食品表面微生物污染的快速检测方法

2024-05-29 09:45:07 139阅读次数

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2022年5月10日国际学术期刊《International Journal of Food Microbiology》在线发表了关于使用新的检测方法实现对食品表面微生物的快速检测的研究论文（Interational Journal of Food Microbiology,2022,373,109699)。开发出一种快速筛选抗菌剂以对表面干燥的植物性细菌病原体的方法。本研究方法在未来开发有效的抗菌化合物以改善卫生和全球食品安全方面发挥关键作用。

研究介绍

食品接触的表面上存在细菌污染是食品加工业中一个长期存在的问题。乳制品和海产品加工装置中存在单核细胞增生李斯特菌，肉类、乳制品和海产品加工装置中存在金黄色葡萄球菌，坚果和坚果相关产品加工单元中存在肠沙门氏菌，牛肉加工表面存在大肠杆菌。法国的一项调查表明，大约 60% 的食源性疾病与加工过程中病原体从受污染的设备转移到食品有关。消毒剂和消毒剂的传统测试通常使用 AOAC 使用稀释法来监测处理过的细菌的生长/不生长，或者通过计算细胞的微生物对数减少来计算，这涉及到计数后存活的细菌细胞治疗。这两种方法都是耗时且劳动密集型的，oCelloScope微生物动态监测系统是一种自动明场光学显微镜，已用于监测对多种细菌的抗菌敏感性。oCelloScope 的光轴与水平面成 6.25° 角倾斜，从而可以准确成像多孔板中液体培养基中高浓度和低浓度的细菌细胞。在每个读取点以 z 堆栈的形式获取多个图像，其中包含聚焦图像和逐渐失焦的图像。尽管 oCelloScope 主要是明场，但倾斜技术的存在可以生成一些相位对比信息。oCelloScope 软件具有多种算法，可用于分析收集的数据。细菌生长曲线由 oCelloScope 软件通过测量随时间从 z 堆栈收集的像素来生成。

本研究旨在开发一种快速筛选抗菌剂以对抗表面干燥的植物性细菌病原体的方法。被选为代表性抗菌化合物的消毒剂广泛用于食品加工行业。使用 oCelloScope 数据来计算用 NaOCl 和 BAC（苯扎氯铵）作为消毒剂处理后微量滴定板中干燥细菌细胞的微生物对数减少 (MLR)。将该数据与在不锈钢和幸存者上进行类似处理的细菌细胞的 MLR 进行比较通过电镀回收。结果表明，oCelloScope 可用作快速确定溶解性抗菌化合物 MLR 的工具。

实验过程

实验过程中使用 oCelloScope 分析干燥细菌微生物的生长，将微生物细菌在 75% RH 的 96 孔板的孔内。20 小时后，将 200 μL TSB 添加到孔中，并使用 oCelloScope 随时间监测细菌细胞。

使用 oCelloScope 分析非干燥微生物的生长，肠炎沙门氏菌的过夜培养物在TSB 中以 250 rpm 的速度在摇床上生长。随后，将 104 –105 CFU/孔的接种物添加到 96 孔板的孔中，然后添加 TSB 并监测细菌数。用于分析抗菌药物敏感性，对微量滴定板中的干燥细胞进行抗菌处理。

将每种浓度的 NaOCl 或 BAC 50 微升 (50 μL) 添加到孔中（每种浓度一式三份）并培育 30 秒、1 分钟、3 分钟或 5 分钟。处理后，加入 200 μL TSB + 0.1% 硫代硫酸钠或 TSB + 0.7% 卵磷脂在 oCelloScope 中监测细胞数量之前，分别加入孔中以中和 NaOCl 和 BAC。将每个多孔板 (96 孔) 置于 oCelloScope内进行分析。图像通过重复获取，每个时间点收集 10 幅图像。照明时间为 2 m 秒，像距固定为 4.9 μm。每 2 小时采集一次图像，持续 24 小时或每 30 分钟采集一次，持续 4 小时。

选择软件UniExplorer上的背景校正吸收（BCA）算法和BCA归一化算法进行分析。BCA 算法利用所有 z 堆栈图像数据，校正背景光强度，然后将图像分为背景和对象像素。BCA算法提供了基于光吸收的准确细胞数数据，尤其是在细菌密度低的情况下。BCA 归一化值是通过从生长曲线上后续图像的 BCA 值中减去第一张图像的 BCA 值来计算的。分析了最佳焦点图像以及 z-stack 视频，以观察细菌细胞因抗菌化合物而发生的任何形态变化。

研究结论

食品加工行业中食品接触表面的微生物污染是一个重大的健康危害。评估食品加工过程中使用的消毒剂的功效对于确保公众健康和安全至关重要。本研究描述了一种使用 oCelloScope 量化抗菌处理后存活细菌细胞数量的光学筛选方法，以微生物对数减少 (MLR) 表示。

研究人员测试了两种消毒剂次氯酸钠和苯扎氯铵对三种病原体（肠炎沙门氏菌、大肠杆菌O157: H7 和单核细胞增生李斯特氏菌）的干燥细菌的功效食品加工表面上令人担忧的问题。不锈钢载玻片用于模拟商业食品加工表面。在对不锈钢表面进行抗菌处理之前，将细菌细胞在 75% 的相对湿度 (RH) 下干燥，并通过平板计数分析存活水平以计算 MLR。这些与使用 oCelloScope 生成的 MLR 值进行了比较，使用 oCelloScope 分析 MLR，将细胞在 75% RH 的聚苯乙烯微量滴定板上干燥，用抗菌剂处理，并分析存活的细胞数量。结果表明使用 oCelloScope 的 BCA 算法计算的处理过的干燥细胞的 MLR 值与使用传统平板计数测定法生成的值相当，抗菌剂针对所有测试病原体的浓度和处理时间相同，这说明该方法可用于快速筛选溶解性抗菌化合物的MLR。oCelloScope 可用作量化抗菌剂功效的快速筛选方法。由于平板计数测定通常需要数天时间来量化抗菌化合物对病原体的影响，因此 oCelloScope 有可能节省宝贵的时间和精力。此外使用 oCelloScope 进行分析所需的一次性用品明显少于用于标准平板计数的一次性用品。这有助于降低实验室成本和产生的废物量，使其更加环保。

A) 添加 TSB 后干燥肠炎沙门氏菌的生长，使用oCelloScope 测量并在 24 小时内量化（●）。使用背景校正吸收 (BCA) 算法分析生长。归一化值是根据初始时间点 (0 h) 的 BCA 值计算的。不含肠炎沙门氏菌的TSB用作阴性对照（□）（B）oCelloScope 图像显示 TSB 中肠炎沙门氏菌的细菌数量随时间增加。

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原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168160522001714

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