最近食源性疾病的爆发以及疾病控制和预防中心 (CDC) 对食源性疾病的新估计可能是促使食品安全法案 S.510 最近通过的动力。作为该立法的一部分,FDA 将被要求为最高风险水果和蔬菜的生产商制定新的产品安全法规。这种对安全食品的紧迫感日益强烈,促使食品种植者和加工者重新评估他们在源头或现场检测食品的选择。
现有的测试技术
种植者和加工者历来使用三种方法之一来检测细菌:三磷酸腺苷 (ATP) 清洁度监测系统、培养物检测和聚合酶链式反应 (PCR) 检测。
三磷酸腺苷清洁度监测系统测试分子 ATP,该分子存在于所有有机材料中。 ATP 测定可测量动物和植物细胞以及活或死细菌、酵母或霉菌中的 ATP。该测定可用于非有机表面以确定清洁度,并且需要存在 10,000 至 100,000 个细菌才能产生足够的 ATP,从而对细菌进行阳性检测。
培养测定是一种实验室测试,可确定给定样品中可能存在哪些细菌或酵母。培养测定需要将样品孵育一定时间(通常为 24 至 48 小时),以便让细菌有机会生长以确定其存在。这需要将样品发送到实验室。
PCR 是一种使用 DNA 检测各种细菌和病原体的检测方法。该过程扩增一段 DNA,产生数千至数百万个拷贝。它非常准确,需要 12 到 26 小时。
固有的问题
现有技术存在缺陷,无法满足食品生产商的需要,无效的检测可能会导致食品污染、疾病、收入损失等。
ATP 测定检测 ATP 分子的存在,该分子存在于所有有机材料中。这意味着 ATP 检测呈阳性只能证实存在有机物,而不一定是细菌。该测定实际上是对清洁度的测试,或者是表面是否没有任何活的或死的有机材料的测试。由于它测试有机材料,因此不能用于食品,因为食品是有机的。此外,ATP 检测无法检测生物膜,生物膜是生物体的粘性副产品,可以隐藏活细菌。 ATP 测试的另一个问题是要产生足够的 ATP 才能产生阳性测试,细菌需要至少有 10,000 个细菌。
一般来说,培养测定相当准确,但该方法要求将细菌培养 24 小时至 48 小时以验证细菌的存在。这意味着样品将被送往实验室等待这段孵化时间,并由经过培训的技术人员读取测试结果。实验室工作的需要增加了最终用户的成本,并且增加的时间增加了受污染食品在整个过程中溜走的机会。
PCR 检测虽然也非常准确,但需要生产商将样本运送到实验室,由训练有素的技术人员使用昂贵的设备来处理测试。测试本身由几个复杂的步骤组成,增加了食品生产商的成本。 PCR 检测需要 8 至 20 小时的富集阶段,加上实际测试的 1 至 4 小时。增加的步骤和时间增加了成本,并且食品污染有可能被忽视。
酶测试
自 1950 世纪 1970 年代初以来,微生物学家一直在研究和使用酶来检测细菌。许多人在 1980 世纪 XNUMX 年代和 XNUMX 年代停止使用酶法,转而使用抗原/抗体或核酸扩增检测 (NAAT) 技术。然而,从那时起,持续的酶研究发现了与许多不同微生物相关的特定细菌酶。这些信息导致了专有底物的开发,这些底物可以识别并链接到特定细菌释放的特定酶。有了这些新信息,我们开发了利用专有底物的测试,该底物被酶水解时会产生荧光,可以通过荧光计读取或通过添加试剂来产生反应比色。
其他诊断系统必须通过在培养物中培养样本或利用 PCR/NAAT 系统复制 DNA 来找到细菌细胞本身。在大多数情况下,这些方法从样本采集时起需要一天以上的时间才能获得结果,并且需要经过培训的实验室技术人员和昂贵的设备。使用酶检测方法,细菌可以产生数千个酶分子,这比任何其他检测方法更快地增加了被检测的几率和时间。
细菌酶检测试剂盒
使用这种方法,细菌酶检测试剂盒(包括手动拭子试剂盒或数字手持式荧光计试剂盒)可用于现场测试表面和食品中的总生物体、革兰氏阴性菌(肠杆菌科)。测试可确认是否存在高于正常背景水平的细菌,并在 20 分钟内当场得出结果。该测试易于执行,不需要额外的设备,还可以检测隐藏在生物膜中的细菌。与传统方法相比,如果每个试纸条上存在超过 98 个生物体,则准确度将高于 1,000%。该试剂盒旨在作为筛查工具来寻找细菌污染程度不可接受的“热点”。由于它们价格低廉、快速且易于使用,因此可以执行更频繁的监控和测试。
好处
与标准培养、ATP 和 PCR 检测相比,酶细菌检测检测具有许多优点,包括速度更快、易于使用、准确性更高、成本更低以及能够检测生物膜。酶测定从样品到结果仅需 20 分钟即可提供结果,并且结果可在现场或现场获得,因为不需要将样品发送到实验室。培养或 PCR 检测利用专门的设备和训练有素的技术人员,而检测则不然,这使得它们成为食品种植者和加工者的有效、低成本筛选工具。
结论
目前的培养、ATP 和 PCR 检测方法昂贵、缓慢且繁琐。使用酶检测来识别现场细菌提供了一种准确、快速且廉价的方法来筛查危险水平的细菌污染。拥有低成本的筛查工具意味着用户可以更频繁地进行测试,从而大大提高在细菌污染到达消费者之前捕获细菌污染的成功率。