淺談食品監測中微生物技術應用分析

　　 摘　要：我國的食品安全令人擔憂，已經到了岌岌可危的邊緣，作為檢測部門如何快速、有效的檢測食品中的有害物質，建立食品微生物快速檢測方法，對食品質量進行監控尤為重要。本文詳細的闡述了運用較多和較新的微生物快速檢測技術的特點和發展。 
　　一、前言 
　　隨著食品工業的快速發展，對食品檢測技術提出了更高的要求，傳統分析方法難以滿足當前食品檢測的需要，靈敏度高、特異性強、簡便快捷的生物技術逐漸在食品檢測行業發展起來。目前，國內的食品安全問題的產生既有政府監管不嚴、制度體系不完全的原因，也有食品檢測技術不夠科學先進的原因。食品安全問題是由于食品中含有毒、有害物質，對人體健康產生危害而造成的公共衛生問題。 
　　二、生物技術分析 
　　生物技術在食品領域的應用已經有幾百年的歷史，從最初的面包、醬油生產，如今已延伸到食品領域的各個方面，得到了長足的發展和不斷的完善。現代生物技術是建立在細胞生物學等學科基礎之上的高科技技術，包括細胞工程、酶工程、基因工程、發酵工程等諸多類型的技術。生物技術是利用生物有機體及其組成部分，或是利用其組織、細胞、酶來進行合成、轉化、降解，從而實現生產產品等目的的技術。細胞工程是以動物、植物細胞及細胞融合技術為基礎的一類生物技術，主要用于食品生產；酶工程是通過特定細胞酶來控制食品生產過程中的物質轉化；基因工程是通過重組基因來改造食品生物特性，起到生產特殊產品的作用；食品發酵技術如今已發展為發酵工程學，用于預定食品及成分的生產。 
　　三、分子生物學的應用 
　　1.基因芯片技術 
　　基因芯片，即DNA微探針陣列(Microarray)，是生物芯片的一種。基因芯片技術是在分子生物學與微電子技術等發展基礎上，將標記了的基因探針與芯片上寡核苷酸點雜交后，用激光共聚焦熒光檢測系統等對芯片進行掃描，來確定是否存在一些特異的微生物。理論上講，基因芯片技術可以在一次實驗中檢測出所有潛在的致病原，也可以在同一張芯片上檢測出某一致病原的各種遺傳學指標。基因芯片在數據處理和信息提取過程中，需要對圖象中雜交樣點進行精確定位，因為樣點自動識別的結果將會對芯片檢測結果的精度和準確性產生很大影響。 
　　2.基因探針技術應用 
　　基因探針技術依據2條堿基互補的DNA鏈在適當條件下互補形成穩定的DNA、RNA或DNA—DNA鏈的原理，通過DNA探針與待檢樣品之間是否形成雜交分子，從而判定樣品中是否存在某種微生物。從二十世紀90年代中期誕生開始，美國和法國等很多國家已普遍運用。最近設計的DNA指紋圖譜自動分析系統，由于引入了化學發光標志物，將會更好地對得到的圖譜與核酸堿基進行比較，最終得到對微生物的鑒定。 
　　四、免疫學技術的應用 
　　1.免疫熒光技術 
　　免疫熒光技術就是先通過抗原和抗體的特異性結合反應，然后在熒光顯微鏡下來鑒別細菌的一種技術。具體操作方法是：首先把受檢標本(測定其中的抗體或抗原)和酶標抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應，然后用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體復合物與其他物質分開，最后結合在固相載體上的酶量與標本中受檢物質的量成一定的比例。加入酶反應的底物后，底物被酶催化變為有色產物，產物的量與標本中受檢物質的量直接相關，故可根據顏色反應的深淺給受檢物質做定性或定量分析。 
　　2.酶聯免疫吸附技術 
　　酶聯免疫吸附技術其實是免疫熒光技術和放射免疫技術的結合，其原理是將抗原或抗體吸附于固相載體，在載體上進行免疫酶染色，底物顯色后，通過定性或定量分析有色產物量，從而確定樣品中待測物質含量。目前的分類方法眾多。主要技術類型有雙抗體夾心法、間接法、捕獲法、競爭法。這種技術具有可定量、反應靈敏準確、標記物穩定、適用范圍寬、結果判斷客觀、簡便完全、檢測速度快以及費用低等特點，且同時可進行上千份樣品的分析。 
　　五、代謝學 
　　1.阻抗法 
　　阻抗法的原理為：微生物在生長繁殖過程中，會使培養基中的電惰性底物代謝成活性底物，從而增加培養基中的電導性，使培養物中的阻抗降低；通過檢測培養基的電阻抗的變化情況，從而對檢測的細菌做鑒定。阻抗法具有高敏感性、特異性、快反應性和高度重復性，非常適于臨床樣本細菌檢測、食品質量與病原體檢測、工業生產中的微生物過程控制及環境衛生細菌學研究。 
　　2.放射法 
　　放射測量法(radiometry，RM)是多種物理、化學診斷新技術。其原理是根據細菌在生長繁殖過程中可利用培養基中的“C”標記的碳水化合物或鹽類的底物，代謝產生CO，然后通過儀器測量CO的含量增加與否，來確定樣品中有無細菌存在。這一方法具有快速、準確度高和自動化等優點。適合大批量樣品的細菌數檢驗，以及各類物品的無菌監測。 
　　六、PCR 
　　該技術即聚合酶鏈式反應，也稱無細胞克隆系統，是1985年誕生的一項DNA體外擴增技術。通過擴增某些難以培養的微生物相應的DNA片段，檢測擴增產物含量，從而快速地對食品中致病菌進行檢測。檢測時，首先在高溫下(95℃)使得蛋白質變性，DNA雙鏈變成單鏈；再迅速降溫(55℃)，每條DNA單鏈退火，這就是所謂的熱循環。之后溫度重新上升到95℃，開始新的循環。經一套擴增循環(21到31次)將1個單分子DNA擴增到107分子。整個過程可以在1h內通過自動熱量循環器完成。這種測定方法的優點是測定結果迅速、靈敏度和特異性高、檢測成本低；但其存在的最大問題在于PCR產品的污染。 
　　七、“干片”法 
　　它主要是利用無毒的高分子材料為培養基載體，能快速、定性和定量檢測試紙和膠片的食品微生物。這種方法已經達到作為定量常規法的水平。對有些項目的測定，幾乎可與標準方法相媲美。由于準確度和精確度高，這種方法對于測定少量樣品，既不需要配制試劑，操作又簡便快速，而且易于消毒保存，便于運輸，攜帶方便，價格低廉，可隨時進行；加之除“干片”外無其他任何廢液廢物，大大減少或消除對環境的污染，所以在實驗室、生產現場和野外環境，防疫工作人員隨時都可以取樣檢查，大大減輕了勞動的強度，提高了檢驗的質量。 
　　八、恒溫擴增技術 
　　隨著分子生物學技術的迅速發展，基于核酸(DNA或RNA)檢測的診斷方法(如各種PCR、Southern雜交和Northern雜交)已大量建立并獲得廣泛應用。這給臨床診斷提供了快速、靈敏和準確的方法。雖然這些方法在臨床實踐中也遇到一些問題，如假陽性與假陰性問題，但基因診斷具有一些特殊優點，如：需樣量少、快速靈敏和準確、應用范圍廣泛；因此，眾多學者不斷改進現有技術探索新方法。 
　　九、生物芯片技術 
　　生物芯片是將大量生物識別分子按預先設置的排列固定于一種載體(如硅片、玻片及高聚物載體等)表面,利用生物分子的特意性親和反應,如核酸雜交反應,抗原抗體反應等來分析各種生物分子的存在及其量的一種技術。基因芯片的最大優點在于其高通量。傳統方法檢測眾多基因要經歷多次實驗而且自動化程度低,因而每次實驗之間是存在系統誤差的。基因芯片可以克服這個缺點,眾多基因的探針的標記、雜交等過程是在一次實驗過程中完成的,而且自動化程度高,數據客觀可靠。基因芯片的缺點在于其不能對待檢測基因在多細胞類型組織中的精確定位進行判斷。另外很多蛋白質調節其功能主要不是依賴其是否表達或表達量的高低,而是依賴蛋白質磷酸化-去磷酸化等方式。在這種情況下,用核酸類生物芯片就沒有什么意義了,正在研究開發中的蛋白類芯片可能會有所作為的。 
　　十、結束語 
　　我國的食品檢測方面生物技術的不斷應用，已經被科研人員認可,成為當前食品檢測中廣泛使用的方法。隨著我國科技的發展,在各方研究人員的共同努力下,生物技術在食品檢測中的應用定會更加成熟,為我國的食品安全奠定技術上的基礎。參考文獻[1]朱昊浩.基于生物技術的快速食品檢測研究動態[J].科技資訊,2011(9).[2]劉彥輝.淺議生物技術在食品檢測方面的應用[J].黑龍江科技信息,2011(16).[3]吳彤.現代生物技術在食品檢測領域中的應用[J].大眾標準化,2011(S1).