焙烤食品微生物检测现状及对策研究

　　胡志高

　　（咀香园健康食品（中山）有限公司，广东中山 528437）

　　摘　要：焙烤食品易受微生物污染，威胁食品安全。本文分析了焙烤食品微生物检测现状，指出快速检测技术应用范围有限、多重PCR 检测方法优化不足、微生物毒素检测方法标准化程度低等问题，提出了拓展快速检测技术的应用领域、优化多重PCR 检测方法的设计与条件、建立微生物毒素检测方法标准化体系，以期为强化焙烤食品质量安全监管提供参考。

　　关键词：焙烤食品；微生物检测；多重PCR；毒素

　　随着人们生活水平的提高，焙烤食品已成为人们餐桌上不可或缺的一部分。然而，焙烤食品在生产、贮存和销售过程中极易受到微生物的污染，给食品安全和消费者健康带来隐患[1]。微生物检测是评估焙烤食品安全状况的重要手段，然而目前国内外焙烤食品微生物检测仍存在诸多问题亟待改进。本文就焙烤食品微生物检测现状进行分析，并提出相应的优化对策。

　　1　焙烤食品类别及常见微生物

　　焙烤食品按原料、工艺、口感特点可分为面包、蛋糕、饼干、曲奇和月饼等多个品类。其中，面包主要由小麦粉、酵母发酵而成，品种涵盖欧包、丹麦包、吐司等；蛋糕以鸡蛋、砂糖、小麦粉为主要原料，经打发、烘烤等工序制成，如戚风蛋糕、芝士蛋糕等；饼干则通过调制饼干坯、成型、烘烤等步骤制得，常见品类有苏打饼干、奶油饼干等。焙烤食品生产涉及原辅料处理、面团调制、发酵、整形、装饰、烘焙、冷却和包装等环节。生产过程中如果卫生条件控制不当，容易引入多种微生物而污染产品[2]。一般而言，焙烤食品中常见微生物包括霉菌、酵母菌、耐热菌和大肠菌群等。霉菌主要有葡萄孢属、曲霉属等，可引起面包、蛋糕等发霉变质；酵母菌如白色念珠菌等可造成面团醒发不良、产品酸败；耐热菌如嗜热脂肪芽孢杆菌等在焙烤工艺中有一定存活率，可影响产品货架期；大肠菌群如大肠埃希菌等在食品中被检测到，则提示食品受到粪便污染，存在潜在致病风险。此外，部分微生物还会产生对人体有害的毒素，如曲霉产生的黄曲霉毒素、棒曲霉菌产生的赭曲霉毒素等。

　　2　焙烤食品微生物检测技术概述

　　焙烤食品微生物检测技术经历了从传统培养方法到快速检测方法的发展历程。传统微生物检测依赖于选择性培养基。然而，传统微生物检测方法耗时长、操作烦琐，难以满足食品工业快节奏生产的需求。为提升检测效率，酶联免疫吸附测定（Enzyme-LinkedImmunosorbent Assay，ELISA）、聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）等快速检测技术不断涌现。ELISA 法是利用抗原抗体特异性结合原理，通过酶促显色反应实现目标物的高灵敏检出。例如，利用双抗体夹心ELISA 检测赭曲霉毒素，灵敏度可达0.1 ng·mL-1。PCR 技术以特异性引物扩增微生物基因组特定序列，结合电泳、荧光探针等手段实现微生物的定性定量分析。例如，采用TaqMan 探针法对大肠埃希菌进行定量PCR 检测，具有特异性强、灵敏度高的特点[3]。此外，生物芯片技术、生物传感技术和流式细胞技术等新兴手段也为焙烤食品微生物检测提供了新的思路。例如，基于核酸适配体的微生物生物芯片可实现多种致病菌的同时检测；基于抗体修饰石英晶体微天平的生物传感器可用于霉菌毒素快速筛查；结合荧光原位杂交与流式细胞术可实现复杂基质中微生物的原位定量分析。上述新兴技术在提升检测速度、灵敏度等方面优势明显，但仍需进一步标准化和产业化，以期在焙烤食品微生物检测领域得到广泛应用。

　　3　焙烤食品微生物检测现状及常见问题

　　3.1　快速检测技术应用范围有限

　　焙烤食品微生物快速检测技术虽已取得长足进步，但在实际应用中仍存在一定局限性。酶联免疫吸附测定法是一种常用的快速检测手段，然而当前商品化的ELISA 试剂盒多针对单一菌种或毒素，如仅检测沙门氏菌或黄曲霉毒素，尚难以实现多目标物的同时检测，不利于全面评估食品安全风险。此外，基于聚合酶链式反应的分子生物学检测方法的灵敏度高，但对反应条件控制要求严格，样品基质中共提物、抑制物等干扰因素可导致假阴性结果，影响检出率。而生物芯片、生物传感器等新兴快检技术虽可实现高通量、智能化检测，如基于微流控芯片的多重PCR 可同时分析多达24 种食源性致病菌，但仪器设备昂贵、操作专业性强，在基层检测机构中推广应用仍面临诸多挑战[4]。

　　3.2　多重PCR 检测方法优化不足

　　当前焙烤食品中致病菌污染问题不容忽视，而多重PCR 技术虽有望实现多病原体同时检测，但仍面临优化不足的问题。多重PCR 检测通量有限，一次反应能够同时检测的目标菌种数量较少，如双重PCR、三重PCR 等，难以全面覆盖焙烤食品中的各类致病菌。以三重PCR 检测沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌为例，虽然可一步筛查3 种常见致病菌，但对于李斯特菌、肠炎病毒等其他可能存在的病原体则无能为力。同时，引物和探针的设计是影响多重PCR 特异性和灵敏度的关键因素。不同引物竞争性结合模板会导致扩增效率下降，特异性降低，产生非特异扩增。而TaqMan 探针虽然特异性强，但价格昂贵，多重检测所需探针数量多，成本高昂。新型探针如熔解曲线探针虽然经济实用，但在多重检测中交叉信号干扰问题更为突出[5]。此外，多重PCR 产物一般采用琼脂糖凝胶电泳进行鉴定，而常规凝胶电泳的分辨率和灵敏度有限，易出现条带拖尾、弥散等现象，不利于准确判读结果。

　　3.3　微生物毒素检测方法标准化程度低

　　微生物毒素是焙烤食品安全监管的重点之一，但现行检测方法存在标准化程度不高等问题，直接影响到检测数据的可比性和权威性。以黄曲霉毒素检测为例，酶联免疫吸附测定法和液相色谱- 串联质谱法（Liquid Chromatography Tandem-Mass Spectrometry，LC-MS/MS）是两类常用的检测方法。理论上，两种方法的灵敏度和特异性均能满足痕量分析要求，但在实际应用中，不同厂家生产的ELISA 试剂盒质量参差不齐，缺乏统一的性能评价标准；而LC-MS/MS虽然被视为痕量分析的金标准，但基质效应显著，缺乏可溯源的基质标准物质，导致不同实验室采用的前处理方法和检测条件差异较大，结果的重现性难以保证。类似问题在赭曲霉毒素、伏马毒素等其他常见真菌毒素的检测中同样存在。由于缺乏统一、权威的毒素检测方法标准，不同实验室间数据可比性差，既不利于精准评估焙烤食品的安全风险，又无法为制定科学的限量标准提供可靠依据。

　　4　焙烤食品微生物检测技术优化对策

　　4.1　拓展快速检测技术的应用领域

　　焙烤食品微生物快速检测技术应用范围有限的问题亟待突破。针对ELISA 法单一靶标检测的局限性，可考虑发展多重抗体芯片技术。通过在芯片表面固定化多种特异性抗体，实现对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌等多种致病菌的同时检测，大幅提升检测通量。同时，优化芯片表面化学修饰方法，引入纳米金、量子点等新型信号放大元件，有望进一步提高灵敏度，拓宽检测下限。而针对PCR 技术易受基质干扰的问题，可探索将核酸适配体技术与PCR 相结合，利用核酸适配体高特异性、强亲和力和耐受性的优势，通过优化富集捕获条件，减少样品基质对PCR 反应的抑制作用，提高检出率。在PCR 产物检测方面，可尝试将毛细管电泳、熔解曲线分析等方法引入食品检测领域。毛细管电泳具有分离效率高、灵敏度强、自动化程度高等特点，有望提升PCR 产物的分辨率和定量精度。而熔解曲线分析可实现PCR 扩增与产物鉴定一体化，通过分析扩增子的熔解温度判断其特异性，避免了凝胶电泳操作，缩短了检测周期。此外，随着微流控芯片、生物传感器等新兴技术的发展，有望突破现有快检技术的应用瓶颈。例如，基于核酸适配体的生物传感器具有响应速度快、重复使用性强的特点，将其与无线射频识别等物联网技术相结合，有望实现对焙烤食品生产各环节的实时监控和溯源。

　　4.2　优化多重PCR 检测方法的设计与条件

　　针对当前多重PCR 检测方法优化不足的问题，可从引物和探针设计、扩增条件优化、产物检测手段等方面入手进行系统改进。①在引物设计方面，应综合考虑引物的特异性、灵敏度、扩增效率等关键参数。例如，采用生物信息学软件辅助优化引物序列，通过比对分析排除引物间二聚体、发卡结构等热力学不稳定因素，降低非特异扩增风险；同时优化引物退火温度、GC 含量等，在提高特异性的同时兼顾扩增效率。②在探针设计方面，可开发新型通用探针以降低成本。例如，设计以碱基类似物为修饰的通用熔解曲线探针，通过改变碱基类似物的种类和数量调控探针熔解温度，实现对不同扩增子的精细判别，避免了多重检测中探针信号重叠的问题。③在扩增条件优化方面，可引入新型耐高温DNA 聚合酶，如采用来源于嗜热古细菌的SD DNA 聚合酶，扩大退火温度范围，提高引物结合特异性；同时优化镁离子浓度、dNTP 用量等，在保证扩增效率的前提下最大限度地抑制非特异扩增。④在产物检测手段方面，可将高分辨率熔解曲线（High-ResolutionMelting，HRM）分析引入多重PCR 结果判读。HRM通过检测扩增子解链过程中荧光信号变化，依据熔解曲线形状差异实现基于扩增子长度、序列、GC 含量的精确分型，区分能力远超传统琼脂糖凝胶电泳；结合饱和染料如Eva Green、LC Green 等，可实现扩增子熔解温度的可视化调控，进一步提升分型的灵敏度和准确性。

　　4.3　建立微生物毒素检测方法标准化体系

　　微生物毒素检测方法标准化程度低的问题亟待系统解决，其关键在于构建一个覆盖毒素提取、净化、浓缩和检测全流程的标准化体系。针对ELISA法试剂盒质量参差不齐的问题，可从抗体制备入手，通过优化免疫原设计和筛选策略，制备出高亲和力、高特异性的单克隆抗体，并建立统一的表征方法和质控标准，从源头提升试剂盒性能的稳定性和可比性。针对液相色谱- 串联质谱法存在基质效应和缺乏标准物质等问题，可从样品前处理、仪器参数优化、定量方法确证等方面系统优化。例如，在样品前处理环节，可引入固相萃取、分子印迹等高效净化技术，通过优化净化填料和洗脱溶剂，最大限度地去除基质干扰；在仪器参数优化方面，可通过选择合适的电离模式、母离子和子离子、碰撞能量等参数，提高检测的灵敏度和特异性；在定量分析中，应重点加强基质匹配标准品的合成与应用，通过同位素稀释等手段准确校正基质效应，保证定量结果的准确可靠。此外，还应加快推进各类微生物毒素标准物质的研制和应用，其纯度和均匀性应通过核磁共振、高效液相色谱等多种手段严格质控，并建立完善的定值方法和不确定度评估体系，从而在不同实验室间实现毒素定量检测结果的有效溯源和比对。

　　5　结语

　　微生物污染是威胁焙烤食品安全的重要因素。现有检测技术虽取得一定进展，但仍面临诸多亟待改进的问题。未来应着力拓展快速检测新方法的应用、优化多重PCR 检测方案设计、构建微生物毒素检测标准化体系，为精准评估和有效控制焙烤食品安全风险提供更加有力的技术支撑，切实维护消费者的健康权益。

　　参考文献

　　[1] 唐裕芳, 李玉芹, 周蓉, 等. 多重背景下“ 食品微生物学”课程融入思政教育探索[J]. 西部素质教育,2023,9(6):53-56.

　　[2] 朱军莉, 石双妮, 冯立芳. 信息技术在“食品微生物学检验”课程教学中的应用探讨[J]. 科技视界,2023(10):187-190.

　　[3] 田翠芳, 张昭寰, 陶倩, 等. 抗生物被膜材料在食品微生物安全领域的应用研究进展[J]. 食品科学,2022,43(11):265-272.

　　[4] 林虹, 陈梁发, 谭伟煊, 等.2018—2021 年广州市白云区网络外卖食品微生物污染状况监测分析[J]. 中国食品卫生杂志,2023,35(5):757-762.

　　[5] 茹义博, 董庆利, 马悦. 抗生物黏附材料的构建及在食品领域的应用进展[J]. 食品科学,2024,45(3):217-226.