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食品病原微生物快速檢測技術(shù)研究進(jìn)展

文檔作者：楊春光 1, 王宏偉1, 彭心婷2, 蘇明明1, 徐靜 1, 李莉 1, 孫興權(quán)1, 曹際娟1 文檔來源： 1. 遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局 2. 塔城出入境檢驗(yàn)檢疫局,		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年07月07日
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上一篇：食品的檢驗(yàn)分析與監(jiān)測研究

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第6 卷第 1 期食 品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)Vol. 6 No. 1
2015 年1 月Journal of Food Safety and Quality Jan. , 2015
*通訊作者: 曹際娟, 研究員, 主要研究方向?yàn)槭称钒踩珯z測。E-mail: cjj0909@163.com
*Corresponding author: CAO Ji-Juan, Professor, Technical Center of Liaoning Entry-Exit Inspection &amp;amp; Quarantine Bureau, No.60, Changjiang
East Road, Zhongshan District, Dalian 116001, China. E-mail: cjj0909@163.com
食品病原微生物快速檢測技術(shù)研究進(jìn)展
楊春光 1, 王宏偉1, 彭心婷2, 蘇明明1, 徐靜 1, 李莉 1, 孫興權(quán)1, 曹際娟1*
(1. 遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局, 大連 116001; 2. 塔城出入境檢驗(yàn)檢疫局, 塔城 834700)
摘要: 隨著現(xiàn)在食品工業(yè)的快速發(fā)展, 食品安全越來越受到各國的重視。影響食品安全的因素很多, 其中食
品中的病原微生物是影響食品安全的主要因素之一。為了對(duì)食品安全進(jìn)行有效、快速的監(jiān)測, 控制食品加工中
的病原微生物, 研究和建立食品病原快速檢測方法對(duì)于食品質(zhì)量控制和監(jiān)管及人們健康也就越來越重要。食源
性致病菌的傳統(tǒng)檢測方法繁瑣復(fù)雜、周期較長, 因而快速、簡便、特異的檢測方法成為研究的熱點(diǎn)?？焖贆z測
方法的應(yīng)用范圍非常廣泛, 并且比傳統(tǒng)的檢測方法更加敏感。本文主要從分子生物學(xué)技術(shù)、免疫技術(shù)、代謝技
術(shù)、生物傳感器技術(shù)等方面介紹了目前國內(nèi)外用于食品微生物檢測的先進(jìn)技術(shù), 并對(duì)這些在當(dāng)前較為先進(jìn)的主
流的快速檢測技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析, 為今后進(jìn)一步研究和開發(fā)新檢測技術(shù)提供一些參考。
關(guān)鍵詞: 快速檢測; 分子生物學(xué)技術(shù); 免疫技術(shù); 代謝技術(shù); 生物傳感器
Research advances for fast detection of food borne pathogenic bacteria
YANG Chun-Guang1, WANG Hong-Wei1, PENG Xin-Ting2, SU Ming-Ming1, XU Jing1,
LI Li1, SUN Xing-Quan1, CAO Ji-Juan1*
(1. Liaoning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Dalian 116001, China;
2. Tacheng Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Tacheng 834700, China)
ABSTRACT: Now with the rapid development of food industry, food safety is concerned all over the world.
Many factors affect the food safety, among which pathogenic microbe is one of the most primary factor. In
order to effectively and efficiently monitor the food safety, it is more and more important for food quality
control and supervision to control the pathogenic microorganism in food processing, and establish the method
for rapid detection of food pathogen. Traditional methods for detection of food borne pathogens are quite
complex, and cost much time, so more researches focus on the quick, convenient and differential methods. The
scope of application of rapid detection method is very extensive, and more sensitive than the traditional
detection method. This article introduced several advanced fast detection technology of food pathogenic
bacteria, including molecular biology technology, immunity technology, metabolism technology and biosensor
technology, and the rapid detection technology of those more advanced analysis and summarize the current
mainstream, aiming to provide a reference for the further study.
KEY WORDS: quick detection; molecular biotechnology; immunity technology; metabolism technology;
biosensor technology
42 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)第 6 卷
1 引 言
近些年來, 食品安全事件在世界各國頻繁發(fā)生, 如英
國的瘋牛病、法國的李斯特氏菌病、香港的禽流感、光明
牛奶鄭州事件等。這些食品污染大多數(shù)由病原微生物引起,
這就要求我們要進(jìn)一步發(fā)展和完善食品微生物安全檢測技
術(shù)和檢測體系。傳統(tǒng)的食品微生物檢測通常采用瓊脂平板
培養(yǎng)法, 這種方法主要依靠培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)、分離及生化
鑒定, 操作過程繁雜且費(fèi)時(shí)費(fèi)力, 一般需2～3 d 才能完成
[1], 無法適應(yīng)快速檢測的要求。目前一些食品微生物快速
檢測方法主要是通過綜合應(yīng)用微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、
生物物理學(xué)、免疫學(xué)以及血清學(xué)試驗(yàn)技術(shù)對(duì)微生物進(jìn)行分
離、檢測、鑒定和計(jì)數(shù), 相比較傳統(tǒng)方法, 更快捷、更方便、
更靈敏[2]
2 分子生物學(xué)技術(shù)
2.1 基因探針技術(shù)
基因探針的工作原理為: 將微生物特性基因DNA 雙
鏈中的一條進(jìn)行標(biāo)記, 制成DNA 探針, 由于DNA 分子雜
交時(shí)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)的原則, 通過考查待測樣品與標(biāo)記
性DNA 探針能否形成雜交分子, 即可判斷樣品中是否含
有此種微生物, 并且還可以通過測定放射性強(qiáng)度考查樣品
中微生物數(shù)量[3]。該方法具有特異性強(qiáng)、靈敏度高和操作
簡便、檢測時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。
近年來, 基因探針技術(shù)不斷發(fā)展和推廣, 在微生物檢
測中的應(yīng)用研究也逐漸廣泛第開展起來,并且隨著基因探
針技術(shù)研究的不斷深入, 一些基因探針新技術(shù)如非放射性
基因探針、DNA 生物傳感器探針及分子信標(biāo)探針的研究也
獲得了重要進(jìn)展, 目前食品中的一些微生物病菌如大腸桿
菌(Escherichia coli) [4]、志賀氏菌(Shigella spp) [5]、沙門氏菌
(Salmonella) [6]、耶希氏菌(Yersinia enterocolitica ) [7]、金黃色
葡萄球菌(Staphylococcus aureus) [8]、單增李斯特菌(Listeria
monocytogenes) [9]等都可以使用基因探針技術(shù)檢測。
2.2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction, PCR) 技
術(shù)又稱基因體外擴(kuò)增法, 其基本原理是通過在體外對(duì)一些
微生物相應(yīng)特定的雙鏈DNA 片斷進(jìn)行高效擴(kuò)增, 然后對(duì)
這些DNA 片段的擴(kuò)增產(chǎn)物含量進(jìn)行檢測, 從而快速地對(duì)
食品中微生物含量完成測定。具體的工作原理如下:
檢測時(shí), 雙鏈 DNA 首先在高溫下(95 ℃), 在多種酶
的作用下變性解鏈成單鏈, 然后再迅速降低溫度(55 ℃),每
條DNA 單鏈退火又可以復(fù)性成為雙鏈, 完成所謂的“變性
解鏈—退火—合成延伸”的熱循環(huán), 之后溫度重新上升到
95 ℃, 開始新的循環(huán)。多次重復(fù)就可以以幾何級(jí)數(shù)大量擴(kuò)
增特定的基因, 整個(gè)過程可以較為快速地在1 h 內(nèi)完成。而
且理論上,樣品中含有的即使是一個(gè)分子病菌的DNA, 都
可以短時(shí)間內(nèi)通過PCR 技術(shù)檢測到。因此PCR 方法檢測
技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度和特異性高, 且檢測結(jié)果迅速、檢測
成本低。孫煥東等[10]采用裂解法提取DNA, 應(yīng)用PCR 對(duì)
污染牛奶中的單增李斯特菌(Listeria monocytogenes)進(jìn)行
檢測, 設(shè)計(jì)合成的引物可特異地將其擴(kuò)增, 對(duì)其他菌不產(chǎn)
生反應(yīng), 顯示了較強(qiáng)的特異性。Whyte 等[11]分別采用傳統(tǒng)
方法和PCR 方法對(duì)生禽肉中的沙門氏菌(Salmonella)進(jìn)行
檢測, 傳統(tǒng)方法檢出16%的樣品被沙門氏菌(Salmonella)污
染, 而PCR方法檢出了19%的樣品被沙門氏菌(Salmonella)
污染, 可見PCR 技術(shù)的敏感性更強(qiáng)。雖然PCR 技術(shù)較傳統(tǒng)
方法有這些優(yōu)點(diǎn), 但其也存在PCR 產(chǎn)品的污染問題[12-13]。
2.3 基因芯片技術(shù)
基因芯片產(chǎn)生于上世紀(jì)90 年代初, 是一種全新的微
量分析技術(shù), 它利用微電子、微機(jī)械、生物化學(xué)、新型材
料、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù), 將大量的人工設(shè)計(jì)好的
基因片斷高密度、有序地排列在玻璃片等載體上而得到的
一種信息檢測芯片[14]。
基因芯片原理就是采用光導(dǎo)原位合成或顯微印刷等
方法將點(diǎn)有各種基因寡核苷酸特定序列的探針分子有序
地、密集地固定在經(jīng)過相應(yīng)處理的玻片、硅片、硝酸纖維
素膜等支持物上, 加入標(biāo)記的待測樣品, 然后標(biāo)記樣品再
與芯片上寡核苷酸點(diǎn)進(jìn)行多元雜交, 通過掃描儀定量分析
雜交信號(hào)的強(qiáng)弱及分布, 來分析目的分子的有無、數(shù)量及
序列, 從而確定檢測樣品是否存在某些特定微生物[15-17]。
基因芯片具有操作簡便快速、高通量、特異性強(qiáng)等優(yōu)
點(diǎn), 基因芯片的這些優(yōu)點(diǎn)有效地克服了以前傳統(tǒng)的原位雜
交技術(shù)和NORTHERN 技術(shù)極低的檢測通量、操作復(fù)雜、
自動(dòng)化程度低的缺點(diǎn)。因而基因芯片技術(shù)被越來越廣泛地
應(yīng)用在食品檢測領(lǐng)域中。近年來利用基因芯片分析檢測食品
中常見致病菌的研究越來越多。李君文等[18]就是利用基因
芯片技術(shù)建立了水中常見致病菌的快速檢測與鑒定技術(shù),
其檢測水中常見致病菌的敏感性可達(dá)516×105 個(gè)/mL 細(xì)菌
菌落的核酸。Carl 等[19]在利用基因芯片技術(shù)研究出大腸埃希
菌、傷寒桿菌、痢疾桿菌和空腸彎曲菌的基因芯片檢測方法,
其檢測結(jié)果敏感度大大高于傳統(tǒng)方法, 而且操作簡便快速,
重復(fù)性好, 即節(jié)省了大量時(shí)間,又大大提高了這4 種細(xì)菌診
斷效率。然而, 基因芯片技術(shù)剛剛起步, 還處于研發(fā)階段,
許多地方還有待改進(jìn), 如樣品制備過程復(fù)雜、檢測儀器昂貴
成本高、檢測特異性有待提高、芯片存在假陽性、基因組學(xué)
的資源庫還不夠豐富以及無法建立標(biāo)準(zhǔn)化程序等。
3 免疫技術(shù)
3.1 乳膠凝集反應(yīng)
乳膠凝集反應(yīng)[20]是利用抗原與抗體特異性結(jié)合的特
第1 期楊春光, 等: 食品病原微生物快速檢測技術(shù)研究進(jìn)展 43
性, 加上具有良好吸附性的大分子的乳膠顆粒作為載體吸
附可溶性抗原于其表面, 當(dāng)特異性抗體與之結(jié)合后, 產(chǎn)生
凝集反應(yīng)。
利用乳膠凝集反應(yīng)原理開發(fā)的Aureus Test 試劑盒目
前已被廣泛應(yīng)用于食品中金黃色葡萄球菌的檢測, 該試劑
盒中含有的聚苯乙烯乳膠粒子對(duì)免疫抗蛋白AIgG 和鞭毛
蛋白都非常敏感, 因細(xì)菌蛋白A 和IgG 結(jié)合, 凝聚酶和鞭
毛抗原結(jié)合, 所以當(dāng)含有金黃色葡萄球菌的樣品懸浮液加
入含乳膠粒子的試劑盒中時(shí)1 min 內(nèi)將產(chǎn)生凝集反應(yīng)。該方
法具有靈敏度高、特異性高、快速簡便、比較準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
3.2 酶聯(lián)免疫法
酶 聯(lián) 免 疫法(enzyme-linked immuno sorbent assay,
ELISA)是一種固相免疫測定技術(shù), 是酶免疫測定技術(shù)中應(yīng)
用最廣的技術(shù)。其基本方法是將已知的抗原或抗體吸附在
固相載體(聚苯乙烯微量反應(yīng)板)表面, 并保持其免疫活性,
檢測時(shí)將待檢樣本和酶標(biāo)抗原或抗體按不同步驟與固相載
體表面吸附的抗體或抗原發(fā)生反應(yīng), 再加入酶標(biāo)抗體與免
疫復(fù)合物結(jié)合, 用洗滌的方法分離抗原抗體復(fù)合物和游離
的未結(jié)合成分, 最后加入酶反應(yīng)底物, 根據(jù)底物被酶催化
產(chǎn)生的顏色及其吸光度值的大小進(jìn)行定性或定量分析[21]。
ELISA 法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、快速簡便、易于
標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn), 目前ELISA 方法已被廣泛應(yīng)用于多種細(xì)菌
的檢測, 如食品中大腸桿菌O157、李斯特菌、彎曲桿菌、
沙門氏菌、假單胞菌屬、副溶血性弧菌、致賀氏菌、霍亂
弧菌、蠟樣芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等的檢測。
趙志晶等[22]研究的適宜食品樣品中大腸桿菌O157:
H7 檢測的雙抗ELISA 方法具有很高的靈敏度, 在雞肉與
牛奶染菌樣品中的檢出限達(dá)到0.1 CFU/g(CFU/mL)。Cryan
等[23]在研究大腸埃希氏桿菌(Escherichia coli)內(nèi)毒素時(shí),
發(fā)現(xiàn)采用ELISA 法比DNA 探針技術(shù)更靈敏、快速。
3.3 免疫磁性微球
免疫磁性微球是一種表面結(jié)合單克隆抗體的磁性微
球, 具有孔徑小、超順磁性等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用細(xì)胞分離
等方面。其原理主要是利用免疫磁性微球能選擇性地與靶
物質(zhì)結(jié)合并使之具有磁響應(yīng)性的特性, 將特異性抗體偶聯(lián)
在磁性顆粒表面, 與樣品中被檢致病微生物發(fā)生特異性結(jié)
合, 當(dāng)此化合物通過一個(gè)磁場裝置時(shí), 載有致病微生物的
磁性顆粒在外加磁場的作用下, 向磁極方向運(yùn)動(dòng)集中, 從
而使致病微生物不但得到分離, 而且也得到濃集[24], 從而
與其他復(fù)雜物質(zhì)分離開來。
在我們?nèi)粘Ｊ称窓z測中, 樣品常為固液混合物,一般
的常規(guī)方法難以將其中少量的微生物分離出來。而免疫磁
性分離技術(shù)的出現(xiàn), 以其特有的性能很好地解決了這一問
題, 目前在食品衛(wèi)生檢測和研究中得到了較好的應(yīng)用。
Skjerve 等[25]報(bào)道了用免疫磁性分離技術(shù)從乳及乳制
品、肉類和蔬菜中分離出沙門氏菌, 該方法檢測限為10~20
個(gè)/g 細(xì)菌。Chapman 等[26]報(bào)道了在英國由污染牛奶引起的
大腸桿菌O157 感染的檢測就是利用了免疫磁性分離技術(shù),
快速準(zhǔn)確地將致病菌檢測出來。
4 代謝技術(shù)
代謝學(xué)技術(shù)是指利用微生物代謝的理論, 通過比對(duì)
微生物生理生長的一些如底物、電阻抗、代謝產(chǎn)物的變化
特性, 而達(dá)到微生物檢測目的的方法[27]。主要有: ATP 生物
發(fā)光法、電阻抗技術(shù)、放射測量技術(shù)、微熱量計(jì)技術(shù)等。
4.1 ATP 生物發(fā)光法
ATP(adenosine-triphosphate, ATP)生物發(fā)光法主要用
于活菌計(jì)數(shù), 其原理是ATP 廣泛存在于各種活的生物體中,
而且ATP 的含量在活細(xì)胞中是恒定的, 活的菌體中也有
ATP, 細(xì)菌死亡后,在細(xì)胞內(nèi)酶的作用下, ATP 將很快被分
解掉[28]。因此通過測定待測樣品的ATP 濃度, 即可計(jì)算出
活菌數(shù)。檢測時(shí)先通過棉拭取樣來萃取樣品中的ATP, 并
添加熒光素和熒光素酶混合物, 測定生物發(fā)光量, 最后求
出ATP 濃度和活菌數(shù)[29]。
ATP 生物發(fā)光技術(shù)始于20 世紀(jì)80 年代, 1983 年由
Moyer 等[30]首先提出細(xì)胞內(nèi)ATP 的含量與活細(xì)胞的數(shù)量有
關(guān)。同年Gronroos 等[31]也通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該技術(shù)是一種靈
敏度高的、可靠的確定細(xì)胞活性度的檢測方法。近年來隨
著有關(guān)ATP 研究的深入, ATP 生物發(fā)光法得到了很大的發(fā)
展, 現(xiàn)在的ATP 方法具有快速、簡便、靈敏度高的特點(diǎn)[32],
可以在幾分鐘之內(nèi)完成微生物ATP 的檢測, 是目前檢測微
生物數(shù)目最快捷的方法, 因此被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于微生物
檢驗(yàn)和食品生產(chǎn)環(huán)境清潔度的檢測。ATP 生物發(fā)光法也存
在一些不足之處, 如有時(shí)樣品中含有的某些離子會(huì)抑制其
發(fā)光作用并對(duì)ATP 的測定造成干擾, 造成靈敏度達(dá)不到檢
測樣品的要求, 如飲用水中菌落總數(shù)不能超過100
CFU/mL, 而目前直接檢測限為1000 CFU/mL, 還有受游
離ATP、體細(xì)胞和鹽等成分干擾, 不能對(duì)細(xì)菌進(jìn)行鑒定[33],
不能區(qū)分微生物與非微生物ATP 等。
4.2 電阻抗技術(shù)
電阻抗法是通過測量微生物代謝引起的培養(yǎng)基電特
性變化來測定樣品中微生物含量的一種快速檢測方法。其
原理是細(xì)菌在培養(yǎng)基內(nèi)生長繁殖的過程中, 將會(huì)使培養(yǎng)基
中的大分子電惰性物質(zhì)(如碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂類等)
代謝為具有電活性的小分子物質(zhì), 如乳酸鹽、醋酸鹽等, 這
些離子態(tài)物質(zhì)能增加培養(yǎng)基的導(dǎo)電性, 使培養(yǎng)基的阻抗發(fā)
生變化, 通過檢測培養(yǎng)基的電阻抗變化情況, 判定細(xì)菌在
培養(yǎng)基中的生長繁殖特性, 即可檢測出相應(yīng)的細(xì)菌。
電阻抗法是近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)生物學(xué)新技術(shù),
因?yàn)槠渚哂袡z測速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)[34], 已
44 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)第 6 卷
經(jīng)開始應(yīng)用于食品中細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌(Escherichia coli)、
沙門氏菌(Salmonella)、酵母菌(saccharomycetes)、霉菌
(mould)和支原體(mycoplasma)的檢測[35]。阻抗微生物學(xué)也
在食品工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用, 主要應(yīng)用在食品微生物
質(zhì)量控制的許多領(lǐng)域, 如原料的質(zhì)量預(yù)測、加工工藝的評(píng)
估、成品質(zhì)量的檢測等。Pless 等[36]分別用阻抗法和傳統(tǒng)檢
測方法對(duì)122 種含有沙門氏菌的陽性樣品進(jìn)行對(duì)比檢測,
結(jié)果發(fā)現(xiàn)用阻抗方法共檢出有119 種, 傳統(tǒng)的亞硒酸鹽-
胱氨酸培養(yǎng)基檢出106 種, 而用RV 培養(yǎng)基僅檢出92 種。
4.3 放射測量技術(shù)
放射測量技術(shù)是利用細(xì)菌在生長繁殖過程中代謝碳
水化合物而產(chǎn)生CO2 的原理。把微量的放射性14C 標(biāo)記引
入碳水化合物分子中, 在細(xì)菌生長時(shí), 這些底物被利用并
釋放出含放射性的CO2, 然后通過自動(dòng)化放射測定儀
Bactec 測量14CO2 的含量, 從而判斷細(xì)菌的數(shù)量。這一方
法已用于測定食品中的細(xì)菌, 具有快速、準(zhǔn)確度高和自動(dòng)
化等優(yōu)點(diǎn)[37]。
4.4 微熱量計(jì)技術(shù)
微熱量計(jì)技術(shù)(microcalorimetry)[38]是通過測定細(xì)菌
生長時(shí)熱量的變化進(jìn)行細(xì)菌的檢出和鑒別的一種技術(shù)。由
于不同的細(xì)菌其各自的新陳代謝不同, 因而各自產(chǎn)生的熱
曲線就不同, 把記錄的各不相同的熱曲線作為其特征“指
紋圖”[39], 在實(shí)際檢測中用微量熱計(jì)測量細(xì)菌在生長過程
中產(chǎn)的熱量, 然后數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)分析, 以此繪制成以產(chǎn)熱
量和時(shí)間組成的熱曲線圖, 通過和已知微生物熱曲線“指
紋圖”進(jìn)行比較, 對(duì)細(xì)菌做出鑒別。這種技術(shù)使鑒定步驟大
為簡化, 所需時(shí)間也大大減少, 一般只需要數(shù)小時(shí)。實(shí)際檢
測中, 利用該技術(shù)對(duì)牛奶工業(yè)中常用的四種不同的乳酸細(xì)
菌進(jìn)行微量熱研究,可以很快測得四種乳酸細(xì)菌的“指紋
圖”, 因此該方法與乳制品生產(chǎn)中常用的鑒定方法比較, 檢
測快速并重現(xiàn)性好[40]。
5 生物傳感器
生物傳感器是對(duì)生物物質(zhì)敏感并能將其濃度轉(zhuǎn)換為
電信號(hào)進(jìn)行檢測的儀器。生物傳感器主要由生物識(shí)別元件
和信號(hào)轉(zhuǎn)換器兩大部分組成[41]。生物識(shí)別元件又稱感受器,
是由固定化的生物敏感材料(包括酶、抗體、抗原、微生物、
細(xì)胞、組織、核酸等生物活性物質(zhì))作識(shí)別元件[42-43]。信號(hào)
轉(zhuǎn)換器(如熱敏電阻、光纖、氧電極、光敏管、場效應(yīng)管、
壓電晶體等) 是一個(gè)電化學(xué)、光學(xué)或熱敏檢測元件, 生物
傳感器具有接受器與轉(zhuǎn)換器的功能。當(dāng)生物識(shí)別元件與待
測物發(fā)生特異作用后, 所得產(chǎn)物(光、熱等) 通過信號(hào)轉(zhuǎn)換
器轉(zhuǎn)變成可以輸出的電信號(hào)、光信號(hào)等, 從而達(dá)到分析檢
測的目的[44-45]。生物傳感器具有簡便、體積小、成本低、
靈敏度高、專一性強(qiáng)及抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn), 目
前其在食品安全檢測中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用[46-48]。
5.1 免疫傳感器
免疫傳感器是一種新興的生物傳感器, 它是以抗原
或抗體作為分子識(shí)別部分, 把光纖及熒光計(jì)等作為信號(hào)轉(zhuǎn)
換部分的生物傳感器[49]。將大腸桿菌抗體共價(jià)固定在經(jīng)
戊二醛活化的有孔氨丙基玻璃珠上, 構(gòu)成FIA 免疫傳感器,
用這種免疫傳感器來檢測食品中的E.coli, 其檢出限為
5×107 CFU/mL, 檢測時(shí)間不到30 min, 可重復(fù)使用幾百次
以上。免疫傳感器已用于弗朗西斯氏菌、布魯士菌、奈瑟
氏菌、沙門氏菌、大腸桿菌等的檢測[50]。由于抗原和抗體
結(jié)合發(fā)生免疫反應(yīng), 其特異性很高, 因此免疫傳感器具有
極高的選擇性和靈敏度。免疫傳感器作為一種新興的生物
傳感器, 以其鑒定物質(zhì)的高度特異性、敏感性和穩(wěn)定性受
到使用者的青睞。
5.2 基因傳感器
基因傳感器是以DNA 作為為敏感元件, 通過換能器
將生物學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓹z測的光、電、聲波等物理信號(hào)。
它是把已知核苷酸序列的半單鏈DNA 分子固定在傳感器
上(也稱ssDNA 探針), 和另一條互補(bǔ)的ssDNA(目標(biāo)DNA)
雜交, 形成雙鏈DNA(dsDNA)后會(huì)表現(xiàn)出一定的物理信號(hào),
再通過換能器反映出來。采用抗體壓電晶體生物傳感器測
定大腸桿菌, 檢測細(xì)菌下限為105 個(gè)/mL。利用花菁與染色
標(biāo)記的單克隆抗E.coli O157: H7 設(shè)計(jì)了一種便攜式光纖
生物傳感器, 可檢測E.coli O157: H7, 檢測范圍3
CFU/mL～30 CFU/mL, 具有高度專一性[51]。
6 展 望
食品致病菌快速檢測技術(shù)近些年來隨著人們的重視
和研究的深入, 取得了較快的發(fā)展, 越來越多的食品致病
菌快速檢測技術(shù)被研發(fā)出來并廣泛應(yīng)用在食品檢測領(lǐng)域。
這些快速可靠的檢測技術(shù)也逐漸成為食品安全檢測的有力
工具和手段, 促進(jìn)了食品安全的良性發(fā)展。通過這些快速
檢測技術(shù), 人們可以對(duì)一些食品中致病菌數(shù)量及代謝情況
變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測, 同時(shí)可以對(duì)一些可能出現(xiàn)的致病菌引
起的病害采取相應(yīng)措施防治, 做到防患于未然。當(dāng)然, 任何
檢測手段都不是萬能的, 都有其缺點(diǎn)。食品致病菌檢測方
法也不例外, 目前的檢測方法仍有其局限性, 需要不斷地
完善和改進(jìn)現(xiàn)有的檢測技術(shù), 如不能同時(shí)“定性”和“定量”;
傳統(tǒng)的增殖培養(yǎng)、血清學(xué)試驗(yàn)、生化試驗(yàn)檢驗(yàn)雖然準(zhǔn)確性
很好, 但完成檢測所需的時(shí)間長; 免疫學(xué)方法快速、靈敏
度高, 但容易出現(xiàn)假陽性、假陰性[52]; VITEK(全自動(dòng)細(xì)菌
生化分析儀)、VIDAS(全自動(dòng)免疫分析儀)等雖然快速準(zhǔn)
確、通量大, 但只能鑒定到屬, 僅適用于初篩, 而且費(fèi)用頗
高?；蛐酒⒌鞍踪|(zhì)芯片準(zhǔn)確、通量大, 但制作費(fèi)用太
高, 不利于普及[53,54]。相信隨著人們對(duì)食品安全意識(shí)的不
第1 期楊春光, 等: 食品病原微生物快速檢測技術(shù)研究進(jìn)展 45
斷加強(qiáng), 食品致病菌快速檢測方法的研究必然得到更大的
重視和投入, 也將取得更快發(fā)展。研發(fā)建立一個(gè)更靈敏、
更可靠、更有效、更簡便的微生物檢測技術(shù)是保證食品安
全的迫切需求, 也是今后食品微生物檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢,
可以預(yù)見, 多種檢測技術(shù)以及各學(xué)科的交叉發(fā)展有望能解
決上述需求。
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(責(zé)任編輯: 白洪健)
作者簡介
楊春光, 高級(jí)工程師, 主要研究方向
為食品安全檢測。
E-mail: 2004ycg51@163.com
曹際娟, 教授, 主要研究方向?yàn)槭称?
安全檢測。
E-mail: cjj0909@163.com
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“飲料酒質(zhì)量與品質(zhì)安全”專題征稿函
飲料酒(白酒、啤酒、黃酒、葡萄酒、果露酒)工業(yè)是我國食品工業(yè)的重要組成部分, 與人民物質(zhì)生活息息
相關(guān)。近年來, 隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高, 對(duì)飲料酒的品質(zhì)要求也在不斷提升, 好喝與安全已經(jīng)成為
一種潮流與時(shí)尚。
自 2007 年開展“中國白酒169 計(jì)劃”以來, 飲料酒行業(yè)的科學(xué)研究與技術(shù)進(jìn)步取得了眾多令人矚目的成就,
白酒品質(zhì)進(jìn)一步提升, 機(jī)械化在白酒行業(yè)得到應(yīng)用；黃酒普遍采用大罐發(fā)酵技術(shù)；啤酒、葡萄酒質(zhì)量日益提
升。然而, 近年來的塑化劑風(fēng)波、勾兌門、農(nóng)殘門、年份門、致癌門等諸多事件或多或少地困擾著酒業(yè)發(fā)展, 飲
料酒質(zhì)量與品質(zhì)安全問題越來越得到社會(huì)和廣大消費(fèi)者的關(guān)注。
鑒于此, 本刊特別策劃了“飲料酒質(zhì)量與品質(zhì)安全”專題, 由江南大學(xué)生物工程學(xué)院徐巖 教授 和 范文
來研究員 共同擔(dān)任專題主編, 圍繞飲料酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、飲料酒加工過程中質(zhì)量控制與品質(zhì)安全管理、飲
料酒質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)、飲料酒中內(nèi)源性與外源性有毒有害物質(zhì)的檢測方法、飲料酒包裝材料等或您認(rèn)為本領(lǐng)域
有意義的問題展開討論, 計(jì)劃在2015 年5 月出版。
鑒于您在該領(lǐng)域的成就, 本刊編輯部及徐巖 教授 和 范文來 研究員 特邀請(qǐng)您為本專題撰寫稿件, 以
期進(jìn)一步提升該專題的學(xué)術(shù)質(zhì)量和影響力。綜述、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、研究論文均可, 請(qǐng)?jiān)?015 年3 月31 日前通過
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《食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)》編輯部

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