ATP是化學物質三磷酸腺苷的簡稱,存在於所有的生物體中(從微生物到高等動物),ATP在細胞體內主要作用是提供能量。鑒於ATP存在於所有生物體中,利用ATP發光檢測儀檢測ATP,可以間接地證明生物體的存在。隨著食品行業對食品衛生質量要求越來越高,而且ATP生物發光法在檢測食品微生物時簡單、快速且靈敏度高,因此近年來受到廣泛關注。
1、ATP生物發光技術的發展過程
ATP生物發光技術產生於20世紀70年代中期。1983年,Moyer等最早提出細胞內源性ATP的含量可以反映細胞的活性和活細胞的數量。同年Gronroos等也證實該技術是一種可靠、靈敏度高的確定細胞活性度的檢測方法。20世紀80年代,英國人首先研製出ATP檢測儀檢測係統,隨後發展到歐洲、美國和日本。應用範圍涉及食品加工、超市和飲食行業,檢測內容包括微生物和食品殘渣。1998年,日本國會頒布了《關於食品製造過程管理高度化臨時措施法》,其中即包含了應用ATP檢測儀檢測係統的內容。1999年,日本還成立了ATP塗抹檢查研究會,專門研究該方法的使用效率和應用領域,其內容之一就是在食品衛生監測領域中,解決現場微生物的檢測問題。20世紀末,一些ATP檢jian測ce儀yi檢jian測ce係xi統tong及ji技ji術shu被bei引yin進jin我wo國guo,到dao目mu前qian為wei止zhi,除chu個ge別bie省sheng級ji衛wei生sheng監jian督du檢jian測ce單dan位wei裝zhuang備bei外wai,主zhu要yao是shi在zai一yi些xie外wai資zi或huo合he資zi企qi業ye中zhong自zi行xing檢jian測ce使shi用yong。2002年,我國衛生部頒發了食品加工企業HACCP實施指南,鼓勵食品加工企業引入ATP檢測係統。近年來,蟲熒光素酶已通過基因工程生產,價格大幅度降低,隨著相關儀器的小型化,ATP生物發光技術必將會在國內相關行業得到迅速普及 。
2、ATP生物發光法菌落計數與傳統方法的比較
2.1 ATP生物發光法菌落計數
ATP廣泛存在於各種活的生物體中,活的菌體中也含有ATP。細菌死亡後,在細胞內酶的作用下,將很快被分解掉。ATP生物熒光檢測是基於生物發光體係的發光機理所設計,螢火蟲具有特殊的發光物質——蟲熒光素及熒光素酶,熒光素易被氧化,它在熒光素酶催化下,由ATPjihuo,shizhiyuyangjiehe,yingguangsufenzizhongdedianziyueqiandaogaonengji,chuyubuwendingdejifatai,dangdianzitiaohuidaodinengjishi,jifachuyingguangguangzi。gaiguangdeqiangduyubeijiancewuzhizhongsuohandeATP量成正比,利用高靈敏度的儀器測定光的強度進行定量分析。因此,通過測定樣品中ATP的濃度,即可推算出活菌數。生物發光法的檢測步驟大體包括:棉拭取樣、樣品萃取、添加熒光素和熒光素酶混合物、測定生物發光量、做出標準曲線、求(qiu)出(chu)濃(nong)度(du)和(he)活(huo)菌(jun)數(shu)。通(tong)常(chang),細(xi)菌(jun)表(biao)層(ceng)有(you)細(xi)胞(bao)膜(mo)和(he)細(xi)胞(bao)壁(bi)包(bao)裹(guo),故(gu)樣(yang)品(pin)未(wei)經(jing)處(chu)理(li)是(shi)不(bu)能(neng)測(ce)定(ding)的(de)。測(ce)定(ding)時(shi)需(xu)先(xian)將(jiang)樣(yang)品(pin)與(yu)微(wei)生(sheng)物(wu)用(yong)提(ti)取(qu)試(shi)劑(ji)混(hun)合(he),使(shi)細(xi)胞(bao)膜(mo)和(he)細(xi)胞(bao)壁(bi)開(kai)孔(kong),提(ti)取(qu)出(chu)ATPtiqushijishiyibiaomianhuoxingjiweijizhidezhuanyongshiji。ranhou,zaiyuyingguangsuheyingguangsumeishengwufaguangshijizuoyong,yongyingguangyicedingyufaguangshijifanyingdeshengwufaguangliang。
這種方法可自動化操作,靈敏度高,可以達到10-12 mol/L;檢測速度快,相比表麵皿培養法,僅需十幾分鍾就可以完成一個樣本的檢測;檢測範圍廣,此種方法不僅可以檢測微生物,還可以對食品生產設備的清潔度、酵母菌,乳酸菌等菌種的發酵活性等進行檢測。沈陽中科靚馬生物工程有限公司從中科院遺傳與發育所引進了“含蟲光素基因的新型菌株及蟲光素酶的生產方法”發明專利,成功研發了具有我國自主知識產權的“ATP熒光法細菌總數快速檢測係統”,係統采用了先進的ATP生物發光技術,隻要測定出相對熒光值,依據相對熒光值與細菌總數的標準曲線,幾分鍾內即可快速得出樣品中的細菌總數。2008年周愛玉等對手持式ATP生物熒光檢測儀進行研製,取得了良好的結果。下圖即是兩款不同的類型,其中左側被稱之為掌上ATP發光法檢測儀,使檢測更加方便。
2.2 傳統菌落技術法
菌落總數的測定,一般將被檢樣品製成幾個不同的10倍遞增稀釋液,然後從每個稀釋液中分別取出1mL置於滅菌平皿中與營養瓊脂培養基混合,在一定溫度下,培養一定時間後(一般為48小時),記錄每個平皿中形成的菌落數量,依據稀釋倍數,計算出每克(或每ml)原始樣品中所含細菌菌落總數。
3、ATP生物發光技術的應用
ATP生物發光法的應用範圍十分廣泛,現已應用於食品行業的多個領域。研究表明,ATP生物發光法與標準的細菌培養菌落計數法相比,二者具有良好的相關性(r=0.98),但怎樣細分細菌種類有一定的難度,還需要做大量的工作。利用這種方法可以對食品原料、肉類、水產品、蔬菜、飲料、酒類、酸奶等中微生物的含量進行定量。此外,采用ATP生物發光法可快速、簡便地檢測食品生產環境的清潔度。對ATP 含量的檢測是以相對發光值(Relative Light Unit ,簡稱RLU)表示的。隨著RLU值的降低,微生物的檢出幾率也降低。實驗證明:如果將RLU值以100~1000作為界限,RLU值不滿100時,微生物檢出幾率為0,RLU值在100~1000範圍內時,微生物檢出幾率為30%,RLU值超過1000時,微生物檢出幾率為96%。根據這一結果,在日常對食品生產設備或與食品密切接觸設備清潔度的檢測時,可以將RLU值不滿100時視為安全,RLU值在100~1000範圍內時視為要引以重視和注意,RLU值超過1000時視為處於微生物汙染的危險狀態,因此ATP 生物發光法十分適HACCP係統的清潔度檢測。此外,還可以用於酵母菌等對毒素的敏感性比較。近年來,ATP生物發光技術在國內外倍受推崇,在美、ridengguoshipinxingyedezhiliangjiancekongzhilingyuguangfanyingyong,youxiaocujinshipinshengchanqiyetigaoshengchanxiaolvhejingjixiaoyi,suizhecifangfabuduangaijinhewanshan,shengwufaguangfakewangfazhanchengweiyizhongjiaoweilixiangdeweishengwujiancefangfaerdedaogengguangfandeyingyong,yibuduantigaochanpinzhiliang,quebaoshipinzhilianganquan。
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