所谓的直接法就是指标记抗体与固定抗原直接作用并放入底物后直接得出有色产物的方式。而所谓的间接法指的是待测样本抗体首先与已知抗原进行作用后再放入酶标记物,酶标记物与免疫复合物作用后才放入底物产生有色物质。另外,该检测方法还有多种改良方法,比如双抗体、双抗体夹心以及竞争法等。双抗体方法一般是在医学检测中应用比较多,而竞争法则在食品微生检测中应用较多。
(三)影响免疫法结果的因素
酶联免疫吸附法(ELISA)测定时一般主要涉及到酶底物、抗原、酶、交联剂等多种物质,所以也就意味着这些物质性质和质量对整个检测结果会产生直接或间接的影响。通常情况下,抗原对检测结果影响主要在于其包被质量上,所谓的抗原包被就是在聚苯乙烯微量反应板中固定上抗原的物质,其质量与检测结果有很大关系;酶底物在免疫检测中的作用是稳定反应呈色,防止有色物质变色。所以,也就是说若酶底物的稳定能力不足,那么将直接影响反应有色物质的呈色时间,影响检测结果。当前选择的酶底物在HRP和AKP中选择不同,前者多选邻苯二胺,后者多选硝基苯磷酸盐;酶一般是使用HRP较多,而实际最主要的有HRP、ARP以及GO和半乳糖苷酶几种。
二、食品微生物检测中应用酶联免疫吸附法(ELISA)的概况
酶联免疫吸附法(ELISA)在食品微生物检测中应用时主要是检测食物中的真菌毒素、细菌以及介导病毒三个主要内容进行检测,具体检测步骤如下分析:
(一)测定真菌毒素方法
食品真菌毒素测定主要是指黄曲霉毒素B1的测定,测定的具体方法有反向直接竞争酶联免疫吸附法、间接竞争酶联免疫吸附法、直接竞争酶联免疫吸附法以及生物素亲和素酶联免疫吸附法法等多种方法。实验结果证实,直接和间接酶联免疫吸附法对食品中的黄曲霉素度B1的测定灵敏度高,具有更为简便、更加廉价和安全的特点,非常适合在一些经济水平较差的基层地区中使用。1996年陆戈等研究人员使用了单克隆抗体(专门用于抗黄曲霉毒素B1)对常见食品(比如食用油、大米以及玉米等)中的黄曲霉毒素B1进行间接竞争法测定,并确定了专门的间接竞争测定法。实际测定结果显示,改方法测定是最低检出浓度达0.01lng/g,精密度高达2.0~24.3%,对某一地区的1620食品样品检测结果中,其检出率高达97%,而一些灵敏度比较低的方法根本无法检测出黄曲霉素度B1。所以也就意味着,酶联免疫吸附法检测食品中的真菌毒素效果非常显著,且价格便宜,可以在多个地区应用。
(二)测定细菌方法
食品中对人体健康影响最大的一种细菌为沙门氏菌,1996年文其艺等多位研究者使用酶联免疫吸附法对460分食品进行检测显示,沙门氏菌的阳性率非常高的,甚至比国际上的标准检测方法阳性率还要高。可见,酶联免疫吸附法在测定食物细菌上结果非常可靠。1990年Cryan等研究者使用DNA探针技术和酶联免疫设法两种反法对大肠埃希氏杆菌内毒素进行检测后发现,酶联免疫吸附法的灵敏性和检出率以及检出时间均明显优于DNA探针技术。而在1986年R.M.Lister等研究者使用酶联免疫吸附法对番茄酱中的霉菌进行检测发现,酶联免疫吸附法的灵敏性要远远大于化学检测法的灵敏性另外,还有研究者对鱼虾、蛋品等产品的霉菌进行检测也发现酶联免疫吸附法的检出率非常高。总言之,酶联免疫吸附法检测食品细菌检出率非常高,值得作为一种有效方法进行推广。
(三)测定介导病毒方法
介导病毒测定主要是对一些食品从业人员进行测定后分析食品微生物病毒感染性质的方法。一直以来,酶联免疫吸附法都在食品相关人员的乙肝病毒感染监测中得以应用。且除了在这些最常见的病毒感染可疑人员进行测定之外,该方法还应用在克山病疾病的血清监测中,主要是监测这类疾病患者血清中是否存在柯萨奇B组病毒,从而了解该病毒在克山病患者中的存在情况,有助于医护人员根据这些测定结果采取针对性消灭病毒,治愈疾病的方法。
总而言之,食品微生物快速检测方法非常多,在进行检测时应该选择效果更为明显且操作简便和价格便宜的方法,比如酶联免疫吸附法,真正提高食品微生物检出率,保障食品安全。
参考文献:
[1]王辉,张伟,王燕,顾希.食品病原微生物快速检测技术及研究进展[J].粮食与油脂,2012,(04).
一、背景
ATP生物荧光技术在不同行业的成功应用已有30年历史。它作为一种非特异性生物量监控系统已经成功用于各类食品、化妆品和医药品行业,而其中应用最广泛的就是卫生检测。
ATP生物荧光法的最主要应用就是通过对非特异性有机残留物的测定来对清洁和卫生状况做出快速、直接和客观的评价。ATP检测在医疗卫生机构中感染的控制方面的应用新近得到了英国健康保护署(Health Protection Agency)的推荐。它也被执法和稽查审计人员作为一种干预工具来评价卫生状况和查明问题所在区域。
二、技术
Micro-Snap技术将新的试剂配方和ATP生物荧光反应与特异性酶底物偶联在一起,从而在保留高灵敏度的同时,第一次将ATP检测用于特定细菌测定。特定细菌所具有的酶(如β-半乳糖苷酶和β-葡糖醛酸酶)在催化这些底物的过程中发出光子,这些光子能被一种新的高灵敏手持式光度计(Ensure多功能监控系统)检测到。
Micro-Snap检测拭子独特的配方和包装使得其操作简便易用,既可以在实验室使用,也可以在偏远地区或现场使用。
Micro-Snap拭子反应过程:
ATP+特异性底物+荧光素酶—特异性诊断酶光
三、性能
与传统方法相比,Micro-Snap生物荧光检测技术具有高特异性和灵敏度(见表1)。样本中细菌数量越高检测时间越短,低数量的细菌(1~5个菌)检测时间也只需7小时左右(见表2)。
表1 Micro-Snap的灵敏度和特异性
表2 Micro-Snap的检测限
Micro-Snap检测拭子的技术原理使其能够不会受到来自样品ATP的本底干扰。同时早期和高灵敏的检测也消除了传统微生物培养中因其他竞争性微生物生长所导致的干扰问题。
图1 绿叶沙拉中大肠杆菌的检测
图1显示,在>10,000个自然菌丛存在的条件下,将5个大肠杆菌接种至沙拉悬液中,不到7个小时即可检出。高接种量的样本检测时间更短。
四、应用
Micro-Snap肠杆菌、大肠菌群和大肠杆菌快速检测拭子可以用于以下方面:
(1)评价清洁度的表面卫生检测,包括工业加工过程和医疗卫生机构有无受到粪便污染;
(2)质量和安全检测,包括工业加工中的原材料或成品、工艺水、饮用水等;
(3)快速确认平板上生长的相关菌落(检测时间2分钟)。
五、总结
[关键词]:生物检测技术 食品检验 应用 检测方法 分析
前言
生物检测技术在食品检验中的应用是在现代生物技术的不断发展进步与国家对于食品安全以及质量要求的不断提高背景下,随着传统食品安全与质量检测技术在食品检验中的应用需求越来越难以实现,就有了对于食品检验的更加科学、快速并且检验精确度更高的生物食品检测方法。生物检测方法被应用于食品检验中不仅具有上述的检测应用发展契机,更是因为食品加工与生产过程中应用的食品材料的来源与生物有着很大的联系,而生物检测技术在对于食品进行检验中,就是通过生物的相关特性以及化学特征等进行检测与检验应用的,因此,使用生物检测技术进行食品检验的应用具有较大的优势。
1 生物检测技术的应用
1. 1 生物酶技术
在实际检测应用中的生物酶技术主要是利用生物酶的相关特性进行实际检测与应用,生物酶检测技术在实际检测中应用相对比较广泛,它主要用于对于食品中的残留农药以及食品中的农药含量、食品的微生物污染情况进行检测应用。在对于食品的实际检测应用中,生物酶技术中的酶联免疫检测技术在实际检测应用中应用优势与特征比较明显。酶联免疫检测技术主要是将酶与免疫学的相关原理特征进行联合应用的基础上提出的生物酶检测技术,这种酶联免疫检测技术在进行食品检验应用中不仅具有较高的检测灵敏性,而且在进行食品检测应用中的选择性也相对比较高,因此在食品检验中的受欢迎程度比较高。尤其是在进行蔬菜以及水果中的杀菌农药残留度检测中,酶联免疫生物酶检测方法的检测灵敏度与准确度非常高。
1. 2 PCR技术
PCR技术也是一种通过生物酶的相关原理特性进行实际检测应用的生物酶检测技术。在实际检测应用中,PCR技术也被称为是聚合酶检测技术,它是通过聚合酶的链式反应特征,对于生物中的酶变化进行检测分析与应用。PCR技术在实际中检测应用中最早是进行基因克隆与转基因的相关检测中,随着PCR技术对于基因克隆以及转基因检测的精确度与微量性特征,PCR技术在实际检测中的应用范围逐渐扩展开来。PCR技术在食品检验中进行应用主要是随着转基因食品的出现以及食品微生物的研究发展。
1.3 生物传感器
生物传感器是一种利用生物技术以及相关生物特征应用于传感器的识别系统中,通过对于被检测物体的信号识别与转换,从而实现对于被检测物体的实际应用。生物传感器作为一种生物检测技术,在实际检测应用中,不仅具有检测速度快、检测结果准确度高以及检测应用方便等特征,而且在进行实际检测应用时,由于生物传感器的灵敏性以及特异性特征,使得生物传感器在实际检测应用中的应用范围也比较广泛和普遍。
1.4 生物芯片
生物芯片技术是生物检测应用技术中一种新型高新技术,它在实际检测应用中不仅具有最快速和一次性检测数量最大的应用特征,并且在实际检测应用中的适用范围也是最广泛的。生物芯片检测技术主要是利用生物芯片相关信息技术,在检测过程中通过光导原位合成技术以及微量点样技术进行实际检测应用,尤其是在对于一些用于进出口贸易并且对于检测要求较高的食品检测中的应用尤其方便适用。
2 在食品检测中的具体应用
利用生物检测技术进行食品检验应用,在对于食品的检验中主要是针对食品中的有害微生物以及食品成分、品质、残留农药、转基因等情况进行检测应用。
2 .1 有害微生物的检测
生物检测技术在对于食品中的有害微生物检测中,主要是通过生物检测技术中的生物特征对于食品中的有害微生物情况进行检测分析,从而实现对于食品有害微生物传播等的控制,避免对于食品有害微生物对于人体健康的威胁。利用生物检测技术进行食品中有害微生物的检测分析在实际中已经具有较多的应用实例,比如在对于奶制品中的沙门氏菌的检测分析中,就是使用生物检测技术进行检测实现的。应用生物检测技术进行食品有害微生物的有效检测是进行食品有害微生物扩散控制的有效途径。
2.2 食品中残余农药的检测
利用生物检测技术进行食品中残留农药的检测在实际检测应用中的应用实例也非常多。通常情况下,食品中的农药残留成分一旦超标会对于人体健康甚至是生命造成很大威胁,因此应用生物检测技术对于食品中的农药残留成分进行检测分析,对于保证食品安全有着很大的作用。进行食品农药残留成分检测应用的主要生物检测技术以及方法为生物酶技术和生物传感器仪器等,在实际中的应用也较多,比如美国的基于生物检测技术的检测箱等。
2.3成分和品质的检测
利用生物检测技术对于食品成分以及食品质量检测,是保证食品生产质量和对于食品变质情况进行判定的重要途径方法,对于保证食品安全与人体健康有着重要的作用。在进行食品生产成分以及食品品质检测中,应用最多的生物检测技术主要是生物传感器检测方法。生物传感器在对于食品成分的检测应用中,最早是对于食品中的葡萄糖含量进行检测应用,如今生物传感器还可以实现对于食品的气味检测与分析应用。
2.4转基因食品的检测
生物检测技术进行转基因食品的检测是随着社会经济以及生物技术的发展,食品中出现转基因食品种类。转基因食品通常会对于人体健康以及生态环境造成一定的影响,进行转基因食品的检测,有利于对于转基因食品的不利影响进行控制。在使用生物检测技术对于转基因食品进行检测中,主要的检测方法有对于转基因食品的酸检测法以及蛋白质和酶活性特征检测等方法。
结语
总之,对于生物检测技术在食品检验中的应用等进行分析研究,不仅有利于提高生物检测技术水平,推进现代生物技术的发展进步,而且对于食品安全与质量也有很大的保证,具有积极的意义。
参考文献:
[1]罗梅兰,叶云,梁超香.生物检测技术在食品检验中的研究[J].食品与机械.2006(2).
[2]李岩.食品检验中生物检测技术应用的分析[J].中国医药指南.2012(13).
【关键词】 食品;微生物;检测技术;研究;进展
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.11.842 文章编号:1004-7484(2013)-11-6815-02
食品在生产加工、储备保存、运输销售等过程中,容易产生大量的微生物,导致食品变质,并引发食源性中毒或者感染,尤其是在环境污染不断加重情况下,微生物繁殖速度不断加快,食品安全问题越来越严重了。随着微生物检测技术在食品微生物检测中的推广和应用,简化了食品检测程序,缩短检测时间,提高检测质量,为食品卫生安全提供了重要的技术保障。
1 食品微生物检测技术
1.1 遗传学检测技术
1.1.1 PCR检测技术 PCR检测技术,即聚合酶链反应,是一种体外扩增DNA的检测方法,能够在短时间内,让某个微量DNA片断特异性快速扩增,最多可超过百万倍。PCR检测技术,把模板DNA、Taq酶、镁离子、引物等物质进行有效的混合,并放入到PCR微型管内,在PCR编程调控仪作用下完成检测,其具有操作简便、检测迅速、特异性高等应用优势,可通过扩增DNA,以判断是否存在某类微生物[1]。同时PCR检测技术能够对培养难度较大微生物进行检测,使得微生物检测效率大大增加。现阶段,PCR检测技术在大肠埃希氏菌、李斯特菌及沙门氏菌等检测中已得到成功应用,但是在假阳性、阴性、定量检测上还存在不足。
1.1.2 基因芯片检测技术 基因芯片检测技术主要通过纤维打印或者原位合成的形式进行检测,能够对数万个DNA探针置于支持物体表层,并获取相应的DNA探针序列,再和标记样品杂交,以杂交信号对样品进行快速的检测和判断。在食品致病菌检测中,基因芯片检测技术能够通过并行或者通量形式进行检测,仅一次实验,即可获取完成检测数据,操作简便、速度较快,可在短时间内获取检测结果,而且其特异性较强、灵敏性较高。但是检测设备、材料昂贵,检测操作要求高。
1.2 免疫学检测技术
1.2.1 ELISA检测技术 ELISA检测技术,即酶联免疫吸附,又可称为荧光酶标免疫检测技术,其主要将抗体吸附或者抗原吸附到固相载体中,并在固相载体上对免疫酶进行染色,当底物显色之后,通过定量或者定性形式,对有色产物量进行分析,可明确样品待检测物的含量[2]。ELISA检测技术集合了放射免疫与免疫荧光两种检测技术的优点,具有操作简便、灵敏性高、适用范围广、检测迅速、成本低等应用优势,能够同时对数千份样品进行检测和分析。随着ELISA检测技术不断发展和优化,其在食品卫生安全中得到广泛应用,能够对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌及沙门氏菌等进行有效检测。
1.2.2 MS检测技术 MS检测技术,即免疫磁性微球检测。由于很多食品样品多以固液混合形式存在,常规检测方法无法分离出食品中部分微生物,必须在免疫磁性微球分离作用下,才能快速将微生物分离出来。免疫磁性微球分离检测技术主要是将特异性较强抗体偶联于免疫磁性颗粒的表层,与实验样板被检测微生物特异性进行有效结合,载有微生物免疫磁性颗粒能够在外部磁场反应条件下,慢慢聚集到磁极方向,将检测样板混合液去除,不仅能够达到分离微生物作用,同时掌握微生物的密集程度。免疫磁性微球检测分离技术能够在大量混杂致病菌中,选择性将被检测微生物分离出来,使得微生物分离效果大大提高,检测时间也有所缩短,在食品卫生安全检测中具有良好的应用效果。
1.3 培养学检测技术
1.3.1 干片检测技术 干片检测技术,即快速检测试片,主要是将胶片、纸片或者纸膜作为微生物培养基的载体,把特定显色物质、培养基放置到载体上,通过对微生物生长特性或者显色反应,以对食品中存在致病微生物进行测定[3]。Forg研究者,采用快速纸片检测方法,对大肠菌群进行快速检测,将原有检测时间从72小时缩短至15小时,检测程序得到简化,检测成本也大大降低,对高分子、微生物及化学等集于一体检测技术研究和发展起到有效的促进作用。近几年来,Petrifilm研究者,以滤纸作为载体检测试片在食品微生物检测中得到广泛应用,能够对真菌、大肠菌群及大肠杆菌等微生物进行有效检测[4]。
1.3.2 全自动化检测技术 全自动化检测技术主要是在电阻抗原基础上,对微生物进行有效的检测及计数的一个系统。在培养微生物过程中,能够把培养基内大分子(如碳酸化合物或蛋白质等)电惰性物质转变成为小分子(乳酸或氨基酸等)活性物质,以降低培养微生物阻抗,使培养基内电导性发生变化,并通过定量形式获取微生物量[5]。全自动化检测技术,能够依据不同检测需求,选择不同培养基,以对样品致病菌落总数进行有效检测,如酵母菌、乳酸菌及大肠菌群等,检测时间不超过24小时,样品匀液无需稀释,且食品受到微生物污染程度越高,检测速度越快[6]。
1.3.3 ATP检测技术 ATP检测技术在活性生物检测中得到广泛应用,当生物死亡之后,ATP将在两个小时内被分解[7]。所以,通过对样品ATP浓度进行测定,即可获取活性菌群数量。荧光素酶能够在ATP辅助下对D-荧光素产生氧化反应,并形成荧光,荧光强度和ATP浓度在特定范围内,能够形成一定的线性关系,然后使用发光光度计情况下,能够对被测液体ATP量进行检测,若活性生物ATP量较为稳定,荧光定量能够清楚呈现出系统代谢活性细胞情况。荧光反应检测技术在HACCP关键控制点管理中具有重要作用,大大提高了控制点的检测速度和效率,而且便携式荧光光度计在现场检测中较为适用,不仅能够极微量致病微生物水平进行检测,同时可以对食品生产加工条件进行有效评估,对食品卫生安全监测具有重要意义。
1.4 传感器检测技术
1.4.1 光学检测传感器 光学检测传感器主要是将被检测细胞放置在传感器的表层,在厚度变化、光折射情况下,能够对微生物微小变化进行测定[8]。现阶段,光纤波导、共振镜、及干扰仪等光学检测传感器在食品致病微生物检测中已经得到成功应用。Watts等研究者,利用共振镜对食品中的金黄色葡萄球菌进行检测,测定限能够达到8×106cells/ml,检测时间仅需5分钟。Schneider等研究者,利用全内反射测量方法,对沙门氏菌进行检测,检测灵敏性能够达到5×108cfu/ml,检测时间较短,为5分钟。大量研究表明,光学检测传感器具有操作简便、检测速度快、检测时间段、成本低等优点,但是只能对存在荧光素微生物进行检测,灵敏性有待提高。
1.4.2 压电免疫检测传感器 压电免疫检测传感器主要是在金或者银晶体的电极表层上设置一层固定抗原或者抗体活性物,当液相在免疫反应作用下,固定抗原或者抗体分子能够样品存在抗体或抗原进行识别,然后与特异性进行有效结合,可产生免疫混合物,在电极表明上沉积,使得电极表层负载发生变化[9]。在免疫反应过程可作为被检测晶体的振动频率变化量,通过变化量可获取被测样品含量。Koenig等研究者,利用免疫检测传感器对沙门氏菌进行检测,获取线性范围的达到了106至108cell/ml,检测时间共需45分钟。近年来,免疫检测传感器在活性生物检测中发挥着越来越重要的作用,并成为了食品微生物检测研究重点。
1.4.3 生物发光检测传感器 通过对荧光素酶转入噬菌体进行深入研究,生物发光检测传感器在微生物检测中得到广泛应用。Folley-Thomas等研究者,利用TM4抗菌素对结核杆菌进行检测,检测灵敏性达到104cells/ml,检测时间为两个小时。Blasco等研究者,通过构建灵敏性高生物传感检测系统,能够对大肠杆菌、沙门氏菌等微生物进行检测,在整个检测反应中,噬菌体能够将微生物宿主进行分解,并通过生物发光传感器,对检测样品释放产生细胞容物内ATP进行测定,并依据菌体数量和ATP间形成的先行关系,可获取微生物总数。生物发光检测传感器具有良好的特异性,能够对活性微生物和死亡微生物进行鉴别,但是检测时间性相对较长,灵敏性相对较低[10]。
2 结 语
现阶段,食品微生物检测技术得到有效提高,并向着检测程序简便、检测精确度高、检测效率高、自动化检测等方向发展,为食品安全检测和管理提供重要技术支持。食品微生物检测方法较多,各有各的优势,检测人员应该依据食品微生物检测项目标准和要求选择适宜检测技术,或者将各种检测技术进行有效的结合,以提高食品微生物检测精确度,以保证食品卫生安全管理有效性。
参考文献
[1] 谢修志.生物技术在食品检测方面的应用[J].生物技术通报,2010,7(01):87-88.
[2] 孙显,李玉峰.食品微生物检测技术[J].生命科学仪器,2009,5(05):54-56.
[3] 林文辉.浅谈食品微生物检测方法的进展[J].才智,2009,2(20):34-35.
[4] 陈鹏云.浅谈食品微生物检测技术和方法[J].价值工程,2010,8(35):90-92.
[5] 何建仁.试论食品微生物检测技术新发展[J].科技资讯,2011,6(20):78-79.
[6] 许子刚.浅谈食品微生物检验内容与检测技术分析[J].科技与企业,2012,4(07):54-56.
[7] 杨全凤.基因芯片技术在微生物检测中的应用研究[J].中国医药指南,2012,12(02):43-44.
[8] 叶思霞,蔡美平,罗燕娜.食品微生物检测技术研究进展[J].安徽农学通报(上半月刊),2009,3(19):56-57.
[9] 肖剑.分子生物学技术在食品微生物检测中的应用[J].广西轻工业,2011,9(03):90-92.