乳制品中常见食源性致病菌检测技术的研究进展

乳制品中常见食源性致病菌检测技术的研究进展

万晓楠 张沫琦 张捷

北京海关技术中心 北京市 100026

摘要：食品是人类赖以生存的物质基础，其安全性直接关系到环境安全和人类健康。近年来，随着经济全球化进程的加快，食品安全已成为当今世界性公共卫生热点。据WHO估计，全世界每年发生食源性疾病数十亿人，每年约有二百万儿童死于腹泻，其中66%以上是由细菌性致病菌所致。食源性致病菌导致的疾病是食品安全的关键问题，而食源性致病菌是影响食品安全的主要因素，因此，检测食源性致病菌是食源性疾病预防与控制的关键环节。传统的微生物检测方法主要包括细菌的分离培养和生化鉴定等，在实际检测中周期较长、工作量大,对致病菌的检测特异性不高、灵敏度低、操作烦琐耗时，不能实现及时有效的监测。随着免疫学、生物化学、分子生物学的不断发展，近年来已创建不少快速、简便、特异、敏感的微生物学检测方法，明显加快了微生物检验速度，显著提高了检测水平，采用快速、准确而简便的食源性致病菌鉴定方法已成为食品安全质量控制中的重要问题，因此快速、简便、特异的检测方法成为研究的热点。本文将综合探讨乳制品中常见食源性致病菌检测技术的研究进展，并提出个人见解。

关键词：乳制品；常见食源性致病菌；检测技术

1、PCR技术

PCR技术即聚合酶链式反应，也称无细胞克隆系统，是1985年诞生的一项DNA体外扩增技术，该技术自问世以来，就以惊人的速度广泛地应用于生命科学的众多领域。目前在食品工程领域中致病微生物、转基因食品的检测等方面的应用也越来越受到关注。PCR是近十多年来应用最广的分子生物学方法，在食源性致病菌的检测中均是以其遗传物质高度保守的核酸序列设计特异引物进行扩增，进而用凝胶电泳和紫外核酸检测仪观察扩增结果。其中，依赖PCR的DNA指纹图谱、多重PCR、荧光PCR、定量PCR检测技术等应用最为广泛。

2、分子生物学技术 　　分子生物学（molecular biology）是生物学的分支，在分子水平上研究生物现象的化学结构和化学过程。这一学科从生物化学、遗传学和生物物理学等相关学科发展而来的，主要研究蛋白质、核酸和酶。20世纪50年代初，对蛋白质结构的知识不断增长，使得科学家有可能描述脱氧核糖核酸结构。70年代发现了某些能将细菌染色体内DAN的片段切开并重新连接的酶，使得重组体-DAN技术成为可能，目前，分子生物学家会利用这一技术来分离和修改某些特定基因。在乳制品常见食源性致病菌检测工作中，分子生物学技术是依托普通PCR技术所形成的技术体系，该技术体系可细分为实时荧光定量PCR技术、多重PCR技术、DNA指纹图谱技术和基因芯片技术，这四种技术主要用于检测沙门氏菌。据调查了解，第一次用分子生物学技术检测乳制品就发现了630株沙门氏菌，检测率高达99.4%。由此可见，分子生物学技术的食源性致病菌检测率极高，而沙门氏菌也是乳制品中的主要病菌之一。

3、生物传感器技术 生物传感器是一种小型、便携的分析装置，由固定化并具有化学分子识别功能的生物材料、换能器件及信号放大装置构成。其工作原理是待测物质与生物活性材料发生生物学反应，产生的信号由换能器转换成可定量和可处理的电信号，经二次仪表放大输出，最终获得待测物浓度的信息。生物传感器按识别元件可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等。DNA生物传感器的识别元件为核酸探针，因其便于与PCR技术结合而逐渐成为研发热点。生物传感器技术具有灵敏度高、特异性好、样品前处理简单、响应和检测迅速、操作简单、携带方便、可重复利用等优点。

4、培養法检测技术 　　培养法检测技术则是通过人工培养病菌来检测乳制品中常见食源性致病菌，同时借助PCR技术来控制污染，检测牛奶样品中的大肠杆菌O157：H7和金黄色葡萄球菌，控制乳制品中的抑制剂对检测结果精确度的负面影响。据调查了解，如果金黄色葡萄球菌检测结果呈阳性，其他菌类为阴性，检测结果则更为准确。此外，需要对不同血清型的食源性致病菌进行有效检测，并通过磁分离富集处理来分离和控制乳制品中的病菌。

5、基因芯片技术 基因芯片也叫DNA芯片、DNA微阵列、寡核昔酸阵列，采用原位合成或显微打印手段，将数以万计的DNA探针固化于支持物表面，产生二维DNA探针阵列，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号来实现对生物样品快速、并行、高效检测或医学诊断。基因芯片技术是目前最热门的用于多种食源性致病微生物快速检测的现代检测手段，进展十分迅速，应用也日益广泛。与传统的微生物检侧方法相比，基因芯片技术的先进性主要体现在高通量检测、简便快速、敏感性高等方面，而且结果通过自动化分析，避免了由于操作人员之间差异导致的错误结果，是食品安全方面的重大技术突破。

6、免疫学技术 　　免疫学（immunology）原本是研究身体对致病微生物的防御能力以及防御能力失调的科学。从发展的视角来看，1796年，E.詹纳使用疫苗预防天花之后，免疫学研究才开始全面深入认知和研究微生物在疾病中的作用以及抗体和反抗原细胞的形成、动员、作用和相互作用所扮演的角色。免疫学的范围涵盖了变态反应的治疗、器官移植后的免疫抑制以避免排异反应，同时，包括对自体免疫疾病和免疫缺陷的研究。对于乳制品常见食源性致病菌检测工作来讲，免疫学技术是在依托免疫学的基础上分别形成了免疫磁珠技术、酶联免疫吸附技术、免疫胶体金技术和酶联荧光技术。其中，免疫磁珠技术的全称是免疫磁珠分离技术，该技术主要是在免疫磁珠表面偶联特异性抗体，等到被测样品和磁珠产生特异性结合，并经过磁场作用之后，复合物会滞留，实现抗原抗体磁珠和其他成分的有机分离，最终病菌也会被分离与浓缩。在乳制品常见食源性致病菌检测工作中，免疫磁珠技术能够精确检测脱脂乳、沙门氏菌、副溶血性弧菌和大肠杆菌。酶联免疫吸附技术主要是运用不同的PCR技术来确定循环数和检出限，并精确检测幼儿奶粉中的阪崎肠杆菌。免疫胶体金技术是根据被酶催化后的样品颜色来判断阪崎肠杆菌、蜡样芽孢杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌和李斯特菌等常见食源性致病菌所占比例。酶联荧光技术原理是抗体或者抗原和酶以交联剂相结合后生成酶标抗体或者抗原，同时，和固相载体上的抗原抗体产生特异反应后进而形成能保持活性的免疫复合物。而且，酶联荧光技术兼具免疫荧光法和放射免疫法的优势，特异性和灵敏度极高，检测速度很快，能够在短时间内检测大量的样品。

结语：食品安全问题关系到人类健康和国计民生，随着经济社会的不断发展，必然会对食品中致病菌的检测提出越来越高的要求。随着科学技术的进步，一些新的微生物检验方法和手段将不断涌现，目前，分子生物学方法是食源性致病菌检测方法的主要发展方向，使致病菌的检测逐步向灵敏度高、特异性强、重复性好、简易、经济的方向不断发展，特别是近年来兴起的基因芯片及DNA生物传感器技术，将从根本上改变微生物的检测方法。 　　

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