1 分子生物學方法
1.1 核酸探針法[1]
細胞核酸DNA 和RNA 是唯壹壹類可以傳遞遺傳信息的大分子,利用其可作為檢測的標靶。標靶通常是壹個特異性的核酸序列,它可以通過補體核酸分子作為探針來檢出。與免疫學方法相似,探針也需要附加適當的標記,如放射性同位素、酶或者發光的標識物。以前研究使用的探針技術由於要使用放射性同位素,只能用於專門的實驗室應用,所以現在比較熱門的是以核酸雜交為基礎的第二代技術—比色計。這種方法依賴於核糖體R N A(t R N A)發育過程中儲存的核酸成分進行檢測。這種天然富含rRNA 標靶序列的使用使得無輻射檢測成為可能,同時又保持了與放射性同位素方法相當或者更高的靈敏度。總的來說,核酸探針技術是壹種理想的快速檢測技術,但是也存在壹定問題,就是每檢測壹種菌就需要制備壹種探針,而且目前尚未建立所以菌種的探針,所以該技術還有待進壹步發展。
1.2 聚合酶鏈反應法(PCR 方法)[ 1 ]
聚合酶鏈式反應PCR (Polymerase Chain-Reaction1)是美國科學家Mullis於1983年發明的壹種在體外快速擴增特定基因或DNA 序列的方法。故又稱為基因的體外擴增法。它可以在試管中建立反應.數小時後能將極微量的目的基因或某壹特定的DNA片段擴增數十萬乃至千百萬倍。即可將皮克(Pg)水平的DNA特異地擴增到能夠檢測的微克( g)水平,無須通過繁瑣費時的基因克隆程序。便可以獲得足夠數量的精確的DNA 拷貝。目前PCR 技術已應用於微生物檢測有三種方法:
(1)使用壹套特異性的引物或壹套由壹個特異引物和壹個普通引物所組成的引物,此種PCR 技術僅產生壹種產物。
(2)用任意引物,得到壹群長短不壹的DNA 片段混合物,即RAPD — PCR(隨機擴增多態DNA 分析多聚酶鏈反應技術),此方法可以鑒別出腐敗菌的種及其亞種。
(3)嵌套多聚酶鏈反應技術,由於某些微生物會對PCR 產生幹擾,研究者對PCR 技術做了進壹步的開發,這就是嵌套多聚酶鏈反應技術的應用。該技術區別於以上兩種方法的機理在於操作中需要兩套引物,第壹套用於產生擴增的D N A 片段,此片段中含有第二輪PCR 引物的結合位點,第壹輪反應產物
被等分轉入第二輪P C R 引物,擴增靶D N A 。
2 免疫檢測技術
2.1 免疫檢測技術的基本原理[2]
免疫學是以抗原抗體特異性識別和結合反應為基礎。抗原是指能夠刺激動物體的免疫系統發生免疫應答,產生抗體或致敏淋巴細胞,並能在體內或體外與相應的抗體或致敏淋巴細胞發生特異性結合的物質。作為抗原物質應具備的特點是異物性、高分子量和分子結構的復雜性。食品或食物中的許多大分子(包括蛋白質、酶、多糖、核酸及感染微生物等)都是良好的抗原,而壹些小分子物質( 如激素、真菌毒素或農藥殘留物)可以通過與大分子載體(壹般為蛋白質) 相結合制備成人工抗原。因此,從理論上看,食品科學中遇到的幾乎壹切物質都可直接或間接地作為抗原。抗體則是抗原引起的免疫應答的產物之壹,可與引發的抗原發生特異性結合反應,據此可進行精確的定性定量的分析測定。
2.2 在食品檢驗中應用的主要免疫檢測技術
(1)酶聯免疫分析法(ELISA)[3]
ELISA的基礎是抗原或抗體的固相化及抗原或抗體的酶標記,其基本原理是把抗原或抗體在不損壞其免疫活性的條件下預先結合到某種固相載體表面;測定時,將受檢樣品(含待測抗體或抗原)和酶標抗原或抗體按壹定程序與結合在固相載體上的抗原或抗體起反應形成抗原或抗體復合物;反應終止時,固相載體上酶標抗原或抗體被結合量(免疫復合物)即與標本中待檢抗體或抗原的量成壹定比例,經洗滌去除反應液中其他物質,加入酶反應底物後,底物即被固相載體上的酶催化變為有色產物,最後通過定性或定量分析有色產物量即可確定樣品中待測物質含量。由於酶的催化效率很高,間接地放大了免疫反應的結果,使測定具有極高的靈敏度。國內在這個方面的研究工作開展得相對較晚,但也取得了壹些進展。
(2 )單克隆抗體檢測技術
利用細胞培養和細胞融合技術制備出具有抗原特異性單壹的抗體(單克隆抗體),性能穩定,可辨認抗原物質結構的微細差異,並和抗原發生特異性結合,避免其它分子的幹擾,能精確地測定抗原物質的含量。免疫學方法中的特異性抗體多采用多克隆抗體而單克隆抗體的報道不多,用於食品檢測的更少。但單克隆抗體重復性好,特異性強,不容易發生交叉反應,其特異性已經引起各國學者的重視。
(3)其他免疫檢測方法
早期的放射免疫分析法(RIA),由於使用放射性標記物和缺少改進空間,現在已經使用得很少。近年來,用其他免疫方法對食品進行檢測也有壹些成功的報道,如免疫磁珠富集技術;利用單克隆抗體膠體金法(MOP)檢測也有成功的例子[4],該方法采用高度特異性的抗原、抗體反應及免疫色譜分析技術,不需要
對樣品進行前處理。
3 快速測試片法
快速測試片是指以紙片、紙膜、膠片等作為培養基載體,將特定的培養基和顯色物質附著在上面,通
過微生物在上面的生長、顯色來測定食品中微生物的方法[5]。這是壹種集化學、高分子學和微生物學於
壹體的檢測方法。采用快速測試片檢測具有顯著的優點[6] :第壹,快速測試片可測定少量檢品,不需要配制
試劑,不需要大量的玻璃器皿,操作簡便迅速;易於消毒保存,便於運輸,攜帶方便,價格低廉,加之除紙片外無其他任何廢液廢物,大大減少或消除對環境的汙染,以及試驗後的清洗工作,減少了工作量。另外,避免了熱瓊
脂法不適宜受損細菌恢復的缺陷,故適用於實驗室、生產現場和野外環境工作使用。第二,快速測試片可
以在取樣時同時接種,結果更能反映當時樣本中真實的細菌數,防止延長接種時間時由於細菌繁殖造成的
數量增多。第三, 常規法壹般需要時間較長,而且要特定的溫度,這樣導致許多基層單位和食品企業不能實
施,也不能達到及時檢測的目的。而測試片無需進行使用前的準備工作,大大縮短了時間。
4 免疫磁球法(IMS)
免疫磁珠分離法可將特異性抗體偶聯在磁性顆粒表面。與樣品中被檢微生物發生特異性結合。載有
致病微生物的磁性微球在外加磁場的作用下向磁極方向聚集。因此可特異性地將目的微生物從樣品中快
速分離出來。該方法與壹般細菌培養分離法相比,極大地提高了食品中病原性副溶血性弧菌的檢出率;
與常規檢驗方法相比,免疫磁性分離技術具有顯著的優點。可以快速地從含有大量雜菌的懸液中有選
擇地分離出目的微生物。若與直接鏡檢技術、酶聯免疫技術、PCR 等快速檢測方法相結合,免疫磁性分離技術可大大提高致病微生物的檢測效率[7]。
5 基因芯片法
基因芯片技術是將各種基因寡核苷酸點樣於芯片表面,微生物樣品DNA 經PCR 擴增後制備熒光標記
探針,再與芯片上寡核苷酸點雜交,最後通過掃描儀定量並分析熒光分布模式來確定檢測樣品是否存在某
些特定微生物。基因芯片技術可以對環境中的微生物實現高通量和並行檢測。它在理論上可以在壹次實驗
中檢出所有潛在的致病原.可以用同壹張芯片檢測某壹致病原的各種遺傳學指標;同時具有靈敏、特異和
快速便捷等優點.因而在致病微生物檢測中有很好的發展前景。Borucki等[8 ]如1 構建的混合基因組微陣列可準確鑒別各種近緣單核增多李斯特菌分離物:Vol0kh ov[9 ]通過單管復合體擴增和基因芯片技術檢測
和鑒別6 種李斯特菌:Call等[10]通過分析E.coli0157:H 7的Sh ig a 樣毒素I、Sh ig a 樣毒素Ⅱ及溶血素A,發現基因芯片可準確檢測各種E.coli 0157:H 7分離物。目前雖然在樣品采集、處理以及基因芯片技術等方面取得了很大的進展。然而要更廣泛地應用基因芯片技術檢測食品微生物,還需解決諸如建立標準
化程序、降低檢測費用、簡化樣品制備和標記操作、進壹步提高檢測的特異性等壹系列問題。
化妝品中微生物由於微生物在自然界的廣泛存在,再因為化妝品的原料、添加劑中含有大量的如油脂、膠質、蛋白質、多元醇和其它營養物質及具有大量水分,這些都是微生物生長繁殖所必須的碳源、氮源和水等營養物質,在適宜的溫度、濕度等條件下,微生物在化妝品中將會大量生長繁殖,當微生物繁殖到相當數量後,壹方面微生物吸收和分解了化妝品中的有效成分,另外由於排泄而產生了壹些新的物質,而使化妝品的成分遭到了破壞,進而發黴、腐敗,使化妝品變色(產生紅、黑、綠等色的黴斑)和產生不悅的臭味,有的微生物還產生毒素,可使消費者遭到細菌感染和引起過敏等許多嚴重的危害。化妝品的微生物汙染可分為兩種情形,壹般將化妝品生產過程中受到的微生物汙染稱為壹級汙染;而將消費者使用過程中受到的汙染稱為二級汙染。1、 化妝品的微生物壹級汙染壹級微生物汙染是指化妝品生產過程中的汙染,包括設備、原料、生產及包裝四種途徑的汙染。生產設備如各種輸送泵、研磨機、混合攪拌機、乳化機、灌裝機等設備是微生物積聚之處。故需要進行消毒、殺菌等處理。化妝品原料是化妝品微生物的汙染源。在制造如加熱、混合前,可能已被汙染。因此,在制造前要對原料主要是動植物原料預防汙染,尤其是像蛋白質、澱粉這類原料。制造前需要對原料進行抽查,進行微生物培養計數。原料中微生物的情況直接關系到產品,應控制原料或產品的微生物數都應低於100只/克,同時不能存在病原菌。除了對原料進行消毒、滅菌外,另應註意水的微生物汙染。生產中所使用的去離子水不能儲存。在夏季的去離子水微生物可達1百萬只/克,自來水中常汙染有細菌,故對水也要進行處理,通常多采用加熱和紫外線照射等方法進行消毒。在化妝品的生產制造過程如制造乳劑時,通常采用加熱滅菌法,將水加熱至90℃維持20分鐘滅菌,然後與相似溫度的油相進行乳化。化妝品生產的最後流程包裝,也是容易引起微生物汙染的環節。在包裝室要求空氣凈化,空氣的潔凈度銨每升空氣中所含>0.5μm塵粒的平均數表示級別。近年來我國對空氣潔凈度的分級已經開始采用美國標準,表示方法如下: 空氣潔凈度級別 >0.5μm塵粒的平均數 100級(Ⅰ) <3.5粒/升1000級(Ⅱ) <35粒/升10000級(Ⅲ) <350粒/升100000級(Ⅳ) <3500粒/升化妝品生產包裝要求空氣潔凈度在10000級(Ⅲ)-100000級(Ⅳ)。Ⅲ級為無菌車間,(Ⅳ)級為半無菌車間。可以用細菌培養的方法來檢驗包裝室是否為凈化無菌室。在化妝品的包裝過程中,操作工人的人體和衣物也會引起微生物的嚴重汙染,如人體的頭皮上的微生物可高達140萬只/cm2,因此,必需對操作人員要求高標準的個人衛生,對所穿衣、帽、鞋等也要進行消毒處理。另外,化妝品的包裝容器瓶、罐、管等也會受到微生物汙染,壹般玻璃器具比塑料器具汙染嚴重,因此,對包材必須進行消毒處理。2、 化妝品的微生物二級汙染這種微生物汙染是指消費者在使用化妝品時,如用手指塗抹化妝品時,手指上的微生物就會汙染化妝品,化妝品產品的蓋子經常打開,也會受到微生物汙染,這樣微生物也會在化妝品中很快繁殖,致使化妝品發黴、腐敗等變質。因此,在生產化妝品時,需要在化妝品中加入有效的防腐劑。抑制微生物的繁殖。