張小琴

微生物檢驗(yàn)作為食品安全保障體系的重要組成部分，對于保障公眾健康發(fā)揮著不可替代的作用。近年來，微生物檢驗(yàn)技術(shù)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)培養(yǎng)方法到分子生物學(xué)技術(shù)再到當(dāng)前快速檢測技術(shù)的飛速發(fā)展。其中，分子生物學(xué)技術(shù)如聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）和基因測序，為檢測路徑微生物提供了更高的靈敏度和特異性；快速檢測技術(shù)如免疫分析和生物傳感器，極大地縮短了檢測時(shí)間，提高了工作效率；自動(dòng)化和信息化技術(shù)如自動(dòng)化培養(yǎng)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS），正在改變傳統(tǒng)微生物檢驗(yàn)的工作流程，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高效管理和追蹤。本文將探討食品工程中微生物檢驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，以期為提高食品安全水平提供見解和建議。

一、微生物檢驗(yàn)在食品工程中的重要性

微生物檢驗(yàn)在食品工程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，涉及食品安全性和質(zhì)量控制的各個(gè)方面。食品工程從原材料處理到最終產(chǎn)品的包裝，每一步都面臨微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)，這些污染不僅容易引起食品腐敗，降低產(chǎn)品的感官品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值，還容易攜帶食源性病原體，如沙門氏菌、李斯特菌等，可能造成嚴(yán)重的食物中毒事件和公共衛(wèi)生危機(jī)。因此，微生物檢驗(yàn)作為一種評估和確保食品微生物安全的科學(xué)方法，對于預(yù)防食品污染、保護(hù)消費(fèi)者健康具有重大意義，還為食品工程提供了必要的數(shù)據(jù)支持，用于評估和優(yōu)化生產(chǎn)過程，確保食品在整個(gè)生產(chǎn)鏈中符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

隨著消費(fèi)者對食品安全要求的提高和政策法規(guī)的日益嚴(yán)格，食品工業(yè)對微生物檢驗(yàn)的依賴程度也在不斷增加。微生物檢驗(yàn)不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的污染問題，還可以監(jiān)控并驗(yàn)證清潔和消毒程序的有效性，保證食品加工環(huán)境的衛(wèi)生狀況。在食品儲(chǔ)存和應(yīng)用保鮮技術(shù)時(shí)，微生物檢驗(yàn)可以幫助確定最佳儲(chǔ)存條件和保質(zhì)期限。

微生物檢驗(yàn)的結(jié)果對于食品工程的多個(gè)決策過程至關(guān)重要，包括選擇原材料供應(yīng)商、制定加工參數(shù)、設(shè)計(jì)包裝材料、制定產(chǎn)品召回策略等。因此，微生物檢驗(yàn)不僅是食品安全監(jiān)管的基礎(chǔ)，也是提升食品工業(yè)競爭力、維護(hù)品牌聲譽(yù)的重要工具。通過持續(xù)進(jìn)行微生物檢驗(yàn)和監(jiān)控，食品企業(yè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的食品安全問題，不斷提升食品質(zhì)量，保障消費(fèi)者的信任和滿意度。

二、微生物檢驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新

1.分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。分子生物學(xué)技術(shù)通過靶向微生物的遺傳物質(zhì)，提供了一種比傳統(tǒng)培養(yǎng)方法更快速、更敏感且更具特異性的檢測手段，不僅能夠保障產(chǎn)品的安全性，還能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和市場競爭力。

聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)和其衍生形式如實(shí)時(shí)定量PCR（qPCR）和數(shù)字PCR，使得檢測特定微生物的DNA成為了可能，將檢測特定病原體的時(shí)間從幾天縮短至幾小時(shí)，大幅提高了食品安全檢測的響應(yīng)速度。即使是在樣本中微生物含量極低的情況下，PCR方法也能進(jìn)行有效檢測，提高了食品工程對微生物污染風(fēng)險(xiǎn)的控制能力。

分子生物學(xué)技術(shù)的另一項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用是基因測序和微生物組分析。通過高通量測序技術(shù)，可以對食品樣品中的微生物群落進(jìn)行整體分析，揭示食品中存在的所有微生物種類及其相對豐度。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠識(shí)別出已知病原體，還可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)培養(yǎng)方法難以培養(yǎng)或未知的微生物種類。微生物組分析提供了食品微生物安全和質(zhì)量評估的全新視角，有助于食品工程師更加全面地理解食品中的微生物環(huán)境，對于食品的保質(zhì)期預(yù)測、食品工藝的優(yōu)化以及新型防腐劑的開發(fā)等方面都具有重要的指導(dǎo)意義。

2.快速檢測技術(shù)的發(fā)展?？焖贆z測技術(shù)由于檢測速度快和操作簡便而得到了廣泛推廣，使食品工業(yè)的微生物檢驗(yàn)變得更加高效和精準(zhǔn)，有效縮短了產(chǎn)品從生產(chǎn)到市場的時(shí)間，保障了消費(fèi)者的健康和安全。

免疫學(xué)檢測方法如酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）以及基于流式細(xì)胞術(shù)的快速檢測技術(shù)已成為食品工業(yè)中檢測特定微生物的標(biāo)準(zhǔn)方法。ELISA技術(shù)通過使用特異性抗體與微生物抗原之間的結(jié)合反應(yīng)，可以在幾小時(shí)內(nèi)檢測到食品樣品中的特定微生物，如沙門氏菌、大腸桿菌等。相較于傳統(tǒng)培養(yǎng)方法，這種方法的檢測限制更低，且不需要繁瑣的培養(yǎng)步驟。流式細(xì)胞術(shù)則利用熒光標(biāo)記的抗體與細(xì)胞表面的抗原結(jié)合，通過光學(xué)系統(tǒng)快速計(jì)數(shù)并分析個(gè)體細(xì)胞，不僅增強(qiáng)了檢測的特異性，也提高了操作的便捷性。

生物傳感器技術(shù)在食品微生物檢驗(yàn)中扮演的角色也越來越重要。生物傳感器通常由生物識(shí)別元件和信號轉(zhuǎn)換器組成，能夠?qū)⑽⑸锏纳飳W(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為電信號，實(shí)現(xiàn)對食品中微生物活動(dòng)的直接監(jiān)測。這類設(shè)備的小型化和便攜性使其可以在食品生產(chǎn)線上實(shí)時(shí)監(jiān)測微生物污染，為食品工程師提供即時(shí)數(shù)據(jù)，以便快速做出決策。當(dāng)前，生物傳感器技術(shù)正朝著靈敏度更高、響應(yīng)時(shí)間更短、檢測范圍更廣的方向發(fā)展，為食品安全監(jiān)管提供了更強(qiáng)大的工具。

3.自動(dòng)化與信息化技術(shù)的應(yīng)用。自動(dòng)化與信息化技術(shù)在微生物檢驗(yàn)中的應(yīng)用正在改變傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)室操作，逐步從勞動(dòng)密集型向智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變，不僅提高了檢測效率，也提升了整個(gè)食品供應(yīng)鏈的管理水平。

自動(dòng)化技術(shù)允許進(jìn)行無人值守的樣品制備、培養(yǎng)和分析，極大提高了微生物檢測的效率和準(zhǔn)確性。自動(dòng)化培養(yǎng)系統(tǒng)可以控制孵化條件，自動(dòng)監(jiān)測生長曲線，在檢測到微生物生長的早期階段就可以發(fā)出警報(bào)。該系統(tǒng)不僅減少了人為錯(cuò)誤的可能性，還降低了實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性，提高了其可靠性。自動(dòng)化樣品制備設(shè)備減少了實(shí)驗(yàn)室工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了樣品處理的一致性，為后續(xù)的微生物檢測提供了標(biāo)準(zhǔn)化的樣品。

信息化技術(shù)的引入為微生物檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理和追蹤帶來了革命性的進(jìn)展。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）能夠有效管理大量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括樣品信息、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析報(bào)告，并支持對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速檢索、統(tǒng)計(jì)分析和趨勢預(yù)測，為食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估和決策提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持?，F(xiàn)代LIMS系統(tǒng)通常具備網(wǎng)絡(luò)接口，可以實(shí)現(xiàn)與企業(yè)內(nèi)部其他管理系統(tǒng)的對接，如供應(yīng)鏈管理、質(zhì)量控制等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和流程一體化。這對于確保食品安全至關(guān)重要，可以加快響應(yīng)時(shí)間，提升跨部門協(xié)作效率，保障消費(fèi)者能夠獲取安全、健康的食品。

三、微生物檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用

1.食品安全監(jiān)控。微生物檢驗(yàn)技術(shù)在食品安全監(jiān)控中的應(yīng)用是確保公共健康的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過對食品中微生物的持續(xù)監(jiān)測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并控制會(huì)對消費(fèi)者健康構(gòu)成威脅的病原體。第一，現(xiàn)代微生物檢驗(yàn)技術(shù)特別是分子生物學(xué)方法和快速檢測技術(shù)，使得食品生產(chǎn)和加工各個(gè)階段的即時(shí)監(jiān)控成為可能。這些技術(shù)提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，允許食品安全專家迅速評估食品中的微生物負(fù)荷，并在必要時(shí)采取措施，如加強(qiáng)對加工環(huán)節(jié)的清潔和消毒、調(diào)整保存條件、執(zhí)行產(chǎn)品召回等。第二，通過對食品中的有益微生物（如益生菌）進(jìn)行監(jiān)測，在保證食品安全的同時(shí)也能評估和提升食品的營養(yǎng)和健康價(jià)值。第三，微生物檢驗(yàn)技術(shù)還可以用來評估食品添加劑和防腐劑的效果，確保這些化學(xué)物質(zhì)的使用在保護(hù)食品免受微生物污染的同時(shí)，不會(huì)對消費(fèi)者的健康造成負(fù)面影響。

2.食品加工過程優(yōu)化。精準(zhǔn)的微生物檢測不僅能夠確保產(chǎn)品在出廠前符合安全標(biāo)準(zhǔn)，還能為加工過程中實(shí)施品控和改進(jìn)提供關(guān)鍵信息。第一，在食品工業(yè)中利用高通量的微生物檢測技術(shù)，可以監(jiān)測特定階段的微生物變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的潛在危機(jī)，如設(shè)備污染、原料變質(zhì)等問題。第二，微生物檢驗(yàn)技術(shù)在預(yù)測食品保質(zhì)期方面也具有不可替代的優(yōu)勢，通過對不同保存條件下食品樣品的微生物計(jì)數(shù)，可以建立食品腐敗的數(shù)學(xué)模型，從而預(yù)測產(chǎn)品的實(shí)際保質(zhì)期。這一過程不僅優(yōu)化了庫存管理，減少了食品浪費(fèi)，也為消費(fèi)者提供了更加準(zhǔn)確的食品安全信息。

四、具體應(yīng)用案例——以乳制品企業(yè)為例

1.微生物檢驗(yàn)實(shí)施過程。本文以乳制品企業(yè)為例，選擇了基于PCR的分子生物學(xué)技術(shù)開展微生物檢驗(yàn)，這種技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地檢測出乳制品中是否含有特定微生物，包括致病菌。第一，收集樣本。制定嚴(yán)格的樣本采集標(biāo)準(zhǔn)，確保從生產(chǎn)線的不同階段獲取代表性樣本，包括原料乳、加工過程中的乳制品以及最終產(chǎn)品。為了提高檢測準(zhǔn)確性，樣本需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪蕴崛∥⑸顳NA，這個(gè)過程需要精確控制條件，如溫度和時(shí)間，以保證DNA的質(zhì)量和完整性。第二，進(jìn)行PCR檢測。在這一步驟中，要使用特定的引物來放大乳制品中存在的微生物DNA，關(guān)鍵在于引物的選擇，它必須具備高度特異性，以確保只放大目標(biāo)微生物的DNA序列。放大后的DNA通過電泳等方法進(jìn)行檢測，以確認(rèn)微生物存在與否。采集到的樣本及檢驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

這些數(shù)據(jù)對于監(jiān)控生產(chǎn)過程的衛(wèi)生狀況和保障食品安全至關(guān)重要，乳制品企業(yè)能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的微生物控制情況有一個(gè)詳細(xì)的了解，特別是樣本編號003顯示結(jié)果呈陽性，意味著在加工過程中存在微生物污染，這就要求企業(yè)采取進(jìn)一步的措施來識(shí)別污染源并加以糾正，以確保產(chǎn)品的安全性。

2.結(jié)果解讀與改進(jìn)措施。以金黃色葡萄球菌在加工過程中的檢出為例，這一發(fā)現(xiàn)對企業(yè)而言是一個(gè)關(guān)鍵的警示，表明在生產(chǎn)流程中存在衛(wèi)生管理漏洞。金黃色葡萄球菌作為一種常見的食源性病原體，其存在指向了原料污染、設(shè)備不當(dāng)清潔或員工個(gè)人衛(wèi)生控制不足等多種原因。此類陽性結(jié)果的出現(xiàn)，意味著企業(yè)需要立即采取行動(dòng)，進(jìn)行徹底的風(fēng)險(xiǎn)評估，以識(shí)別污染源并制定相應(yīng)的糾正措施。企業(yè)需要對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行深入的復(fù)查，分析究竟是哪個(gè)環(huán)節(jié)造成了微生物污染，并調(diào)整操作流程以預(yù)防未來類似事件的發(fā)生，包括對員工進(jìn)行更加嚴(yán)格的食品安全和個(gè)人衛(wèi)生培訓(xùn)，確保每位員工都了解他們對于保證食品安全的作用。企業(yè)還應(yīng)考慮引入更先進(jìn)的檢測技術(shù)或提高檢測頻率，特別是在關(guān)鍵的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理任何微生物污染問題。通過實(shí)施這些綜合性的策略，乳制品企業(yè)不僅能夠提高產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量，還能夠增強(qiáng)消費(fèi)者對品牌的信任，從而在競爭激烈的市場中保持優(yōu)勢。