◎ 朱炳華
(膠州市疾控中心,山東 青島 266300)
食品微生物檢驗在食品安全領域具有至關重要的作用,其中大腸桿菌的檢測頗受關注。大腸桿菌作為一種常見的食源性病原體,廣泛存在于人們的生活中,其可能導致腸胃不適,出現(xiàn)腹瀉等癥狀,人類健康因此受到極大影響。所以,快速精確地檢測食品中的大腸桿菌,顯得尤為重要。
傳統(tǒng)的食品微生物檢驗途徑主要由培養(yǎng)方法與免疫學手段構成,然而,這些方式耗時較長、靈敏度不足。隨著分子生物學與免疫學領域的持續(xù)突破,一些新興的靈敏度高的檢測方式被應用于食品微生物檢測領域。其中,免疫磁珠技術與PCR 技術,近年成為人們矚目的焦點,備受推崇。
免疫磁珠技術是通過磁性微球與抗體相結合,借助磁場之力,捕獲微生物,具有獨特的分辨能力和反應速度。PCR 技術通過擴增目標微生物的核酸片段,可以迅速辨識目標。將兩種技術相互融合,能最大限度地展現(xiàn)各自優(yōu)勢,快速檢測大腸桿菌。
免疫磁珠分離儀器;擴增基因儀器;顯微鏡;微生物之核;基因采樣器;大腸桿菌特異性引物與探針;塔克DNA 聚合酶;dNTPs[1];10×PCR buffer。
本次研究共測試了50 個食品樣本,包括肉類、乳制品、蔬菜等,所有樣本都源自附近的超市與農(nóng)貿(mào)市場。
1.3.1 免疫磁珠富集
取25 g 樣本,溶入225 mL 消毒生理鹽水中,制備成1 ∶10 的稀釋液,確保充分混合。將稀釋后的樣品液經(jīng)過免疫磁珠分離柱進行處理,采用免疫磁珠分離技術,成功篩選出目標大腸桿菌。將免疫磁珠上的大腸桿菌清理干凈,進而將其收集至離心管內(nèi),備用。
1.3.2 DNA 提取與PCR 擴增
(1)借助細菌基因組DNA 提取試劑盒,成功提取大腸桿菌的基因組DNA。具體操作步驟如下:免疫磁珠上的大腸桿菌被清洗,最終匯集到離心管里,添加適量裂解液,輕輕攪拌使之均勻;蛋白酶K 與硅藻土混合均勻后移至吸附柱內(nèi),遵循試劑盒操作手冊進行后續(xù)步驟,獲取清澈的基因組DNA。
(2)采用特異性引物與探針實施PCR 擴增[2]。反應體系50 μL,內(nèi)含DNA 模板、特異性引物、探針、Taq DNA 聚合酶、dNTPs 以及PCR 緩沖液。PCR 反應的過程,PCR 擴增開始于95 ℃下的5 min 預變性步驟,接著進行40 個循環(huán),每個循環(huán)包括90 ℃下的變性步驟持續(xù)30 s,55 ℃下的退火步驟持續(xù)30 s,以及72 ℃下的延伸步驟持續(xù)30 s。最后,進行一個最終延伸步驟,在72 ℃下持續(xù)10 min。
通過免疫磁珠分離技術,本研究從50 份食品樣品中成功分離出大腸桿菌,分離率達100%,具體數(shù)據(jù)如表1、圖1 所示。
圖1 免疫磁珠分離結果折線圖
表1 免疫磁珠分離結果表
總體來說,針對各類食品樣本,免疫磁珠分離技術皆能實現(xiàn)100%的分離效果,為大腸桿菌的檢測賦予了極高的精確度和可信度[3]。然而,對于食品安全性的全面評估,還需依賴多種檢測手段與深入的綜合分析。
對大腸桿菌分離物進行PCR 擴增,擴增產(chǎn)物隨之呈現(xiàn)。PCR 產(chǎn)物經(jīng)過2%瓊脂糖凝膠電泳進行分析,所有樣本皆呈陽性反應,確認已檢測到大腸桿菌,具體數(shù)據(jù)如表2 所示。
表2 PCR 擴增結果表
如表2 所示,PCR 擴增結果顯示,在肉類、乳制品和蔬菜這3 類樣品中,每一類的所有樣本都呈陽性反應。具體來說,肉類樣品有20 個,乳制品和蔬菜樣品各有15 個,它們的陽性率均達到了100%。這表明在所有測試的樣品中,目標DNA 都成功地被擴增出來。
陽性率的百分比,就是成功擴增的樣品在總樣品數(shù)量中所占的比重[4]。在本研究中,肉類、乳制品與蔬菜的陽性率皆達到100%,由此可見,在這3 種食物中,所有樣本皆檢出大腸桿菌,PCR 擴增過程得以順利進行。
對50 份食品樣品進行大腸桿菌數(shù)量檢測,結果如表3 所示。
表3 大腸桿菌數(shù)量檢測結果表
本研究對50 份食品樣本進行了剖析,結果顯示[5],在肉制品樣本中,大腸桿菌含量介于<10~104 CFU·mL-1區(qū)間,平均數(shù)值約為5.3×103 CFU·mL-1,說明肉類樣本里存在一定規(guī)模的大腸桿菌。乳制品樣品中大腸桿菌的數(shù)量區(qū)間為<10~9.8×103 CFU·mL-1,平均值為4.2×103 CFU·mL-1,可見,乳制品中的大腸桿菌含量相對較少。蔬菜樣本中,大腸桿菌的數(shù)量分布為<10~7.6×103 CFU·mL-1,平均值為3.4×103 CFU·mL-1。相較于肉類與乳制品,蔬菜的大腸桿菌含量相對較低,但食品安全問題仍需密切關注。
本研究運用免疫磁珠與PCR技術相結合的方式,對食品中大腸桿菌實施了迅速檢測。經(jīng)實驗證實,此法具備較高的精確性與敏感度,可以用于食品微生物檢驗中大腸桿菌的快速檢測。①免疫磁珠技術可以成功地從食品樣本中篩選出大腸桿菌,其分離效果高達100%,可提升檢測的專一性。②采用PCR技術,可以對免疫磁珠分離出的大腸桿菌進行核酸擴增。借助特異性引物與探針,可以保證擴增結果的專屬性與敏銳度。③PCR 產(chǎn)物經(jīng)過瓊脂糖凝膠電泳分析,檢測結果顯示,所有樣本皆為陽性,進一步驗證了此方式的穩(wěn)定性。④本研究進一步探討了各類樣品中大腸桿菌的數(shù)量分布特點。數(shù)據(jù)顯示,肉類與乳制品中大腸桿菌含量相對較多,蔬菜中大腸桿菌的含量相對較少,其原因與食品的加工方式和儲存環(huán)境有關。
免疫磁珠與PCR 技術相結合,具備高效、精確、靈敏度高的特點,可以為大腸桿菌的快速檢測提供有力保障。未來,結合其他新興技術,如納米科技、生物傳感器等,可以增強檢測的敏銳性與專一性。