微生物生物技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用

微生物生物技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用

摘要：本文主要講述了食源性病原菌免疫學(xué)、核酸探針技術(shù)、PCR技術(shù)、生物芯片技術(shù)生物傳感器檢測技術(shù)在食品安全檢測中的一些應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代食品微生物；檢測技術(shù)；食品安全；應(yīng)用

近年來食品安全問題已日漸深入人心，微生物性食物中毒事件的報告起數(shù)和中毒人數(shù)正逐年升高，隨著人們生活水平的提高，安全意識的增強(qiáng)，對食品安全提出了更高的要求，食品安全已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，現(xiàn)代食品微生物檢測技術(shù)的發(fā)展和在食品安全檢測中的應(yīng)用也越來越受到人們的重視。

1. 現(xiàn)代食品微生物檢測技術(shù)研究的主要內(nèi)容

1.1基因探針技術(shù)及其應(yīng)用

基因探針是指用同位素、生物素等可檢測標(biāo)記的一小段已知序列的寡聚核苷酸。其原理就是通過分子雜交與目的基因結(jié)合，產(chǎn)生雜交信號，把目的基因找出來。探針標(biāo)記分同位素和非同位素兩種。用核酸探針可以快速檢測李斯特菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、志賀菌等。

[1]如檢測單增李斯特菌，可以不受待測樣純度的影響，直接進(jìn)行檢測。該技術(shù)比較復(fù)雜，費(fèi)用高，很多只能在實驗室進(jìn)行。

1991年周志江[2]等用生物素標(biāo)記的編碼大腸桿菌耐熱毒素(ST)的DNA片斷作為基因探針,檢測了污染食品中的產(chǎn)ST大腸桿菌。1993年3月陳倩[3]等對自食品中以血清學(xué)初篩分離出的78株ESIEC菌株,以入rp-z基因探針檢測其HPI毒力島基因,結(jié)果檢出7株,可鑒定為ESIEC大腸桿菌。本法特異、敏感而又沒有放射性,且不需要進(jìn)行復(fù)雜的擴(kuò)增菌和獲得純化培養(yǎng)而節(jié)省了時間,從而減少了毒力喪失的機(jī)會,提高了檢測的準(zhǔn)確性。

1.2 多聚酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)及其應(yīng)用

PCR技術(shù)是指體外酶促合成特異DNA片段的一種技術(shù)，由高溫變性—低溫退火（復(fù)性）—適溫延伸形成一個循環(huán)周期，使目的DNA迅速擴(kuò)增。PCR技術(shù)可將研究的目的基因或DNA片段在幾小時內(nèi)擴(kuò)增到十萬至百萬倍，用肉眼就能直接觀察到。大大縮短了檢測時間，幾小時便可以完
成。具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡便、省時、易自動化等特點(diǎn)。在食品致病菌檢測方面具有廣闊的應(yīng)用前景。可以檢測食品中的沙門氏菌、腸出血性大腸桿菌、肉毒梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增多性李斯特桿菌等。[2]

1.3 PCR檢測方法的問題及展望
采用PCR技術(shù)對食品中致病微生物及轉(zhuǎn)基因成分進(jìn)行檢測的方法雖然具有特異性強(qiáng)、敏感度高、簡便快速等優(yōu)點(diǎn),但也存在不少問題。首先就是假陽性結(jié)果的產(chǎn)生。PCR是一種極為靈敏的反應(yīng),一旦有極少量外源性DNA污染,就可能出現(xiàn)假陽性結(jié)果,而樣品間的交叉污染或時間延長也會導(dǎo)致PCR產(chǎn)物的假陽性產(chǎn)生。因而在PCR檢測過程中必須嚴(yán)格操作,并設(shè)立陰性對照,保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。第二是引物的問題。目前,PCR引物的合成是該技術(shù)普及的最大障礙,有待進(jìn)一步改善才有希望成為食品微生物常規(guī)檢測技術(shù)之一。此外,各種實驗條件控制不當(dāng)或靶序列的選擇不當(dāng)?shù)?都可能導(dǎo)致產(chǎn)物突變或降低其靈敏度和特異性。因而,穩(wěn)定性也是PCR技術(shù)必須改進(jìn)的問題之一。之前所述的實時熒光定量PCR法雖然克服了假陽性及定量準(zhǔn)確度不高的難題,但是由于熒光定量PCR儀價格昂貴,暫時也難以普遍推廣。因此,如何利用與其他技術(shù)的結(jié)合使PCR成為一種穩(wěn)定、靈敏、易操作且成本低廉的技術(shù)將是今后研究的主要內(nèi)容之一。

1.4生物芯片技術(shù)及其應(yīng)用
又可稱作DNA微陣列（DNAmicroarray）。生物芯片技術(shù)指由按照預(yù)定的位置固定在固相載體上很小面積內(nèi)的千萬個核酸分子（CDNA分子、寡核苷酸分子等）所組成的微點(diǎn)陣陣列。首先把樣品中的核酸片段進(jìn)行標(biāo)記，在一定條件下，來自樣品的互補(bǔ)核酸片段可以與載體上的核酸分子雜交，在專用的芯片閱讀儀上就可以檢測到雜交信號。基因芯片技術(shù)實際上是高度集成化的反向斑點(diǎn)雜交技術(shù)，它解決了傳統(tǒng)核酸印跡雜交自動化程度低、操作復(fù)雜、檢測目標(biāo)分子數(shù)量少、成本高、效率低、結(jié)果客觀性差等問題。但該技術(shù)由于芯片制作的復(fù)雜、樣品制備和標(biāo)記復(fù)雜，所以在食品微生物檢測中還沒有廣泛的應(yīng)用，因此在病原微生物檢測中具有很好的發(fā)展前景。

生物芯片可在一次性實驗中檢出多種潛在的致病菌，可以對食品中的致病菌實行高通量的檢測，一次實驗即可得出全部的檢測結(jié)果，操作簡單、快捷、特異性強(qiáng)、敏感性高，全部檢測在幾
小時內(nèi)就可完成。但由于芯片的復(fù)雜性，大多數(shù)處于試驗階段，還沒有得到廣泛應(yīng)用。

1.5生物傳感器檢測技術(shù)及其應(yīng)用
污染食品的微生物種類很多，主要包括細(xì)菌、真菌和病毒，其中以細(xì)菌最為常見。污染食品的微生物分為腐敗菌和病原菌，腐敗菌本身不致病，主要通過對食品成分的分解和破壞，產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)從而多人體造成危害。而生物傳感器檢測技術(shù)能快速檢測微生物如污染食品的病原菌；生物毒素以及其它毒素的檢測。特別是黃曲霉毒素B1（AFB1）是目前所發(fā)現(xiàn)的毒素較強(qiáng)的真菌毒素，通過光纖免疫傳感器來測定花生和玉米粉可得低達(dá)0.05μg/L的AFB1。但該技術(shù)還未真正用于食品安全檢測。

2.小結(jié)
食品安全檢測中的一個十分重要的內(nèi)容是及時準(zhǔn)確地檢測出食品中的病原微生物。傳統(tǒng)的微生物檢測方法雖然有效且特異性高,但存在檢測成本高、速度慢、效率低等問題,難以滿足現(xiàn)代社會快速檢測的要求,并且由于傳統(tǒng)的微生物檢測方法基本上都需要對病原菌進(jìn)行人工培養(yǎng),對一些生長緩慢或是新的病原菌就難以用傳統(tǒng)方法進(jìn)行檢測。另外,對近些年來出現(xiàn)的轉(zhuǎn)基因食品中轉(zhuǎn)基因成分的安全檢測也難以用傳統(tǒng)檢測方法進(jìn)行檢測。而基因探針技術(shù)、PCR技術(shù)、免疫學(xué)技術(shù)等作為現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)手段應(yīng)用于食品微生物或食品中轉(zhuǎn)基因成分的檢測,克服了傳統(tǒng)食品安全檢測方法的缺點(diǎn)和不足,而且還具有靈敏度高、操作簡便、檢測周期短、檢測成本低等優(yōu)點(diǎn)。DNA探針雜交與PCR聯(lián)合使用檢測食品微生物將是今后食品微生物檢測技術(shù)的一個重要研究方向,若能克服兩者存在的易污染產(chǎn)生假陽性結(jié)果的缺失,相信大規(guī)模推廣應(yīng)用指日可待。而生物芯片技術(shù)雖然在目前看來還未真正用于食品安全檢測,但由于它結(jié)合了多門學(xué)科中的高新技術(shù),其*性將會日趨明顯,預(yù)計也將成為未來食品安全檢測中的生力軍。