日本找到检测食品细菌新方法 速度提高48倍

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來源:大纪元


日本研发的快速测量食品中活细菌数量方法，让速度从原本的2天缩短至1小时。图为细胞代谢产生紫色的甲䐶。（Shinryuu／维基百科）

【大纪元2023年09月22日讯】（大纪元专题部记者吴瑞昌编译报导）今年8月，美国华盛顿州有6人因食用被李斯特菌污染过的奶昔而住院治疗，其中3人经医治无效去世。由此可见，关乎每个人生命的食品卫生检测是极为重要的。不久前，日本科学家研发出一种快速测量食品中活细菌数量的方法，使检测时间从原来的2天缩短至1小时。
传统的检验结果往往是在食品运出工厂后才能获得，这可能会导致严重后果，因此迫切需要新的细菌测试方法，加快细菌污染的识别过程。
日本大阪都立大学（Osaka Metropolitan University）的研究团队利用水溶性分子四唑盐，使用电化学方法，可快速和精准地检测出食品中的含菌量。该研究成果8月10日发表在《分析化学》期刊上，同时被十多家知名的科技新闻社引述。
在食品管理检验中，无论细菌种类如何，活菌数量是确保食品不受污染最重要的评估指标之一，但传统的细菌检测方法主要通过培养细菌，才能准确计算出细菌的活力反应，这通常需要至少2天时间才能得出检测结果。因为细菌培养法需要让细菌繁殖到一定程度才能进行检测，而大多数细菌分裂一次需要一个小时的时间，有些甚至需要20个小时。因此，多数的细菌至少需要48小时的分裂才能确定数目，有些可能需要花费三百多小时。
这次大阪都立大学开发的新的细菌检测方法，是通过溶解氧、酶促反应和电子载体方法进行细菌检测。这种方法不仅简单又快速，在产品出厂前就能轻松测出活细菌数量，而且只需花费一个小时，同时也可避开复杂的操作和使用昂贵的设备。
实验人员想通过使用克拉克型（薄膜氧）电极方式去测量细菌呼吸时需要消耗的氧气量，从而评估细菌的活力，因此，他们用细菌作为工作电极去评估细菌溶氧量的消耗。
这种做法只用于细菌，且需要在精准控制的实验条件下进行，因为溶氧量很大程度上取决于温度、溶液成分和溶解物质等环境条件。
研究人员先把一块鸡肉放在常温下50个小时，确保鸡肉长满细菌后，将其打成汁放入含有四唑盐类（MTT）的溶液中。MTT溶液经常被用来测试活细菌的细胞数。
MTT会渗入细菌的细胞内，与细胞内的辅酶（NADH）结合出现氧化还原反应，形成甲䐶（Zān）。过程中，溶液从黄色逐渐变成紫色，这种变色过程只需要10至30分钟。另外，MTT溶液具有良好的电流响应和电化学活性，可以用于薄膜氧电极。
观察到该结果后，研究团队将含有MTT的细菌悬浮液与低浓度的氯化钾（KCl）混合，并放入薄膜氧电极通电，观察电流响应时间对于电位的相关性。结果显示，含有大肠杆菌的MTT溶液与不含有大肠杆菌的溶液在电位和电流上出现差异。
不同的细菌和细菌量，会造成MTT的氧化还原反应程度不同，导致通电时的电位和电流出现差异。这种差异主要源自MTT还原物质甲䐶会覆盖在电极上，最终可能让电击无法运作。整个测试过程大约需要60分钟。
研究得出的结论是：细菌细胞内累积的MTT还原物质的多寡，直接产生电流和电压上的变化，因为细菌吸收的MTT多少，会随着活细胞数量的增加而增加。
研究人员这次选用的菌种包括大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、萤光假单胞菌和葡萄球菌。虽然不同菌种在电流上有差异，但依然能够被有效检验出它们繁殖的数量。
大阪都立大学的椎木浩（Hiroshi Shiigi）教授对该校的新闻室说，“我们通过这种新方法，可以快速检测出活细菌的数量，使食品出厂前就能确认其安全性，而这种新方法不需要复杂的操作或昂贵的设备。我们也将继续优化环境条件，期待未来可以看到便携式的细菌检测仪被用于日常生活。”