利用酶检测技术对常见的病原体细菌进行检验

食源性疾病的爆发，疾病控制中心为疾病控制和预防而新评估的食源性疾病，都可能成为促成最新食物安全议案S.510的主要推动力。作为立法的一部分，食品药物管理局将被要求拟定出新的生产安全条例来针对高风险水果和蔬菜的生产商。这种对于食品安全的高度紧迫感将促使食物种植者和加工者对检测食品来源或实地试验的方案进行重新评估。本文将详细说明哪类细菌测试可用于食品工业，它们是如何操作的，如何对这些测试进行比较，并详细说明细菌检测领域内利用酶检测技术进行的检验方法。

现存的检测技术

历史上来讲，种植者和加工者使用3种方法来检测细菌，这些方法是：三磷酸腺苷(ATP)卫生监测系统，培养实验，以及聚合酶连锁反应(PCR)检测。

三磷酸腺苷监控系统是用来测试在细胞过程中，包括细胞分割中所出现的ATP分子。ATP检验可测试在所有动物、蔬菜，活体或已死亡的细菌、酵母菌、霉菌等细胞中存在的ATP分子，本文用于确定非有机表层清洁度或缺乏细胞活动所创造出的ATP分子。ATP测定需要有10000-100000的细菌所产生出的足量ATP进行测试，从而得出的一个阳性细菌检测结果。

培养实验是一种在实验室内进行的试验分析。这种实验可确定在一个特定的样本中可能出现的细菌类别。培养实验要求样本要在设定好的时间段内孵化，一般来讲是24～48小时内，给细菌一个生长的机会以便检测出其存在数量。这就要求要将样本送到实验室进行检测。

PCR是一种利用DNA去检测多种细菌及病原体的方法。这个过程放大了由一个DNA产生的从几千到数以百万计的复制过程。这是一个高精准度的实验，需要12-26个小时进行操作。

固有问题

现有的技术也存在缺陷，这些缺陷会降低食物生产者的效率，而且这些无效的测试会导致食物被污染以及各种疾病的产生，同时造成经济上的巨大损失。

ATP测定试验所针对的是存在于所有有机物质中的ATP分子，这意味着一个结果为阳性的ATP测试只能证实有机质是存在的，而不能确切的显示出有细菌的存在。这种测试通常是作为卫生检测，或检验物体表面是否已清除了所有存活或已死的有机物质。由于食物是有机的，而ATP分子永远都存活于活体细胞里。因此这项检测不适用于食品检验，因为它测试的只是物体是否存在有ATP分子。此外，ATP测定不能检测到生物膜，这是一个很棘手的生物体副产品，因它可以隐藏于活体细菌中，而且很常见于加工中的食物表面以及食品加工设备中。

总体来讲，做培养物分析是相当准确的。然而，这一方法要求样本必须培育24～48小时，这样才能证实细菌的存在。这就意味着样本必须在实验室进行培养，而且还需要一个训练有素的技术员。由于需要实验室工作，这就增加了检测的成本，而且可能由于费用的增加而导致处理和操作上的延迟。

虽然PCR也是高度精确的，但这需要客户首先把样本送到实验室，然后再由一位训练有素的技术员运用昂贵的仪器设备来进行这项实验。PCR是由好几个步骤组成的，必须严格遵守这些步骤才能取得精确的结果，这必然就增加了操作成本。PCR首先进行的是扩增实验，这阶段耗时8～20小时，然后是1～4小时的实物试验，由于步骤和时间的增加，费用也将增加，而食品受到污染的可能性将被忽略。

酶检测试验

自20世纪50年代初以来，微生物学家就开始研究和使用酶来检测细菌。到了七八十年代，很多科学家不再使用酶方法进行检测，而是使用抗原／抗体技术，或者是核酸扩增实验技术(NAAT)。由于酶的研究并没有中断，这就使得许多特异性酶逐步被人们发现，而这些酶与不同种类的微生物互相关联。这一发现促成了专有(酶的)基质的发展，这些基质能识别到细菌释放的特异性酶并与之相结合。运用这一理论，科学家们展开并促成了一系列试验，这些试验运用专有(酶的)基质进行水解，在此过程中产生荧光，然后在荧光计中读取数值，或者可添加试剂产生比色反应。

其他的诊断系统必须在培养基中培养细菌来找到细菌细胞，或者是用PCR／NAAT复制DNA。通常，自样本收集到获取结果所需要的时间会超过1天，而且这一过程还需要训练有素的技术员和昂贵的仪器才能完成。检测酶比检测菌落生长要快得多，因为细菌不断地产生酶来分解大分子物质如淀粉和蛋白质，

这两种物质是复制过程所必需的。因此，酶的数量会比菌落数量的增长速度快很多。

Flashcheck细菌酶检测组件

Flashcheck细菌酶检测组件是用来检测设备和食物表面的工具。试验可证实细菌的数量是否高于其本底值，结果可在20分钟内当场获取。试验操作简单，无需额外设备，还可检测隐藏于生物膜中的细菌体。与传统方法相比，若每个样本中存在的有机物超过1000的话，这一方法的准确性将超过98％。试剂盒可作为一种筛查工具用来搜寻“热点”，也就是细菌污染达到的一个不可接受的临界值。由于试剂盒价格便宜，使用起来快速且简单，因此可经常进行监测和测试。

总生物体表面测试

总生物体表面测试是一种由酶合成基质组成的检测系统，这种测试所产生的化学反应可检测出某些酶所对应的特定微生物。当与显影剂同时使用时，这种反应能使滤膜显色。实验时，使用者仅需加入2滴试剂A至试纸上，轻轻揉撮表面以进行测试，然后再加入2滴试剂B，等待约20分钟，随后再加入2滴试剂C，等待1分钟，最后可读取结果。试纸上有细菌出现的地方会呈现出紫颜色。

同时，这种实验也可作为检测物体表面或设备上的革兰氏阴性细菌的测试工具。测试过程与文中所介绍的方法相同。

阴性革兰氏食品测试

格兰氏阴性细菌(肠道杆菌)检测组件也可用来检测食品卫生。它使用含有基质的棉签进行测试。测试过程仅需加入2滴试剂A至棉签顶端，然后用棉签擦拭食物，等待约20分钟，再加入2滴试剂B，等待1分钟，便可读取结果。棉签中有革兰氏阴性细菌存在的部分会变成紫色。

荧光计测试组件

荧光计是一种手持式数据检测系统，能够检测出极少量的细菌(相当于每100毫升1CFU)，从样本收集到检测出结果只需数分钟。这种测量计能够检测液体，例如水，牛奶或者饮料。检测食物或样本表面时，需要从乳剂或棉签上获取样本。当专有萤光基质被某种特定的酶水解之后所产生的荧光显现时，可利用荧光计进行读取。在荧光计中所看到的数值是指，被细菌酶所检测出来的，由培养基样本反应后所显现的百亿分之一摩尔的荧光数值。荧光检测的过程仅需在检测药瓶中加入培养基，然后再加入液体样本，把检测药瓶放入荧光计中，等待约10分钟后按下测量键。如果有细菌存在，屏幕上将显示出一定数值。

有两种荧光测量计可供选择。低波长的荧光计用来检测总菌数，革兰氏阴性细菌(肠杆菌科)，大肠杆菌、肠球菌和沙门氏菌；另外一种高波长的荧光计用来检测粪便大肠菌。

优点

细菌酶检测试验有很多优于标准的培养实验，ATP或者PCR实验的特点。包括更快速，更易于使用，精准度更高，而成本更低廉以及可在生物膜内检测到细菌。光测细菌酶检测试验能在20分钟的极短时间内完成从取样到结果的过程。

而培养实验或PCR实验可能要花8～48小时来完成。另外，获取的实验结果可当场或当地使用，而无需将样本送检实验室。因此，所得信息可被即时运用于工作中而无需等待，这样可提高质量控制的流程，且可在产业中即时决策，以弥补原先花费在此时间段的漫长等待或因长期持有产品而缩短的产品保质期及总收入的降低。

结论

培养实验和PCR检测花费昂贵，过程缓慢而冗长。ATP测定对于活体细菌检测也非绝对可靠。酶检测为实地检测及识别细菌提供了一个准确、快速而又廉价的方法，这种测试可筛检出达到危险水平的细菌污染。因此，拥有一个低成本的筛查工具意味着用户可以更频繁地进行测试，从而可在细菌污染消费者之前，大大提高检测出细菌的成功率。