食品微生物检测技术应用

[摘要] 随着我们生活水平的不断提高，对食品的质量和安全的要求越来越高，食品安全问题逐渐成为各国政府、公众关注的焦点问题，食品微生物检测是衡量食品卫生质量的重要指标之一，为了更好地开展食品微生物检验和调查研究工作，提高食品的卫生质量，保证消费者饮食安全，本文对微生物的检验传统和新技术的研究动向进行了综述。

[关键词] 食品微生物；检测方法；新技术

微生物污染造成的食源性疾病仍是世界食品安全中最突出的问题[1]，据统计，全球每年增加腹泻病例15 亿个，造成300 多万名儿童死亡，其中70%是各种致病性微生物污染的食品和饮水所致。因此在众多食品检验的相关项目中，微生物及其产生的各类毒素引发的污染备受重视。食品微生物检测是衡量食品卫生质量的重要指标之一，也是判定食品能否使用的科学依据之一。通过食品微生物检测，可以判断食品加工环境及食品卫生情况，能够对食品被细菌污染的程度作出正确的评价，为各级政府对食品的监管工作提供科学依据，提供传染病和人类、动物的食物中毒的防治措施，可以有效防治或者减少食物中毒和人畜共患病的发生，保障人民的身体健康，同时对提高产品质量，避免经济损失，保证出口等方面具有政治上和经济上的重大意义。影响食品微生物检测的因素是多方面的，包括实验室设施和环境条件，实验员的个人素质，样品处理与培养和菌株的保存，检验方法的选择，确认试验和实验室校准。而检验方法是其中最为关键的因素，因此对于食品微生物检测方法的探讨从未停止过，近年来人们将传统方法与其他学科紧密结合后创新出许多更快速、更简便、灵敏度高、特异性强的新方法。本文将从传统方法、仪器法、免疫学方法、分子生物学方法、生物传感器法五个方面对食品中微生物检测方法进行综述。

1、传统方法

食品微生物检验技术传统方法有：形态检查、细胞培养、生化试验、血清学分型、噬菌体分型、毒性试验及血清试管凝聚试验等[2]。形态检查是通过菌落形态或借助染色和显微镜结构特征不同的细菌检定区分的方法。常用的生化试验有：糖酵解试验、淀粉水解试验、V-P试验、甲基红试验、硝酸盐还原试验、明胶试验等。这些生化试验检测方法的准确性、灵敏性高，但涉及的试验较多，操作繁琐，需要时间较长，而且要有大量人员参与。

2、仪器法

2.1 近红外光谱检测技术。近红外光（NIR）是一种介于可见光和中红外光的电磁波，波长为780—2526nm，近红外光谱记录的是分子中单个化学键的基频震动的倍频和合频信息，近红外作为一种新型的分析技术，在食品安全领域具有广阔的应用前景，但许多问题还处探索阶段[3]。可以通过食品中致病菌近红外光谱来获得细胞壁组成及其生物大分子结构的信息，继而分离出食品中致病菌的特征光谱带，通过研究近红外光对其生物细胞的作用机理，建立一种快速、简便的检测方法。在食品微生物检测方面，近红外技术将成为一种方便和快捷的现代检测技术。

2.2 流式细胞术（FCM）。用流式细胞仪对细胞悬液进行自动快速定量分析和分选的新技术，根据FCM检测到的荧光强度强弱与DNA片段的大小成比例，根据荧光浓度的就可以知道细

菌的DNA 指纹图谱，从而确定细菌的种类。现在该技术已经能够检测纯化的DNA

可达pg 级水平，10min 内可以完成数据的手机和分析[4]。

2.3 全自动微生物检测法。全自动微生物检测仪是基于电阻抗原理的微生物快速检测和计数系统。微生物在培养过程中的大分子如蛋白质、碳水化合物等电惰性底物转化为小分子如氨基酸、乳酸等电活性的产物，从而使培养物的阻抗降低，通过检测培养基中的电导性变化可以定性表征微生物数量[5]。可以根据需要选择不同的培养基来检测样品中菌落总数、大肠菌群等项目。其优点在于：全自动操作，所有样品的洗涤、结合、基质读数及报告说明等都是全自动操作；快速测定，由样品进入仪器计算，约需要1—2.5h即可出结果及报告；容量大，可同时测定30个标本。2.4ATP 生物发光法。ATP 浓度与活细胞数密切相关，检测时先将ATP 与提取剂充分混合，使细胞壁和细胞膜裂解，释放ATP，再加入荧光素-荧光素酶，ATP 在荧光素和荧光素酶的作用下，使其释放磷酸基团同时发出荧光，用生物荧光仪检测相对荧光强度，由此测出ATP的含量，ATP 生物发光法具有灵敏、快速、简便、稳定的特点，只需50 个细胞就可以测出ATP 的量[6]。

3、免疫学方法

免疫学方法的原理是抗原和抗体特异性结合，其中酶联免疫和荧光免疫是常用的两种方法。

3.1 酶联免疫吸附法。酶联免疫吸附法是一种固相酶免疫分析方法，将特定抗原或抗体吸附于固相载体的表面，酶标记物与相应地抗体或抗原结合形成酶标记抗原/抗体复合物，在遇到相应底物时，结合物上的酶催化底物产生水解、氧化或还原等反应，从而生成可溶性或不溶性的有色物质，可用肉眼或酶标测定仪判定结果，根据颜色的深浅来定性、定量检测相应地微生物[7]。姚永忠[8]等人将ELISA法用于对食品中单增李斯特氏菌的检测，最低检测限为104cell/mL，且特异性好，检测时间比常规方法缩短4—5 天。

3.2 荧光酶标免疫分析法。荧光酶标免疫分析[9（] ELFIA）是在酶联免疫吸附分析的基础上发展起来的一种先进的现代食品微生物分析中的快速检测方法，它操作简便，检测速度快，灵敏度高，而且无传染的危险，适合快速检出食品中的微生物，适应了现代进出口食品对检测方法快速准确的要求。

4、分子生物学方法

4.1 PCR 技术。聚合酶链反应（PCR）是一种体外酶促合成，扩增特定DNA 片段的方法。利用耐热DNA 聚合酶的作用，通过变形——延伸——复性的循环操作，在体外将DNA模板迅速扩增数百万倍后，再通过琼脂糖凝胶电泳检测扩增DNA产物的荧光条带，以确定微生物的特定种类的技术，PCR技术已成为调查食品源疾病暴发及鉴定相应病原菌的有用工具，可以提高检测灵敏度、缩短操作时间、提高检出率，有效检测食品中的致病微生物。PCR 技术包括常规PCR 检测、多重PCR 检测、RT—PCR 检测、巢式PCR 检测、免疫PCR 检测、实时荧光定量PCR等类型[10]。

4.2DNA 芯片技术。芯片由核酸分子杂交衍生，即应用已知序列的核算探针对未知序列的核算序列进行杂交检测，利用原位合成法或将人工合成的寡核苷酸片段以预先设定的排列方式固定在上面，形成高密度的寡核苷酸的阵列，样品与探针杂交后由特殊装置检出信号，并由计算机进行分析得到结果，实现基因信息的快速检测[11]。DNA 芯片可以对食品中的致病菌试行高通量和并行检测，一次实验即可得出全部检测结果，操作简便快速整个检测在几个小时内即可得出检测结果；特异性强，敏感性高。缺点是仪器和耗材昂贵，且操作过程对工作人员要求较高。例如Wilson等设计了一个多病原体检测芯片，同时可以检测18种病原体（11 种

细菌，5 种RNA 病毒，2 种真核病原体）。

5、生物传感器法

生物传感器是以生物化学和传感技术为基础，用酶、抗体、细胞等作为识别元件，与信号转换器和电子测量仪共同构成的分析工具，已商品化的传感器有酶传感器、免疫传感器、微生物传感器、DNA 杂交传感器、细胞传感器。具有高选择性、高灵敏度、较好的稳定性、低成本、能在复杂的体系中进行快速在线连续检测等诸多优点。葛晶等在表面等离子共振（SPR）生物传感器中采用亲和素——生物素系统放大检测信号，并引入复合抗体作为二次抗体，使检测限达到105cfu/mL。以上方法即是目前食品微生物检测的几种常见常用的方法，通过上述分析可见每种检测技术都有其独特的优点，检测人员可根据不同检测目标及条件选择适当的检测方法，还可以将几种方法复合起来使用，以提高检测的准确性。目前食品微生物检验技术正朝着简便、高效、快速、标准化和自动化的方向快速发展，相信随着技术手段的不断发展和完善，微生物快速检测技术必定对人类公共卫生、食品安全、营养健康与疾病预防等做出巨大贡献。

【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，20xx.3.

[2]林文辉.浅谈食品微生物检测方法的进展[J].医药与卫生，20xx.3.

[3]刘建学，赵冰琳，罗登林.近红外光谱在食品微生物检测中的应用

[J].农产品加工学刊，20xx.12.

[4]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，20xx.3.

[5]刘建学，赵冰琳，罗登林.近红外光谱在食品微生物检测中的应用[J].农产品加工学刊，20xx.12.

[6]侯英，吴雪，王兴华.ATP 生物发光原理及应用研究[J].中国医药导报，20xx.12.

[7]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，20xx.19.

[8]姚永忠，刘明远.BA-Dot-ELISA快速检测食品中单核白细胞增多症李氏杆菌

[J].肉品卫生，1993.12.

[9]田晓菊，张宝善.荧光酶标免疫分析在食品微生物检测中的应用

[J].现代生物医学进展，20xx.5.

[10]王华，刘斌.PCR 技术在食品微生物检测中的应用[J].技术与方法，20xx.2.

[11]牛超，王月兰.DNA 芯片技术在食品病原体检测中的应用[J].生物技术通讯，20xx.4.

食品微生物检测技术应用

学院：生命科学技术学院班级：

姓名：张海江

学号： 08制药工程（1）班 20xx4084137

第二篇：微生物总结

第一章

1.（名解）：生物转化：指生物通过对各种有机物的吸收和代谢而改变其形态或转变为另一物质的过程

生物净化：指生物类群通过代谢作用使环境中污染物的数量减少，浓度下降，毒性减轻，直至消失的过程。

微生物污染：指有害微生物(如病原菌) 污染水体、大气、土壤和食品等，影响生物产量和质量,危害人类健康的现象

生物降解：指土壤、水体和废水处理系统中的微生物对天然和合成的有机物的破坏或矿化作用。

2.表解生物进化的三个阶段。说明在生物进化中大气圈发生何种转折及其原因。

3.环境问题的实质：环境质量的变化问题。

第二章

1.（名解）生物软化：水质硬度较大的湖中，由于光合作用对CO2的消耗，推动Ca(HCO3)2→CaCO3↓+H2O+CO2↑的反应，形成的CaCO3沉降到湖底，这一过程称为~~。

2.简述产甲烷菌细胞的结构和组成上的特点（壁、膜）。

细胞壁G+为一、二或三层，Gˉ为一层，含假肽聚糖不含肽聚糖。对青霉素和溶菌酶不敏感。 细胞膜 主要由植烷甘油醚或二植烷甘油醚组成，不易水解，耐热性强。

3.产甲烷菌的生境和碳源。

碳源 碳源较窄，只能利用乙酸和一碳化合物。

需生长因子 尤其是B族维生素。

需微量元素 如镍、钴和钼等。

需独特的辅酶 如辅酶F420、辅酶M、CO2还原因子

4.简述原生动物在废水处理中的主要作用及净化污水的机理。（能选出课堂提到的原生动物）

(一)对废水（污水）的净化作用：① 大量吞噬游离的细菌和颗粒状悬浮物，对细菌类群进行选择。(聚集成絮状的细菌存活) ②促进生物絮凝作用，活性污泥有良好沉降性 。③可直接利用溶解性有机物净化污水。

细菌 藻类

机理：有机污染物————无机物————藻类细胞

O2 光 O2

5.纤毛虫有几种主要的类型？说明各类型在污水系统中的分布特点。

游泳型：α-中污带和β-中污带，少在寡污带中。污水生物处理中，在活性污泥培养中期 或污水处理效果较差时出现。

固着型：喜在寡污带中。污水生物处理中在水体自净程度高、污水生物处理效果好时出现。 吸管型:多数出现在β-中污带，少数出现在α-中污带和多污带。污水生物处理效果一般时出现

6.藻类引起水体富营养化的原因。

富营养化：以氮、磷为主的营养物进入水域形成的污染。1.环境中氧、CO2、pH的影响：

水表面氧浓度较高，无机物以氧化态存在。湖底厌氧，水质恶化，无机物以还原态存在。

2．环境中温度的影响 ：夏季 湖水分层 上：水温较高，溶解氧较高。 中：斜温层，温度迅速下降的薄层。下：水温较低，溶解氧较低。秋季 湖水分层消失，上下层含氧量接近，湖水性质均一。3.对营养的特殊要求藻类和蓝细菌的某些种类需提供某种物质，如维生素、SiO2 、高盐等。

7.各类微生物的基础知识（微生物学教材）。 如：微生物的分类、蓝细菌光合作用的特点。

非细胞微生物 病毒

亚病毒：类病毒、拟病毒、朊病毒等

细菌 绝大多数是真细菌、古生菌

放线菌

微生物 原核微生物 蓝细菌

（三菌三体） 立克次氏体

衣原体 多寄生.致病

支原体(独立)

真菌

真核微生物 微型藻类、 原生动物、 微型后生动物

第三章

1.遗传物质在细胞中存在的方式。

细胞水平：DNA全部或大部集中在细胞核或核区。细胞核水平：胞核或核区是该生物遗传信息最主要的负荷者，称核基因组、核染色体组。染色体水平：原核生物 仅有一个染色体，且不与任何蛋白质结合单独存在 。真核生物：内通常有多个染色体，与缠绕的组蛋白同时存在。核酸水平：环状◆ DNA 双链(多数)，存在状态 线状单链（少数病毒）。 超螺旋状 ◆ RNA 双链 多数真菌病毒。单链 多数RNA噬菌体。基因水平：基因是具有自主复制能力的最小遗传功能单位（1000~1500bp/基因）。密码子水平 密码子是遗传密码的信息单位。核苷酸水平 核苷酸是DNA或RNA分子组成的基本单位，是一个最低突变单位或交换单位。

2.何谓有氧呼吸？简述有氧呼吸的特点。

有氧呼吸 以分子氧为最终电子受体的生物氧化过程。

特点 底物按常规方式脱下的氢经完整的呼吸链传递，最终被外源分子氧接受，完成氧化磷酸，产生水，放出ATP形式的能量。对底物的氧化较彻底，获得最多的能量。

3.生物无氧呼吸的特点。无氧呼吸分几种类型及分类的依据（涉及的细菌都是厌氧菌）？ 特点：底物按常规途径脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物或有机物受氢，并完成氧化磷酸化产能反应。底物的氧化不彻底，产能效率低。

硝酸盐还原：以N03ˉ或N02ˉ作为电子受体，氧化底物的同时，自身被还原为N2的过程。 5H2+2NO3ˉ → N2↑+4H2O+2OHˉ (氢细菌)

5S+6NO3ˉ+2H2O → 5SO4ˉ+3N2↑+4H+ (硫杆菌)

4.微生物获能的途径及方式。

5.微生物的四种营养类型及特点。

一、光能自养型微生物：能在完全无机的环境中生长 ◆ 放氧型光合作用 CO2+H2O —— [CH2O]+O2

6.突变的特点：几率极低(10—5~10—10)，性状变化幅度大，变后的新性状稳定、可遗传。