高等职业教育“十二五”规划教材·食品快速检测实训教程(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-05-13 15:13:33

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作者:陆文蔚,白晨

出版社:中国轻工业出版社

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高等职业教育“十二五”规划教材·食品快速检测实训教程

高等职业教育“十二五”规划教材·食品快速检测实训教程试读:

前言

由于我国农产品、食品的生产和供给渠道多、数量大、规模小、分布广,消费人群众多且法律意识较弱,造成的后果就是食品安全问题从生产到消费各个环节频频发生。除了环境和生产条件等外在因素外,农药和兽药的违规滥用,食品添加剂的过量使用,非法添加剂的违法使用,以及生产、储运、销售等环节因卫生条件差而造成生物性污染,也都十分严重。这仅依靠实验室仪器分析检测系统是远远不够的。常规实验室仪器分析检测系统由于对样品前处理耗时长,检测仪器和试剂昂贵、操作复杂、通量低等原因,难以全面及时地监控全国的食品安全,所以快速、便捷的现场检测与筛查技术及仪器在我国现阶段具有特殊意义。

我们通常认为,全过程能在几分钟或十几分钟完成是最理想的快速检测方法。其中,理化快速检验方法能够在2h以内出具检测结果,即可视为实验室快速检测方法。如果能够在30 min内出具检测结果,即可视为现场快速检测方法。微生物出具检测结果耗时较常规缩短1/2 即可视为快速检测。近年来,食品安全问题已引起社会的广泛关注,食品的原料生产、加工、流通、消费各个环节的全程管理就显得尤为重要。食品快速检测技术能够满足各环节快速、方便的检测要求,因此食品快速检测技术的教学和研究日益显示出其重要性,在各高校的食品专业中,逐渐成为专业必修课程或者实践课。

食品快速检测技术是集理化检验、微生物检验、仪器分析等技术的一门综合技术,也是现代生物技术应用于食品安全领域的重要部分,实践性非常强,但是目前的教材还是以解读检测方法的原理、检测意义等为主;食品快速检测的项目非常多,而现有教材中的章节划分多以检测项目为依据,着重理论讲解,而涉及采样、样品处理等的操作内容较少;此外,由于快速检测技术发展迅速,许多相关教材的内容已相对陈旧,教学内容体系不够完善,与食品快速检测的实际工作结合并不紧密。因此,本教材试图以样品大类划分,注重实际操作方法,还包括食品快速检测技术的新技术与新进展,可作为食品快速检测的实训课程教材。需要注意的是,书中部分图片引用自其他单位,实际结果需结合自身实验室与设备的使用说明。希望本书能够为相关课程提供参考,并且为相关专业学习的学生及工作人员提供理论指导。本教材为适应高等教育改革,在商科类高校食品质量与安全专业的创新型人才培养中具有重要意义。

全书含

导论

共有九个学习单元,参与编写的有:上海商学院黄玥(学习单元一),卫晓怡(学习单元二),上海市食品药品监督管理局奉贤分局沈建平(学习单元八),剩余章节由陆文蔚与白晨负责。

限于编者水平,书中难免有不足与疏漏之处,恳请广大读者批评指正。编者2014年1月导论

食品快速检测技术最初被使用在食物中毒突发现场处理中,目前已经被应用到全民食品安全预防中,在食品流通全过程的质量控制中起到了重要作用。其最大特点是快速、简便、经济,适合在大中型食品企业,流通领域如超市卖场、农贸市场,质监部门如各级食品药品监督管理局、工商部门及餐饮行业等的日常监督及管理工作中使用。已有的几百种快速检测方法中,被广泛使用的大约有30种,例如:农药残留、瘦肉精、油脂酸价等指标,还有食品非法添加物如三聚氰胺的检测方法等。这些方法不仅能够缩短检测时间,扩大对食品安全不利因素的检测范围,增加检测数量,及时发现问题。而且仪器设备要求比较简单,便于普及与推广,特别是对技术水平相对落后的地区与单位。

2002年以来,我国很多单位装备了食品快速检测箱等检测设备,其中许多食品监督部门按照发达国家的模式装备了一些快速检测车辆,无论是在日常监督监测方面,还是在大型活动食品安全保障及突发事件应急处理等方面都起到了很大的作用。而且在深度、广度和精度方面不断发展。目前,中国有不少单位都在研究开发快速检测方法与设备,其中已推出一定数量的好方法与产品。

因此,食品快速检测在处理食品突发事件,筛查大量样品的时候体现了不可取代的作用。各级监督管理部门、大中型食品生产经营企业、食品流通各环节为保障流通环节食品安全,全面提升监管效能,食品快速检测综合技能正在不断更新。

一、食品快速检测技术概述

目前,食品安全快速检测技术正在迅猛发展,不同领域进展不尽相同,但其应用价值日渐突出,快速检测方法的开发已经成为发展的必然。虽然食品加工链各环节监督、检验所使用的常规快速检测方法的数量还比较有限,但是,越来越多的方法正在不断发展、改进和应用。

例如,食品金属污染物快速检测技术的发展,是食品安全检验技术发展的重要方向之一。金属污染物快速检测技术首先通过有效缩短样品前处理时间达到快速测定的目的。随着各种高效、灵敏、快速的金属污染物分析仪器(分析方法)的不断出现,传统的样品制备技术成为快速检测技术发展的主要障碍。微波溶样技术是一种很好的快速样品预处理技术,它的出现和快速发展,与金属污染物快速、准确的检测技术相配合,在一定程度上缩短了检测时间,达到了食品安全快速检测目的。

我国在硝酸盐快速检测方法的研究上有了很大进展,研制出了硝酸盐试纸快速检测法。国内外主要有硝酸盐电极法、硝酸盐比色法、硝酸盐试粉法、硝酸盐试纸法。硝酸盐现场快速检测法是市场经济发展趋势,其特点是快速、稳定、灵敏、准确、携带方便。

兽药残留快速检测方法是为了尽可能供应不含残留药物的食品,需要在各种各样复杂基质的检样中对含量非常低的残留药物进行检测的方法以及定量和鉴定的分析方法。该方法包括试剂盒法、抑制试验法、放射免疫测定法等。

食品中主要毒素的快速检测方法的研究也有较大突破,其中食品中黄曲霉毒素的快速、有效的检验方法可以检测食品是否受黄曲霉毒素的污染,保证消费者食用的食品中黄曲霉毒素含量符合标准。在贝类毒素检测中,虽然也出现了使用酶联免疫快速分析方法,但由于易出现假阳性结果,难以控制等种种原因而不能得到推广。目前用小鼠生物试验法检测麻痹型贝类毒素和腹泻型贝类毒素是常使用的分析方法。

近年来,食品微生物检验领域的快速检测方法得到快速发展,微生物快速检测方法包括微生物学、生物化学、生物物理学、免疫学和血清学等方面的综合应用。特别是随着生物技术的发展,新技术、新方法得到广泛应用,有效提高了检测效率和检验速度。现行的一些快速检测方法用于微生物计数、早期诊断、鉴定等方面,大大缩短了检测时间,提高了微生物检出率。

二、食品常用快速检测技术

我国农产品及食品等销售渠道多,各地食品安全水平参差不齐,再加上,由于食品样品基质比较复杂,常规实验室仪器分析方法对样品前处理比较耗时、检测仪器和试剂昂贵、操作复杂等原因,所以快速、现场检测与筛查技术在我国现阶段具有特殊意义。目前的快速筛查和现场快速检测的技术及仪器有很多,但是成熟的不多,在我国也是近几年才有长足的发展,有的已实现产业化,有的正在应用开发,有的处在进一步完善和拓展中。目前有较好市场前景的快速筛查或现场速测的技术有以下几大类。

1.免疫分析法

免疫分析法的检测原理是基于医学中的血清学检测方法,利用抗原与抗体的高度专一性特异反应来进行检测。抗原抗体的反应是一种非共价键特异性吸附反应,即通常情况下,抗原只和它自己诱导产生的抗体发生反应。它的优点是特异性和灵敏度都比较高,对于现场初筛有较好应用前景。

免疫分析法包括放射免疫、酶联免疫、荧光免疫、化学发光免疫和胶体金标免疫等。其中酶联免疫检测技术(ELISA)曾被美国官方分析化学师协会(AOAC)列为残留检测3大支柱技术之一,具有高特异性、高准确性、简便、快速等特点,可用于筛查农药和兽药残留、致病菌、病毒、毒素以及转基因产品。美国环保局(EPA)颁布了12项筛查与农业环保相关的土壤和水中的氯丹、五氯酚、多环芳烃、聚氯双酚、汞、阿特拉津、毒杀芬等方法,均使用ELISA。目前我国已有许多家企业生产胶体金试纸条、酶联免疫试剂盒和配套仪器,如北京勤邦、陆桥等企业已能生产出性能与进口试剂盒相近,品种更多且价格仅为进口试剂盒的1/2~2/3的产品。化学发光免疫分析法具有灵-17-19敏度高(可测定极限达到10~10mol/L)、可测定浓度范围宽、试剂稳定性好、操作简单、无环境污染等优点。

免疫分析法的不足之处是由于抗原抗体的反应专一性,针对每种待测物都要建立专门的检测试剂和方法,为此类方法的普及带来难度。以及,如果食品在加工过程中抗原被破坏,则检测结果的准确性将受到影响。

2.比色分析法与分子光谱法

比色分析法是根据食品中待测成分的化学特点,使待测成分与特定试剂发生特异性显色反应,然后与标准品比较颜色或在一定波长下与标准品比较吸光度得到最终结果。比色分析法的优点是操作相对简便,结果显示直观,检测灵敏度高,是目前应用比较普遍与成熟的方法,被广泛应用于各类食品分析中。

分子光谱法是最经典的技术,几乎可用于所有检测任务,但是一般只能进行常量或微量检测,难于承担痕量分析的任务。其不足之处是此类分析法会破坏食品,不能实现无损检测,只能用于抽样检测,无法对每一个样品都实行检测;此外,此类方法对化学反应自身条件依赖性较强,因此检测过程中受到的干扰因素比较多。

近几年,吉大小天鹅和华厦科创等,以分析化学为基础,优化和整合分析的方法、程序、试剂,开发出一系列针对不同检测目标的多种试剂盒,并采用集束式冷光源/单色器等新技术,推出了高精度、高稳定性、模块化的便携式仪器。此外,配合样品快速提取和富集技术,构成了可以快速筛查与食品安全密切相关的40多种参数(如硝酸盐、亚硝酸盐、菊酯类农药残留、甲醛、吊白块、味素、人造色素、无机砷、金属铅、劣质乳、“地沟油”、“泔水油”等)的多参数食品安全速测仪。这些仪器非常符合我国市场需求,在食品安全快速筛检中占据一席之地。

3.酶抑制法

酶抑制法早在1951年由美国提出,1968年由加拿大做了改进,我国于20世纪80年代,浙江大学等单位开始研发,该方法目前主要针对有机磷和氨基甲酸酯两类农药,且对同类、不同种农药的抑制率差别很大,所以用统一的抑制率确定农药残留是否超标,必然会导致假阳性或假阴性的漏检,有一定的局限性。该方法较适合于基层初检,在发现超标现象时,必须用标准方法进行复测和确证,这在《中华人民共和国农产品质量安全法》第36条第二款中有明确的规定。对于阴性结果,也应按比例进行抽样,采用可靠的实验室仪器分析方法进行复测和确证。

4.生物传感器技术

生物传感器是由生物感应元件和与之紧密连接或组合的传感器所组成。传感器能将生物学事件转变成可以被后续处理的响应信号。生物传感器具有选择性好、响应快、样品需要量少、功能多样、微型、智能、集成、低成本、高灵敏、实用性强等特点,受到国内外高度重视,发展快,种类很多,有代表性的包括如下几类。(1)发达国家已广泛应用将表面等离子共振分析仪(SPR)与其他许多新技术强强结合,推出一批新型的快速筛查、检测方法和仪器,其特点是:灵敏、快速、无需标记、便捷、实时。最典型的以BiacoreAB和美国TI以及Bio-RAD为代表。BiacoreAB将SPR检测系统、生物传感芯片、微流控系统等组合为一体,配以多种试剂盒,用于快速筛查和检测兽药残留、致病菌、毒素等。日本曾将此技术用于筛查二英。Bio-RAD称为分子相互作用仪,其发展方向是:快速、高通量、高灵敏,进而实现便携、现场、小型甚至微型。(2)最近有报道称美国采用纳米技术开发出新型生物传感器,可快速、高灵敏度地检测食品和水中极微量的细菌、病毒、寄生虫、病原体等。(3)微生物传感器,其中尤以同毒性物质产生高灵敏发光反应为代表。在欧美很重视发光菌的研究和应用,例如ISO11348,即利用费希尔弧发光菌检测杀虫剂、除草剂、灭菌剂、黄曲霉毒素、重金属、氰化物、毒素、硝基化合物、溴化物等。另外运用ATP检测技术,即利用三磷酸腺苷与荧光素酶发光反应,快速筛查(可现场速检)微生物和有机物污染程度。此外,还利用铁氧化菌的活力与污染的灵敏关系,速检有害物质。

这类方法存在的不足之处为一些识别元件在长期稳定性、可靠性、一致性方面存在问题,目前多数处于研制阶段,离批量生产尚有距离。

5.生物芯片、微缩芯片实验室和便携式微流控芯片技术

所谓生物芯片技术是相对于计算机芯片而言,计算机芯片处理电子信息,而生物芯片则处理生物分子所携带的信息。生物芯片法的优点是自动化程度高,能够实现同时检测多种目标分子的目的,而且检测效率高,检测周期短。该法的不足之处在于前期需要大量且已测知的DNA片段信息,检测费用仍偏高。由子生物芯片最初是用于DNA序列的测定,所以也被称为基因芯片,但是目前这一技术已经在蛋白质等非核酸领域应用。目前按照检测对象分类,可以分为基因芯片、蛋白芯片等。按照制备技术标准又可分为点阵型芯片与实验室芯片。基因芯片是将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针,有规律地排列固定于支持物上形成的DNA分子阵列。其工作原理是根据碱基配对的原理来检测样品的基因,也就是利用已知序列的核酸对未知序列的核酸进行杂交检测。DNA探针技术属于点阵型基因芯片,它是在玻璃或塑料硅基片上制备已知碱基对序列的单链DNA。目前已经应用于食品中致病菌检验及转基因食品检测。实验室基因芯片是通过像制作集成电路那样的微缩技术将样品制备、定性定量分析等过程集于芯片上,使分析过程微型化、连续化,大大加快生物学分析速度。

此类技术具有高通量、高灵敏度和快速等特点,因而国际上对其在食品安全、疾病诊断等方面的应用给予了极大关注。我国国家生物芯片中心已开发出用于食源性致病菌、食源性病毒和兽药残留等检测的生物芯片技术平台(仪器和试剂盒),并将进一步向现场快速检测或称之为微缩芯片实验室方向发展。与上述并列的,虽也应用芯片技术(但一般用中或低密度芯片),但同时应用许多其他新技术,从而形成一个独立分支,国际上称之为“微流控”、“微全分析技术”,国内常称之为便携式微流控芯片系统或称为微全分析系统。近几年的发展,凸显出其在生化、食品安全、检验检疫、医疗等生命科学领域中的巨大潜在前景,国外正在大力产业化开发之中,如Caliper、Micronics&PATH、Agilent等企业,国内有中国检科院、浙江大学、吉林大学、中国科学院等有关单位在研发之中。

6.纳米材料修饰的微型化和智能化电化学传感器技术

电化学传感器具有小巧、灵敏、多样化、高选择性和多目标同时速测且成本低等优点,可利用特种电化学传感器构建食品安全快速检测仪。当前研发多聚焦到有关碳纳米管和石墨烯传感器的制备和产业化上,长春应用化学研究所和华东师范大学等单位,将纳米技术和电化学技术有机结合,构建了快速检测食品中有毒、有害重金属的仪器;同时运用新型纳米过氧化物传感器和纳米金属/氧化物传感器,构建了快速检测细菌总数和大肠杆菌的快速检测仪等。

7.近红外和傅里叶变换红外光谱法

近红外和傅里叶变换红外光谱法是利用红外光线比较强的穿透能力,而试样中的含氢基团对不同频率的近红外光存在选择性吸收,因而透射的红外光就携带了有机物结构和组分的信息,通过检测器分析透射或反射光线的光密度就能确定该组分的含量。此类方法常用于生产的在线控制,其优点是检测成本低,分析速度快,无需前处理,免去了化学反应中的诸多影响因素,也避免了对环境的污染;实现了样品的无损检测,并且能够对样品的多个组分同时检测。它的缺点是不适于痕量分析,灵敏度较比色法低,且需要建立相关的模型数据库,需要大量前期工作。近红外检测技术目前在在线检测产品中的水分、蛋白质、脂肪含量等指标方面已有较成熟的应用,已能检测的产品包括粮食、肉制品、牛乳、蔬菜、水果、油脂、饮料等。

8.生物学发光检测法

生物学发光检测法,利用细菌细胞裂解时会释放出ATP,ATP自细菌细胞释放出来后,使用荧光虫素和荧光虫素酶可使之释放出能量,这些能量产生磷光,光的强度就代表ATP的量,从而推断出菌落总数。美国NHD公司推出ATP食品细菌快速检测系统的Profile-13560通过底部有筛孔的比色杯将非细菌细胞和细菌细胞分离,当细菌细胞不能通过这种比色杯后,用细菌细胞释放液裂解细菌细胞,检测释放出的ATP量则为细菌的ATP量,得出细菌总数。此检测系统与标准培养法比对,相关系数在90%以上,且测定只需5min,此法已被美国军队采用。美国CharmScience Inc有一系列通过检测细菌的ATP量来控制不同食品卫生安全的产品,如检验食物表面的PoctetSwab Plus、检测水产品表面的WaterGieneTM、检测生肉的Charm CHEF等,操作方法都是使用专用药签刮抹待测部位,然后将药签装入笔形管内,插入便携检测仪读数即可。

9.物理性质检测法

王林、赵镐等发明的便携式酒醇含量快速检测仪外表类似于折光仪,由镜筒、检测棱镜、盖板、取光筒、视度调节圈、目镜及含量刻度划分板组成。它的检测原理是随着水中乙醇浓度的增加,其折射率也有规律地上升,当甲醇存在时,折射率会随着甲醇浓度的增加而降低。检测时,只要将待测液涂抹于检测棱镜上,通过目镜即可直接读取甲醇含量。

三、食品快速检测技术的发展趋势

完善的食品安全保障体系应体现为:体系的完备,法律和法规及标准的健全,机构、人员和装备的完善,检验检测技术和仪器设备的先进,监控和检测的及时和有力,其中技术支撑是科学仪器和测试技术。目前我国快速检测技术的原理和仪器很多,但非常成熟和突出的不多,我国已产业化、成熟的仪器则更少。未来的研究方向可致力于以下几方面。

1.免疫分析法与仪器

免疫分析法与仪器包括放射免疫、酶联免疫、荧光免疫、化学发光免疫、胶体金标免疫等。农残酶免疫检测技术检测仪器主要是酶联免疫仪,我国已有多家生产,该法国内尚未能广泛使用的原因是仪器功能单一,且进口试剂盒太贵,而国内缺乏完善的试剂盒。

今后应深入研究ELISA方法的各种影响因素,并向重组抗原、多项目标物、酶的定向改造、体外分子进化以及自动化酶联免疫技术方向发展。

2.对生物传感器以及分子印迹技术等新的快速检测技术予以高度关注

生物传感器功能具有多样化、微型化、智能化、集成化、低成本、高灵敏、高识别性和实用性特点,引起国内外高度重视。种类较多、发展最快、已广泛应用的是表面等离子谐振(SPR)生物传感器,灵敏、快速、无需标记、便捷、实时。它与其他新技术强强结合将会推出一批新型的食品安全快速筛查、检测的方法和仪器。在我国以中科院电子所为代表已开发出三种SPR仪。发展方向是:高通量、高灵敏和便携、小型、微型等方面。

3.生物芯片及微缩芯片实验室

生物芯片具有高通量、高灵敏度、快速等特性,国际上对其应用于食品安全、疾病诊断等方面予以极大关注。我国国家生物芯片中心等单位已开发并生产食源性致病菌检测、食源性病毒检测和兽药残留检测的生物芯片技术平台(仪器和试剂盒),并将进一步面向现场、快速检测以及微缩芯片实验室方向发展。

4.特种电化学传感器

电化学传感器具有小巧、灵敏、多样化、低成本等优点,利用特种电化学传感器构建食品安全快速检测仪,国内外也都很重视,例如:将纳米技术和电化学技术有机结合构建快速检测食品中有毒、有害重金属的仪器;运用新型纳米过氧化物传感器和纳米金属/氧化物传感器构建快速检测细菌总数和大肠杆菌的快速检测仪。这三种快速检测仪已列入国家科技支撑项目,且已出样机。

随着科学技术的发展,食品安全的快速检测方法在食品卫生检验方面起着越来越重要的作用。建立食品安全快速检测方法对食品生产、运输、销售过程中质量的监控具有十分重要的意义。从长远的发展来看,免疫学、分子生物学、自动化和计算机技术的发展对建立更敏感快捷的食品安全检测方法起到了积极促进作用。

四、常用食品安全快速检测仪器

目前食品安全速测技术已越来越广泛地运用到日常卫生监督执法、突发公共卫生事件现场处置和重大活动卫生保障中。原卫生部对省、市、县级卫生监督机构的现场快速检测设备的配置提出了明确和具体的要求,它已成为卫生执法的重要手段。针对不同目的,有一系列方法与仪器,从基于不同原理的试纸条、卡、测试盒到基于色/质联用仪的多残留分析技术与仪器。(1)食品安全快速检测箱 掺杂掺假检测箱、快速检测采样箱、急性食物中毒快速检测箱、农残快速检测箱等。(2)食品安全快速检测仪 多功能食品安全快速检测仪、农药残留快速检测仪、微生物快速检测仪、其他食品安全快速检测仪等。(3)食品安全快速检测试剂、试剂盒 生物毒素快速检测试剂盒、微生物快速检测试剂盒、有毒有害物质快速检测试剂盒、掺假快速检测试剂盒、农兽药残留快速检测试剂盒等。(4)食品安全快速检测辅助设备 微型天平、微型离心机、电导率仪、食品中心温度计、微型电吹风等。

五、快速检测中的采样与样品制备

(一)快速检测技术中应掌握的基本原则和要求

1.质量原则

要求食品安全快速检测技术能保证检测质量方法成熟、稳定,具有较高的精密度、准确度和良好的选择性,从而确保试验数据和结论的科学性、可信性和重复性。

2.安全原则

要求食品安全快速检测技术所使用的方法不能对操作人员造成危害和环境污染。

3.快速原则

食品安全快速检测目的多为现场快速检验或对大量样品的筛选,这就要求食品安全快速检测技术使用的检验方法反应速度快、检测效率高。

4.检验有关要求(1)检验时必须做空白试验 空白试验是指除不加样品外,采用完全相同的分析步骤、试剂和用量,进行平行操作所得的结果。(2)检验时必须做平行试验。(3)出现阳性结果要加以确证 由于大部分的快速检测方法均为定性或半定量试验,所以当检测结果为阳性时,应当采用定量方法加以确证。

5.检验方法的选择

同一检测项目,如有两个或两个以上检验方法时,可根据不同条件选择使用。但必须以国家标准方法的第一方法为仲裁方法。

食品快速检验是一项专业性极强的工作,要求检测人员既具备较强的现场处置能力,同时又有现场快速检测能力。应加大对卫生监督员的培训,提高监督员的卫生检验专业知识水平,提高工作效率,确保检测结果的正确和真实,为卫生监督执法活动提供有力的技术支持。(二)快速检测采样数量和方法

1.快速检测采样数量

采样数量应能反映该食品的卫生质量和满足检验项目对试样量的需要,一式3份,供检验、复验、备查或仲裁,一般散装样品每份不少于0.5kg。

鉴于采样的数量和规则各有不同,一般可按下述方法进行。(1)液体、半流体饮食品 如植物油、鲜乳、酒或其他饮料,如用大桶或大罐盛装者,应充分混匀后再采样。样品应分别盛放在3个干净的容器中,盛放样品的容器不得含有待测物质及干扰物质。(2)粮食及固体食品 应自每批食品的上、中、下三层中的不同部位分别采取部分样品混合后按四分法对角取样,再进行几次混合,最后取有代表性样品。(3)肉类、水产等食品 应按分析项目要求分别采取不同部位的样品或混合后采样。(4)罐头、瓶装食品或其他小包装食品 应根据批号随机取样。同一批号取样件数,250 g以上的包装不得少于6个,250 g以下的包装不得少于10个。掺伪食品和食物中毒的样品采集,要具有典型性。

2.快速检测采样的一般方法

食品分析检验结果的准确与否通常取决于两个方面:第一,采样的方法是否正确;第二,采样的数量是否得当。

因此,从整批食品中采取样品时,通常按一定的比例进行。确定采样的数量,应考虑分析项目的要求、分析方法的要求和被分析物的均匀程度3个因素。一般平均样品的数量不少于全部检验项目的4倍;检验样品、复验样品和保留样品一般每份数量不少于0.5kg,检验掺伪物的样品,与一般的成分分析的样品不同,分析项目事先不明确,属于捕捉性分析。因此,相对来讲,取样数量要多一些。

由于食品数量较大,而且目前的检测方法大多数具有破坏作用,故不能对全部食品进行校验,必须从整批食品中采取一定比例的样品进行校验。从大量的分析对象中抽取具有代表性的一部分样品作为分析化验样品,这项工作即称为样品的收集或采样。食品的种类繁多,成分复杂。同一种类的食品,其成分及其含量也会因品种、产地、成熟期、加工或贮藏条件不同而存在相当大的差异;同一分析对象的不同部位,其成分和含量也可能有较大差异。从大量的、组成成分不均匀的被检物质中采集能代表全部被检物质的分析样品(平均样品),必须采用正确的采样方法。如果采取的样品不足以代表全部物料的组成成分,即使以后的样品处理、检测等一系列环节非常精密、准确,其检测的结果也毫无价值,甚至得出错误的结论。可见,采样是食品分析工作非常重要的环节。

正确采样,必须遵循以下两个原则:第一,采集的样品要均匀一致、有代表性,能够反映被分析食品的整体组成、质量和卫生状况;第二,在采样过程中,要设法保持原有的理化指标,防止成分逸散或带入杂质。

采样通常有两种方法:随机抽样和代表性取样。随机抽样是按照随机的原则,从分析的整批物料中抽取出一部分样品。随机抽样时,要求使整批物料的各个部分都有被抽到的机会。代表性取样则是用系统抽样法进行采样,即已经掌握了样品随空间(位置)和时间变化的规律,按照这个规律采取样品,从而使采集到的样品能代表其相应部分的组成和质量,如对整批物料进行分层取样,在生产过程的各个环节取样,定期从货架上陈列不同时间的食品的取样等。

两种方法各有利弊,随机抽样可以避免人为的倾向性。但是,在有些情况下,如难以混匀的食品(如黏稠液体、蔬菜等)的采样,仅仅使用随机抽样法是不行的,需要结合代表性取样,从有代表性的各个部分分别取样。因此,采样通常采用随机抽样与代表性取样相结合的方式。

3.快速采样的步骤

样品通常可分为检样、原始样品和平均样品。采集样品的步骤一般分五步:(1)获得检样 由分析的整批物料的各个部分采集的少量物料成为检样。(2)形成原始样品 许多份检样综合在一起称为原始样品。如果采得的检样互不一致,则不能把它们放在一起做成一份原始样品,而只能把质量相同的检样混在一起,做成若干份原始样品。(3)得到平均样品 原始样品经过技术处理后,再抽取其中一部分供分析检验用的样品称为平均样品。(4)平均样品3 份 将平均样品平分为3 份,分别作为检验样品(供分析检测使用)、复验样品(供复验使用)和保留样品(供备查或查用)。(5)填写采样记录 采样记录要求详细填写采样的单位、地址、日期、样品的批号、采样的条件、采样时的包装情况、采样的数量、要求检验的项目以及采样人等资料。

4.采样的说明(1)一切采样工具(如采样器、容器、包装纸等)都应清洁、干燥、无异味,不应将任何杂质带入样品中。例如,做3,4-苯并芘测定的样品不可用石蜡封瓶口或用蜡纸包,因为有的石蜡含有3,4-苯并芘;检测微量和超微量元素时,要对容器进行预处理;需要测锌的样品不能用含锌的橡皮膏封口;需要测汞的样品不能使用橡皮塞;供微生物检验用的样品,应严格遵守无菌操作规程。(2)设法保持样品原有微生物状况和理化指标,在进行检测之前样品不得被污染,不得发生变化。例如,做黄曲霉毒素B的检1测,测定的样品,要避免阳光、紫外灯照射,以免黄曲霉毒素B发1生分解。(3)感官性质极不相同的样品,切不可混在一起,应另行包装,并注明其性质。(4)样品采集完后,应在4h之内迅速送往检测室进行分析检测,以免发生变化。(5)盛装样品的器具上要贴牢标签,注明样品名称、采样地点、采样日期、样品批号、采样方法、采样盆数、分析项目及采样人等。

5.各类食品的采样方法

具体的采样方法,因分析对象性质的不同而异。(1)均匀固体物料(如粮食、粉状食品)

第一,有完整包装(袋、桶、箱等)的物料可先按 总件数/2 确定采样件数,然后从样品堆放的不同部位,按采样件数确定具体采样袋(桶、箱),再用双套回转取样管插入包装容器中采样,回转180 °,取出样品,最后用“四分法”将原始样品做成平均样品,即将原始样品充分混合均匀后堆积在清洁的玻璃板上,压平成厚度在3 cm 以下的形状,并划成对角线或“十”字线,将样品分成4份,取对角线的2份混合,再分为4份,取对角的2份。这样操作直至取得所需数量为止,此即是平均样品。

第二,无包装的散堆样品。先划分若干等体积层,然后在每层的四角和中心点用双套回转取样器各采取少量检样,再按上述方法处理,得到平均样品。(2)较稠的半固体物料(如稀乳油、动物油脂、果酱等) 较稠的半固体物料不易充分混匀,可先按确定采样件(桶、罐)数,打开包装,用采样器从各桶(罐)中分上、中、下三层分别取出检样,然后将检样混合均匀,再按上述方法分别缩减,得到所需数量的平均样品。(3)液体物料(如植物油、鲜乳等)

第一,包装体积不太大的物料,可先按 总件数/2 确定采样件数。开启包装,用混合器充分混合(如果容器内被检物不多,可用由一个容器转移到另一个容器的方法混合);然后用长形管或特制采样器从每个包装中采取一定量的检样;再将检样综合到一起后,充分混合均匀形成原始样品;最后用上述方法分取缩减得到所需数量的平均样品。

第二,大桶装的或散(池)装的物料。这类物料不易混合均匀,可用虹吸法分层(大池的还应分四角及中心五点)取样,每层500 mL左右,得到多份检样;将检样充分混合均匀即得原始样品;最后,分取缩减得到所需数量的平均样品。(4)组成不均匀的固体食品(如肉、鱼、果品、蔬菜等) 这类食品各部位组成极不均匀,个体大小及成熟程度差异很大,取样更应注意代表性,可按下述方法采样:

第一,肉类。根据分析目的和要求不同而定。有时从不同部位取得检样,混合后形成原始样品,再分取缩减得到所需数量的代表该动物的平均样品;有时从一只或很多只动物的同一部位采取检样,混合后形成原始样品,再分取缩减得到所需数量的代表该动物某一部位情况的平均样品。

第二,水产品。小鱼、小虾可随机采取多个检样,切碎、混匀后形成原始样品,再分取缩减得到所需数量的平均样品;对个体较大的鱼,可从若干个体上切割少量可食部分得到检样,切碎、混匀后形成原始样品,再分取缩减得到所需数量的平均样品。

第三,果蔬。体积较小的(如山楂、葡萄等),可随机采取若干个整体作为检样,切碎、混匀形成原始样品,再分取缩减得到所需数量的平均样品;体积较大的(如西瓜、苹果、菠萝等),可按成熟度及个体大小的组成比例,选取若干个个体作为检样,对每个个体按生长轴纵剖分4份或8份,取对角线2份,切碎、混匀得到原始样品,再分取缩减得到所需数量的平均样品;体积蓬松的叶菜类(如菠菜、小白菜等),由多个包装(一筐、一捆)分别抽取一定数量的检样,混合后捣碎、混匀形成原始样品,再分取缩减得到所需数量的平均样品。(5)小包装食品(罐头、袋或听装乳粉、瓶装饮料等) 小包装食品一般按班次或批号连同包装一起采样。如果小包装外还有大包装(如纸箱),可在堆放的不同部位抽取一定量大包装,打开包装,从每箱中抽取小包装(瓶、袋等)作为检样;将检样混合均匀形成原始样品,再分取缩减得到所需数量的平均样品。举例如下。

①罐头:按生产班次取样,取样量为1/3000,尾数超过1000 罐者,增取1 罐,但每班每个品种取样量基数不得少于3罐。

某些罐头生产量较大,则以班产量总罐数20000 罐为基数,取样量按1/3000;超过20000罐以上罐数,取样量按1/10000,尾数超过1000罐者,增取1罐。

个别生产量过小的产品,同品种、同规格可合并班次取样,但并班总罐数不超过5000罐,每生产班次取样量不少于1罐,并班后取样基数不少于3罐。

按杀菌锅取样,每锅检取1罐,但每批每个品种不得少于3罐。

②瓶、袋、听装乳粉:按批号采样,自该批产品堆放的不同部位采取总数的1‰,但不得少于2件,尾数超过500件者应加取一件。(三)快速检测样本的制备和前处理

样本的制备和前处理,两者没有本质上的区别,是指样本分析测定之前的一系列准备工作,包括样本的整理、清洗、匀化、缩分、粉碎、匀浆、提取、净化、浓缩、衍生化等一系列过程,有时为方便将样本整理、清洗、匀化、缩分等步骤称为样本制备,而将粉碎、匀浆、消化、提取、净化、浓缩等步骤称为样本前处理。

1.快速检测样本的制备一般方法(1)粮食、烟叶、茶叶等干燥产品 将样本全部磨碎,也可以四分法缩分,取部分样本磨碎,全部通过20目筛,四分法再缩分。(2)肉食品类 切细,纹肉机反复绞3 次,混合均匀后缩分。(3)水产、禽类 将样本各取半只,去除非食用部分,食用部分切细,纹肉机反复绞 3次,混合均匀后缩分。(4)罐头食品 开启罐盖,若是带汁罐头(可供食用液汁),应将固体物与液汁分别称重,罐内固体物应去骨、去刺、去壳后称重,然后按固体与液汁比,取部分有代表性数量,置捣碎机内捣碎成均匀的混合物。(5)蛋和蛋制品 鲜蛋去壳,蛋白和蛋黄充分混匀。其他蛋制品,如粉状物经充分混匀,即可。皮蛋等再制蛋,去壳后置捣碎机内捣碎成均匀的混合物。(6)水果、蔬菜类 如有泥沙,先用水洗,然后除去表面附粉的水分,取食用部分,沿纵轴剖开,切成四等份,取相对的两块,切碎、混匀,取部分置于捣碎机内捣碎成均匀的混合物。(7)花生仁、桃仁 样本用切片器切碎,充分混匀,四分法缩分。(8)中药材 根据不同品种,选择合适的粉碎方法,经粉碎后混匀,四分法缩分。

2.快速检测样本的前处理(1)粉碎 粉碎是用绞肉机、磨粉机、粮谷粉碎机等将块状的或颗粒较大的动植物样本细化的过程。目的是增大样本表面积,有利于待测组分的提取。(2)提取 提取是使待测组分与样品分离的过程,提取的方法较多,有静置法、匀浆法、振荡法等。(3)净化 经过提取的待测组分,提取物中通常含有与该组分结构相似的杂质,将待测组分与杂质分离的过程,称为净化。该步骤是样本前处理的技术难点,也是关系到检测结果的真实性及检测方法可靠性的重要步骤。主要方法有固相萃取法、液-液分配法、化学处理法、扫集共蒸馏法、低温冷冻净化法、前置色谱柱净化法等。(4)浓缩 由于净化过程所引入的溶剂,可能会降低待测组分的浓度或不适宜直接进样,需要去除部分或全部溶剂及进行溶剂转换,此过程为浓缩或富集,主要通过旋转蒸发器蒸干或惰性气体(如氮气)吹干除去溶剂。(四)快速检测样本的保存

1.保持样本原来的状态

样本应尽量从原包装中采集,不要从已开启的包装内采集。从散装或大包装内采集的样本如果是干燥的,一定要保存在干燥清洁的容器内,不要同有异味的样本一同保存。

装载样本的容器可选择玻璃的或塑料的,可以是瓶式、试管式或袋式。容器必须完整无损,密封不漏出液体。供病原学检验样本的容器,用前彻底清洁干净,必要时经清洁液浸泡,冲洗干净以后干热或高压灭菌并烘干,如选用塑料容器,能耐高压的经高压灭菌,不能耐高压的经环氧乙烷熏蒸或紫外线20cm,2h直射灭菌后使用。根据检验样本的性状及检验目的选择不同容器,一个容器装量不可过多,尤其液态样本不可超过容量的80%,以防冻结时容器破裂。装入样本后必须加盖,然后用胶布或封箱胶带固封,如是液态样本,在胶布或封箱胶带外还须用融化的石蜡加封,以防液体外泄。如果选用塑料袋,则应用两层袋,分别用线结扎袋口,防止液体流出或流入水污染样本。

2.易变质的样本需冷藏

易变质的食品在温度较高的情况下采样,一定要做冷藏保存,防止在送到检验室前发生变质。

3.特殊样本要在现场进行处理

如做霉菌检验的样本,要保持湿润,可放在1%甲醛溶液中保存,也可贮存在5%乙醇溶液或稀乙酸溶液里。

如做昆虫检验的样本,必须在每个样本容器内放入浸透乙醚或氯仿的棉球,熏蒸,将昆虫杀死,才送检验室,以防昆虫爬出和繁殖,但在采样记录上应说明活昆虫是使用哪一种熏蒸剂杀死的。

如做病毒检验的样本,数小时内可以送到检验室的,可只做冷藏处理,超过数小时的应做冻结处理:可先将样本放入液氮中冻结,然后在装入有冰块或干冰的冷藏瓶(箱)内运送;也可将装入样品的容器放入隔热保温瓶内,再放入冰块,然后按100 g冰块加35 g NaCl的比例,加入适量NaCl,立即将隔热保温瓶塞紧。应该特别注意的是装样本的容器应贴上标签,标签要防止因冻结而脱落。

资料来源

[1]蒋士强,罗晓琴.食品安全快速检测技术在我国的特需性及主流技术的进展.食品安全导刊,2013,5(5):26~29

[2]朱克永,揭广川,包志华.食品检测技术——食品安全快速检测技术.北京:科学出版社,2010

讨论题

(1)食品供应链中主要有哪些环节?(2)食品快速检测技术在食品流通等环节中的主要作用是什么?(3)讨论食品快速检测技术未来的发展方向。

学习单元一 食品中微生物指标的快速检测

学习目标

(1)熟悉微生物快速检测的主要方法;(2)掌握微生物指标的快速检测操作。

食源性微生物是影响食品安全的主要因素之一,微生物污染造成的食源性疾病是世界食品安全中最突出的问题。

对食源性微生物的检测既是卫生防疫部门工作的需要,也是食品生产企业进行产品质量控制的需求。同时,还是流通环节、餐饮行业监督的主要检测项目。传统检验方法准确性和灵敏性均较高,但涉及的实验操作比较繁琐,需要时间较长。因此,食源性微生物快速、准确、特异性检测的新技术和新方法受到各国科学家的重视。近年来,随着生物学技术和微电子技术的发展,食品微生物快速检测技术也有了很大的进展。

食源性微生物快速检测研究现状

在众多食品安全相关项目中,微生物及其产生的各类毒素引发的污染备受重视,食源性微生物的危害一直是食品安全受关注的焦点之一。微生物污染造成的食源性疾病是世界食品安全中最突出的问题。

常见的食源性病原体主要有:沙门菌、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌、肉毒梭菌、大肠杆菌O157、产气荚膜梭菌(魏氏梭菌)、猪囊尾蚴、旋毛虫、黄曲霉等。食源性病原体的种类仍在增加,对食品安全以及人类自身健康已构成了不容忽视的威胁。根据世界卫生组织的估计,全球每年发生食源性疾病数十亿人,发达国家发生食源性疾病的概率也相当高,平均每年有1/3的人群感染食源性疾病,其中食源性微生物引起的食源性疾病占37.1%。在世界范围内,由沙门菌引起的确诊患病人数显著增加。根据资料统计,在我国细菌性食物中毒中,有70%~80%是由沙门菌引起的。除此之外,由其他食源性病原体感染人的事件也常有报道。因此,迫切需要尽快建立一套检验、监测食源性病原体的标准体系,以便在基层推广应用。(一)微生物专用酶快速反应检测技术

1.显色培养基技术

利用致病菌中某些具有特征性的酶,应用适当的底物可迅速完成致病菌的鉴定。根据致病菌在其生长繁殖过程中可合成和释放某些特异性的酶,按酶的特性,选用相应的底物和指示剂,将它们配制在相关的培养基中。根据致病菌反应出现的明显的颜色变化,确定待分离的可疑菌株,反应的测定结果有助于致病菌的快速诊断。这种技术将传统的致病菌分离与生化反应有机的结合起来,且检测结果直观,因此显色培养基技术正成为今后微生物快速发展的一个主要方向。例如:法国科玛嘉公司开发的CHROM agar E.coli是目前应用较广泛的大肠杆菌显色培养基,使大肠杆菌能产生β-D-葡萄糖苷酸酶(β-D-Gud),绝大部分沙门菌、志贺菌和耶尔森菌不能产生Gud,而利用Gud酶底物可以有效地检测大肠杆菌。此外,金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌等显色培养基也已经开发出来并得到应用。

2.自动化微生物分析仪

此类仪器由传统生化反应及微生物检测技术与现代计算机技术相结合,运用概率最大的近似值模型法进行自动微生物检测的技术,可鉴定多种常见的致病菌。例如:法国生物梅里埃集团公司出品的Vitek AMS自动微生物检测系统对细菌的鉴定是以每种细菌的微量生化反应为基础,不同种类的Vitek检测卡含有多种的生化反应孔,可达30种,可鉴定405种致病菌。(二)分析化学技术

随着分析化学技术的日新月异,很多仪器分析手段和方法如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用(GC/MS)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)等,已显示出了在微生物检测中的潜力,这些方法不同于依赖微生物学特征的检测方法,而是通过分析微生物的化学组成来区分和鉴定微生物,开辟了检测和鉴定微生物的新途径。(三)载体技术

载体法包括快速测试片法、螺旋板系统法和滤膜法。载体法将稀释、培养和显色融为一体,大大简化了分析步骤,节约了分析时间,并且可以在取样的同时接种,结果更能反映当时样本中真实的细菌数,更为准确。目前载体法在食源性微生物检测中已得到广泛应用,如美国已将螺旋板系统法纳入美国官方分析化学师协会方法,滤膜法被广泛应用于生乳、巴氏杀菌乳与奶油的质量管理中。(四)代谢学技术

1.电阻抗技术

电阻抗技术是指微生物致病菌在培养基内生长繁殖的过程中,使培养基中的大分子电惰性物质,如碳水化合物、蛋白质和脂类等,代谢为具有电活性的小分子物质,如乳酸盐、醋酸盐等,这些离子态物质能增加培养基的导电性,使培养基的阻抗发生变化。通过检测培养基的电阻抗变化情况,即可判定微生物在培养基中的生长、繁殖特性,该法已用于食品中大肠杆菌、沙门菌、酵母菌、霉菌和支原体的检测,具有高敏感性、高特异性、快速反应性、高度重复性等优点。

2.微热量计技术

微热量计技术是通过测定微生物生长时热量的变化进行微生物的检出和鉴别。微生物在生长过程中产生热量,用微热量计测量产热量等数据,存储于计算机中,经过适当信号上的数字模拟界面,在记录器上绘制成以产热量对比时间组成的热曲线图。将试验所得的热曲线图与已知热曲线图直观比较,即可对微生物进行鉴别。

3.放射测量技术

放射测量技术是根据微生物在生长繁殖过程中代谢碳水化合物产14生CO的原理,把微量的放射性C标记引入碳水化合物或盐类等底2物分子中进行检测的技术。在微生物生长时,这些底物被利用并释放1414出含放射性的CO,然后利用自动化放射仪Bactec测量CO的含2214量,可以根据CO的多少来判断微生物的数量。该方法已用于测定2食品中的细菌,具有快速、准确度高、自动化等优点。(五)免疫分析检测技术

1.免疫荧光技术

免疫荧光技术是将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体(或抗原)上,与其相应的抗原(或抗体)结合后,在荧光显微镜下呈现一种特异性荧光反应,可用来对沙门菌、李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌等进行快速检测。该技术的主要特点是特异性强、敏感性高、速度快,但还存在不足,如非特异性染色问题尚未完全解决,结果判定的客观性不足,技术程序比较复杂。

2.酶联免疫吸附技术

酶联免疫吸附技术是将抗原或抗体吸附于同相载体,在载体上进行免疫酶染色。底物显色后,通过定性或定量分析有色产物量即可确定样品中待测物质含量。它结合了免疫荧光法和放射免疫测定法两种技术的优点,具有可定量、反应灵敏准确、标记物稳定、适用范围宽、结果判断客观、简便完全、检测速度快以及费用低等特点,可同时进行上千份样品的分析。

3.酶联荧光免疫吸附技术

酶联荧光免疫分析技术将酶系统与荧光免疫分析结合起来,在普通酶免疫分析的基础上用理想的荧光底物代替生色底物,可提高分析的灵敏度和增宽测量范围,减少试剂的用量。酶放大技术、固相分离及荧光检测三者的联合将成为荧光免疫分析中最灵敏的方法。

4.免疫磁珠分离技术

免疫磁珠分离技术是将磁性微球与免疫化学技术结合起来的一种技术。该技术是先用抗体包被的磁珠与样品混合,再用一个磁场装置收集磁珠。该技术可快速从食品成分中分离出靶细菌,克服了选择性培养基的抑制作用问题。据报道,用免疫磁珠分离技术从乳及乳制品、2肉类和蔬菜中分离出沙门菌,其检测限为每克1 × 10个细菌。如果和其他检验方法相结合,则可数倍地提高分离效率和检测限。

5.免疫胶体金技术

免疫胶体金技术是以微孔滤膜为载体包被已知抗原或抗体,加入待检标本后,经滤膜的毛细管作用或渗滤作用使标本中的抗原或抗体与膜上包被的抗体或抗原结合,再用胶体金结合物标记而达到检测目的。显色程度与抗原含量成正比,因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中,其特点是灵敏度和特异性都较高,且操作简便、快速、结果准确,不需任何仪器设备,易于判读,几分钟就可用肉眼观察到颜色鲜明的实验结果,并可保存实验结果。目前已有专门用来检测食品及环境中沙门菌抗原的商品沙门菌检测卡。

6.免疫印迹技术

免疫印迹技术分3个步骤:第一,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺电泳(SDS-PAGE),将蛋白质抗原按分子大小和所带电荷的不同分成不同的区带;第二,电转移,目的是将凝胶中已分离的条带转移至硝酸纤维素膜上;第三,酶免疫定位,目的是将前两步中已分离,但肉眼不能见到的抗原带显示出来。将印有蛋白抗原条带的硝酸纤维素膜依次与特异性抗体和酶标记的第二抗体反应后,再与能形成不溶性显色物的酶反应底物作用,最终使区带染色。该方法综合了SDS、PAGE的高分辨率及酶联免疫检测技术(ELISA)的高敏感性和高特异性,是一种有效的分析手段,在蛋白质化学中应用广泛,既可用于分析抗原组分及其免疫活性,也可用于疾病的诊断。(六)分子生物检测技术

1.分子杂交技术

分子杂交技术是指利用核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)可以和特定微生物的核酸相结合,来诊断和鉴别微生物的一种技术。该技术可以解决抗体检测的特异性问题,但需要相对大的样本量,才能获得明确的结果,所以在食品微生物方面主要是利用琼脂平板上的细菌菌落进行杂交。

2.PCR技术

聚合酶链式反应(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指纹图谱技术、多重PCR检测技术及实时荧光定量PCR技术等应用最为广泛。(1)依赖PCR 的DNA 指纹图谱技术 依赖 PCR 的 DNA 指纹图谱技术是通过各种改进的PCR技术,使目标微生物的核酸经扩增后,产生多条DNA扩增片段,通过统计分析找出某种微生物的特征条带,进行区别鉴定。(2)随机引物扩增DNA 多态性(RAPD)技术 RAPD 技术主要用于不考虑微生物核酸精确序列的情况下,比较微生物间的DNA指纹图谱差异,用于细菌种间的鉴定,Louie等比较了核酸分型技术、RAPD技术和脉冲场凝胶电泳技术用于李斯特菌的分型鉴定,结果显示后两种方法效果较好。(3)基因内重复性一致序列(ERIC)的扩增 ERIC 片段是存在于肠道细菌核酸中的重复DNA序列,分布在细菌染色体的不同位点上且以不同的距离分隔。因此,以这些重复的DNA片段作为PCR扩增时引物的结合位点,使其被分隔的片段大量扩增,在凝胶电泳上形成一系列的条带,从而区分不同的肠道细菌。该方法引用的引物序列固定,结果的重复性更好。(4)多重PCR(m-PCR)技术 m-PCR 是指在同一个反应体系中,加入多对特异性引物,如果存在与各引物对特异性互补的模板,即可同时在同一反应管中扩增出一条以上的目的DNA片段。m-PCR技术的建立,实现了多种食源性致病菌的同时检测。

3.基因芯片技术

基因芯片是指按照预定位置固定在同相载体上很小面积内的千万个核酸分子所组成的微点阵列。其检测致病菌原理为:选择细菌的共有基因(16 S rDNA、23 S rDNA及ERIC)作为靶基因,用一对通用引物进行扩增,再利用芯片上的探针检测不同细菌在该共有基因上的独特碱基,从而区分不同的细菌。该方法特异性强、敏感性高,操作简便快速,整个检测只需4h,可以实现微生物的高通量和并行检测。(七)其他新技术

1.ATP生物荧光技术

ATP生物荧光检测是基于萤火虫发光机制所设计。萤火虫发光细胞内具有特殊的发光物质——荧光素及荧光素酶,荧光素易被氧化,在荧光素酶催化下,由ATP激活,使之与氧结合,荧光素分子中的电子跃迁到高能级,处于不稳定的激发态,当电子跳回到低能级时,即发出荧光光子(Hr)。由于ATP能不断提供能量,因而荧光素分子不断地被激活,即可连续地发出荧光,其荧光强度与ATP浓度在一定范围内呈线性关系,通过发光光度计,可以检测出待测液中ATP含量。ATP是一种高能磷酸化合物,所有活细胞都含有ATP分子。利用这一点,可从活细胞中提取ATP,通过荧光检测,很快测出样品中的微生物总量。基于ATP生物荧光技术检测细菌的仪器很多,如美国Promega公司的ENLITEN总ATP快速生物污染检测盒。

2.LAMP法

LAMP法的特点是针对靶基因的6个区域设计4种特异引物,利用一种链置换DNA聚合酶在恒温条件下保温几十分钟,即可完成核酸扩增,根据反应物磷酸镁沉淀的浊度进行判断是否发生反应。高宏伟等应用LAMP法检测肉制品中的单核细胞增生李斯特菌,结果与作为对照的PCR结果相当,获得了理想的灵敏度,而实验条件的要求较低。该法不需要模板的热变性、长时间温度循环、繁琐的电泳、紫外观察等过程。在食品微生物检测及其他领域的实际应用中表现出灵敏度高、速度快、特异性强、简便等特点。

3.噬菌体鉴定技术

噬菌体是一种寄生于细菌的病毒,能在活的具有感受性的菌体内繁殖并将细菌裂解。由于细菌基本上都有自己的噬菌体,而且具有专一的寄生性,以及生长速度快等特点,常被用来鉴定一些特定的致病菌,其中以鉴定肠杆菌科细菌和金黄色葡萄球菌最具成效。

4.生物传感器技术

生物传感器主要由生物识别元件和信号转换器两大部分组成。生物识别元件又称感受器,由具有分子识别能力的生物活性物质(如酶、微生物、动植物组织切片等)构成。信号转换器(如热敏电阻、光纤等)是一个电化学、光学或热敏检测元件。当生物识别元件与待测物发生特异作用后,所得产物(光、热等)通过信号转换器转变成

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