日本找到检测食品细菌新方法 速度提高48倍

【新唐人北京时间2023年09月25日讯】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。

图为细胞代谢产生紫色的甲䐶。(Shinryuu/维基百科)

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1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。”

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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