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科學(xué)檢驗(yàn)檢測技術(shù)為食品安全筑起一道防護(hù)網(wǎng)

[2016/8/26]

    有時人們在外面吃飯鬧個肚子，最多去醫(yī)院，買點(diǎn)消炎藥就算了，根本不會想到這可能是由于致病微生物引起的食物中毒事件。對于老百姓來說，微生物引起的食源性疾病其實(shí)就在身邊。

　　

　　但很多時候，看不見的微生物經(jīng)常會隱匿于食物和各種環(huán)境中，稍不留神就可能遭到它們的襲擊，導(dǎo)致食源性疾病的暴發(fā)。尤其是經(jīng)濟(jì)全球化的今天，“吃貨們”可以足不出戶就能吃到來自世界各地的美食了。但每天面對海量的舶來品，出入境檢驗(yàn)檢疫人員是如何保證食品安全的呢？萬一出了問題，又該如何追根溯源找到污染的源頭呢？

　　

　　為使消費(fèi)者能夠吃到安全、放心的食品，加快進(jìn)出口商品查驗(yàn)速度，保證鮮活食品的貨架期；提高檢驗(yàn)檢疫部門的執(zhí)法力度和監(jiān)管水平。近年來，北京出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心建立了由快速檢驗(yàn)檢測技術(shù)、溯源檢測技術(shù)、預(yù)警監(jiān)管技術(shù)組成的“檢管一體”式食源性致病微生物檢測技術(shù)及預(yù)警監(jiān)管技術(shù)體系。

　　

　　該課題實(shí)現(xiàn)了食源性致病微生物的高通量快速檢測，比國家標(biāo)準(zhǔn)方法大幅度縮短檢測時間；建立了食源性致病微生物分子分型數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了食源性致病微生物的溯源；實(shí)現(xiàn)了從預(yù)警體系到監(jiān)管體系的全信息化管理，最大限度的縮短了從預(yù)警到監(jiān)管的時間，提高了有限資源的使用效率。值得一提的是，該課題榮獲2015年度北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

　　

　　從7天提高到3小時的快檢技術(shù)

　　

　　2006年，美國暴發(fā)“毒菠菜”事件，幾十人因食用被大腸桿菌污染的菠菜中毒身亡；2010年，美國連續(xù)發(fā)生沙門氏桿菌感染甜瓜事件，并造成群發(fā)性食源性疾。2011年，德國、瑞典等國因豆芽菜感染大腸桿菌造成幾百人中毒；2014年，丹麥多人因食用含有李斯特菌的香腸中毒身亡。

　　

　　這些觸目驚心的食品安全事件，罪魁禍?zhǔn)拙褪俏⑸镂廴。而在我國，由微生物引起的食源性疾病的案例，也不在少?shù)。

　　

　　據(jù)悉，世界衛(wèi)生組織發(fā)布的食源性疾病控制指南中指出，由生物因素構(gòu)成的食源性疾病致病因子占到84%以上，其中包括17種病菌、18種寄生蟲和7種生物毒素。由此可見，控制食品中微生物風(fēng)險(xiǎn)因素，對保障食品安全有多么的重要。

　　

　　然而，這些微生物個體小，繁殖快，數(shù)量多，因此在自然界容易散布并且分布很廣。上至天空，下至土壤、江河、湖泊以及動植物體內(nèi)外，無不充滿著各種各樣的微生物。

　　

　　“微生物包括細(xì)菌、真菌等，有些微生物還是致病菌，致病微生物是食源性疾病和食品安全的禍?zhǔn)住θ梭w的危害很大，因此食品中微生物的檢測非常重要！闭n題負(fù)責(zé)人，北京出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心的張捷博士告訴記者，“傳統(tǒng)的食源性致病菌的檢測方法主要是利用培養(yǎng)基對存活的病原微生物進(jìn)行培養(yǎng)和分離，這種方法有效，但因其周期長、程序繁瑣已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代檢測的要求，因此需要開發(fā)出高通量、高靈敏度和高特異性的快速檢測技術(shù)！

　　

　　對此，北京出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心的科研團(tuán)隊(duì)首次提出了食源性病原微生物分子馬達(dá)檢測理論。

　　

　　聽著就很“高冷”的分子馬達(dá)，又名分子發(fā)動機(jī)，是分布于細(xì)胞內(nèi)部或細(xì)胞表面的一類蛋白質(zhì)，它們的構(gòu)象會隨著與atp和adp的交替結(jié)合而改變，atp水解的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，引起馬達(dá)形變，或者是它和與其結(jié)合的分子產(chǎn)生移動。

　　

　　張捷對記者大致介紹了其中的原理：傳統(tǒng)的病原菌檢測方法要求對每個檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行非選擇性增菌、選擇性增菌、分離、篩選和鑒定等步驟，如霍亂弧菌、大副溶血弧菌等，一般需要好幾天才能出具檢測報(bào)告，嚴(yán)重影響貨物的品質(zhì)和貨架壽命。

　　

　　如果采用常規(guī)檢測方法，需要對每個項(xiàng)目進(jìn)行單獨(dú)檢驗(yàn)，費(fèi)時又費(fèi)力。而且由于進(jìn)出口食品的大量增加，對有效的快速檢測方法的需要很迫切。“而食源性病原微生物分子馬達(dá)檢測技術(shù)符合這個要求。”張捷說。

　　

　　科研團(tuán)隊(duì)利用熒光探針dhpe標(biāo)記的載色體chromatophone上的f0f1-atpase分子馬達(dá)生物傳感器。這個生物傳感器的設(shè)計(jì)基于其他催化atp合成過程中伴隨著h的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。首先在載色體chromatophone膜外標(biāo)上對ph敏感的熒光探針dhpe用于表征atp合成引起的質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)，然后在atp合酶的ε亞基連線上ε亞基抗體—生物素—鏈霉親和素—生物素—核酸探針；將待測樣品和陰性對照分別與生物傳感器結(jié)合的同時啟動atp合成，20—30分鐘后比較其熒光強(qiáng)度的差別，從而實(shí)現(xiàn)對樣品中的食源性病原菌的快速檢測。

　　

　　該技術(shù)通過將食源性致病微生物特異性基因探針、毒力基因探針與生物復(fù)合酶結(jié)合等途徑，發(fā)明了基于核酸、熒光探針、生物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的生物傳感檢測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)食源性致病微生物多靶同檢，達(dá)到了快速檢測的目的，大幅度縮短了分析時間。解決了傳統(tǒng)檢測法檢測周期長，容易漏檢的技術(shù)難題。

　　

　　“以前我們檢驗(yàn)周期大約需要3至7天，現(xiàn)在3小時就搞定了。”張捷說。

　　

　　追根溯源找到致病源頭

　　

　　在今天的國際貿(mào)易中，由微生物引起的大規(guī)模的食物中毒事件并不鮮見。這自然會引起貿(mào)易紛爭，雙方會爭論到底是生產(chǎn)方、還是運(yùn)輸方、銷售方的責(zé)任。

　　

　　2012年，德國學(xué)生中出現(xiàn)腸胃病毒感染，懷疑可能是食用了來自中國冷凍草莓所致。國家質(zhì)檢總局對此高度重視，立即要求檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)對相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)查。

　　

　　隨后，檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)封存了這家企業(yè)的所有庫存產(chǎn)品，并取樣送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病毒檢測，并未發(fā)現(xiàn)諾如病毒。最終，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)排查和實(shí)驗(yàn)室檢測分析，無科學(xué)證據(jù)表明，引發(fā)急性胃腸炎的冷凍草莓是在出口前被諾如病毒污染。

　　

　　“微生物食品安全問題的發(fā)生，可能存在于食品原料、生產(chǎn)加工、儲藏運(yùn)輸和市場銷售等諸多環(huán)節(jié)，如何準(zhǔn)確定位，找到問題發(fā)生的本源，是準(zhǔn)確消除食源性疾病的前提！北本z驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心副研究員張惠媛說。

　　

　　據(jù)了解，相較于傳統(tǒng)的血清分型、噬菌體分型、藥敏分型等微生物表型分型方法的不穩(wěn)定性，分子分型研究的是病原體的遺傳特征，具有一定的穩(wěn)定性和特異性，可以作為病原菌鑒定、溯源等研究不可或缺的依據(jù)。

　　

　　而在分子分型中，脈沖場凝膠電泳法（pfge）又以其分型力強(qiáng)、分辨率高、重復(fù)性好、易于標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，成為最常用和認(rèn)可的方法，是分子分型的“金標(biāo)準(zhǔn)”。

　　

　　“簡單的說，不同的地方的微生物條帶是不同的！睆埢萱赂嬖V記者，來源不同的同種細(xì)菌，由于基因組序列存在的差異，導(dǎo)致其限制性內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)的不同，酶切后片段的數(shù)量和分子量大小均有所不同，通過pfge電泳的作用將其分開，比較pfge圖譜的差異，就能直接或間接反映病原體變異分化的本質(zhì)即dna序列的改變，從而做到微觀變化的宏觀顯示。

　　

　　科研團(tuán)隊(duì)通過比較和分析pfge、mlst、mlva、基因芯片、rapd、aflp、rflp、質(zhì)粒圖譜分析等8種常見病原菌分子分型方法，建立病原菌分子分型系統(tǒng)的評價標(biāo)準(zhǔn)，并建立了進(jìn)出境食物源性病原菌單核增生李斯特菌等9種常見食源性致病菌pfge分型的標(biāo)準(zhǔn)操作程序。

　　

　　如今，北京出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心初步建立了病原菌分子分型數(shù)據(jù)庫，確立了不同國家或地區(qū)、不同種類產(chǎn)品中分離的食源性致病菌菌株的遺傳背景關(guān)系。

　　

　　“我們利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，結(jié)合分子分型數(shù)據(jù)溯源的質(zhì)量控制要求，建立了適用于出入境檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)食物源性病原菌分子分型數(shù)據(jù)交換平臺，解決了病原微生物的精準(zhǔn)溯源、標(biāo)準(zhǔn)化操作、信息共享等問題，從而為監(jiān)管提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐！睆埢萱抡f。

　　

　　建一張食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警網(wǎng)

　　

　　對于食品安全而言，先進(jìn)的檢驗(yàn)技術(shù)固然重要，但搭建一個食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和監(jiān)管的網(wǎng)絡(luò)也必不可少。

　　

　　課題組調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)發(fā)展中國家的食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和監(jiān)管都存在預(yù)警不及時、立法零散、多元管轄，以及實(shí)施過程中的混亂無章、資源浪費(fèi)等問題。而我國作為一個人口眾多的發(fā)展中國家，食品安全問題在社會經(jīng)濟(jì)中的重要性就尤為突出。

　　

　　“根據(jù)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則，加強(qiáng)對食品風(fēng)險(xiǎn)分析機(jī)制、要求、內(nèi)容、模式和方法研究，制定適合本國的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系和監(jiān)管體系，改善我國食品安全監(jiān)管的效果，提高有限資源的使用效率，是保護(hù)消費(fèi)者和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急！北本┏鋈刖硻z驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心主任張錫全說。

　　

　　針對我國在食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警上存在的漏洞，課題組基于檢驗(yàn)檢疫進(jìn)出口食品檢測數(shù)據(jù)，建立出一套針對進(jìn)出口食品安全行之有效的數(shù)學(xué)模型，并將案例數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果引入食品監(jiān)管體系中。

　　

　　這樣不僅可以將基于食品安全指標(biāo)體系評估模型計(jì)算出的某食品質(zhì)量安全度在檢驗(yàn)檢疫一線及時預(yù)警，而且實(shí)現(xiàn)了從預(yù)警體系到監(jiān)管體系的全程無紙化，可以最大限度地縮短從預(yù)警到監(jiān)管的時間，提高有限資源的使用效率。

　　

　　課題組建立了基于基礎(chǔ)項(xiàng)目指標(biāo)、食品合格狀態(tài)指標(biāo)、食品整體狀態(tài)指標(biāo)3個層次的進(jìn)出口食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，并研發(fā)了“進(jìn)出口食品安全預(yù)警系統(tǒng)”和“進(jìn)出口食品化妝品標(biāo)簽備案管理系統(tǒng)”兩個應(yīng)用軟件。

　　

　　“這兩個軟件已應(yīng)用在北京地區(qū)進(jìn)出口食品監(jiān)管體系中，實(shí)現(xiàn)了從預(yù)警到監(jiān)管的實(shí)踐，提高了有限資源的使用效率！睆堝a全說。

　　

　　如今，在北京乃至全國的出入境檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)，課題組開發(fā)的生物傳感快檢技術(shù)、pfge分子分型溯源及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和監(jiān)管技術(shù)為我國筑起一道食品防護(hù)網(wǎng)。

　　

　　據(jù)了解，快檢技術(shù)及產(chǎn)品，陸續(xù)在我國出入境檢驗(yàn)檢疫、農(nóng)業(yè)、工商、質(zhì)檢和衛(wèi)生等50多個食品檢測機(jī)構(gòu)和70多家企業(yè)得到應(yīng)用，出口至10多個國家或地區(qū)。

　　

　　“這些項(xiàng)目成果廣泛用于國境檢驗(yàn)檢疫、北京奧運(yùn)會、北京市市場流通監(jiān)管以及北京市重大活動食品安全保障，大力促進(jìn)了我國尤其是北京應(yīng)對食品安全及公共衛(wèi)生安全水平提升。”張錫全說。

（來源：科技日報(bào)）