食品表面微生物污染的快速檢測方法

來源：上海謂載科技有限公司      分類：商機(jī) 2024-05-29 09:45:07 175閱讀次數(shù)

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       2022年5月10日國際學(xué)術(shù)期刊《International Journal of Food Microbiology》在線發(fā)表了關(guān)于使用新的檢測方法實(shí)現(xiàn)對(duì)食品表面微生物的快速檢測的研究論文（Interational Journal of Food Microbiology,2022,373,109699)。開發(fā)出一種快速篩選抗菌劑以對(duì)表面干燥的植物性細(xì)菌病原體的方法。本研究方法在未來開發(fā)有效的抗菌化合物以改善衛(wèi)生和全球食品安全方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

研究介紹

      食品接觸的表面上存在細(xì)菌污染是食品加工業(yè)中一個(gè)長期存在的問題。乳制品和海產(chǎn)品加工裝置中存在單核細(xì)胞增生李斯特菌，肉類、乳制品和海產(chǎn)品加工裝置中存在金黃色葡萄球菌，堅(jiān)果和堅(jiān)果相關(guān)產(chǎn)品加工單元中存在腸沙門氏菌，牛肉加工表面存在大腸桿菌。法國的一項(xiàng)調(diào)查表明，大約 60% 的食源性疾病與加工過程中病原體從受污染的設(shè)備轉(zhuǎn)移到食品有關(guān)。消毒劑和消毒劑的傳統(tǒng)測試通常使用 AOAC 使用稀釋法來監(jiān)測處理過的細(xì)菌的生長/不生長，或者通過計(jì)算細(xì)胞的微生物對(duì)數(shù)減少來計(jì)算，這涉及到計(jì)數(shù)后存活的細(xì)菌細(xì)胞治療。這兩種方法都是耗時(shí)且勞動(dòng)密集型的，oCelloScope微生物動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是一種自動(dòng)明場光學(xué)顯微鏡，已用于監(jiān)測對(duì)多種細(xì)菌的抗菌敏感性。oCelloScope 的光軸與水平面成 6.25° 角傾斜，從而可以準(zhǔn)確成像多孔板中液體培養(yǎng)基中高濃度和低濃度的細(xì)菌細(xì)胞。在每個(gè)讀取點(diǎn)以 z 堆棧的形式獲取多個(gè)圖像，其中包含聚焦圖像和逐漸失焦的圖像。盡管 oCelloScope 主要是明場，但傾斜技術(shù)的存在可以生成一些相位對(duì)比信息。oCelloScope 軟件具有多種算法，可用于分析收集的數(shù)據(jù)。細(xì)菌生長曲線由 oCelloScope 軟件通過測量隨時(shí)間從 z 堆棧收集的像素來生成。

   本研究旨在開發(fā)一種快速篩選抗菌劑以對(duì)抗表面干燥的植物性細(xì)菌病原體的方法。被選為代表性抗菌化合物的消毒劑廣泛用于食品加工行業(yè)。使用 oCelloScope 數(shù)據(jù)來計(jì)算用 NaOCl 和 BAC（苯扎氯銨） 作為消毒劑處理后微量滴定板中干燥細(xì)菌細(xì)胞的微生物對(duì)數(shù)減少 (MLR)。將該數(shù)據(jù)與在不銹鋼和幸存者上進(jìn)行類似處理的細(xì)菌細(xì)胞的 MLR 進(jìn)行比較通過電鍍回收。結(jié)果表明，oCelloScope 可用作快速確定溶解性抗菌化合物 MLR 的工具。

實(shí)驗(yàn)過程

   實(shí)驗(yàn)過程中使用 oCelloScope 分析干燥細(xì)菌微生物的生長，將微生物細(xì)菌在 75% RH 的 96 孔板的孔內(nèi)。20 小時(shí)后，將 200 μL TSB 添加到孔中，并使用 oCelloScope 隨時(shí)間監(jiān)測細(xì)菌細(xì)胞。

   使用 oCelloScope 分析非干燥微生物的生長，腸炎沙門氏菌的過夜培養(yǎng)物在TSB 中以 250 rpm 的速度在搖床上生長。隨后，將 104 –105 CFU/孔的接種物 添加到 96 孔板的孔中，然后添加 TSB 并監(jiān)測細(xì)菌數(shù)。用于分析抗菌藥物敏感性，對(duì)微量滴定板中的干燥細(xì)胞進(jìn)行抗菌處理。

   將每種濃度的 NaOCl 或 BAC 50 微升 (50 μL) 添加到孔中（每種濃度一式三份）并培育 30 秒、1 分鐘、3 分鐘或 5 分鐘。處理后，加入 200 μL TSB + 0.1% 硫代硫酸鈉或 TSB + 0.7% 卵磷脂在 oCelloScope 中監(jiān)測細(xì)胞數(shù)量之前，分別加入孔中以中和 NaOCl 和 BAC。將每個(gè)多孔板 (96 孔) 置于 oCelloScope內(nèi)進(jìn)行分析。圖像通過重復(fù)獲取，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)收集 10 幅圖像。照明時(shí)間為 2 m 秒，像距固定為 4.9 μm。每 2 小時(shí)采集一次圖像，持續(xù) 24 小時(shí)或每 30 分鐘采集一次，持續(xù) 4 小時(shí)。

    選擇軟件UniExplorer上的背景校正吸收（BCA）算法和BCA歸一化算法進(jìn)行分析。BCA 算法利用所有 z 堆棧圖像數(shù)據(jù)，校正背景光強(qiáng)度，然后將圖像分為背景和對(duì)象像素。BCA算法提供了基于光吸收的準(zhǔn)確細(xì)胞數(shù)數(shù)據(jù)，尤其是在細(xì)菌密度低的情況下。BCA 歸一化值是通過從生長曲線上后續(xù)圖像的 BCA 值中減去第一張圖像的 BCA 值來計(jì)算的。分析了最佳焦點(diǎn)圖像以及 z-stack 視頻，以觀察細(xì)菌細(xì)胞因抗菌化合物而發(fā)生的任何形態(tài)變化。

研究結(jié)論

  食品加工行業(yè)中食品接觸表面的微生物污染是一個(gè)重大的健康危害。評(píng)估食品加工過程中使用的消毒劑的功效對(duì)于確保公眾健康和安全至關(guān)重要。本研究描述了一種使用 oCelloScope 量化抗菌處理后存活細(xì)菌細(xì)胞數(shù)量的光學(xué)篩選方法，以微生物對(duì)數(shù)減少 (MLR) 表示。

  研究人員測試了兩種消毒劑次氯酸鈉和苯扎氯銨對(duì)三種病原體（腸炎沙門氏菌、大腸桿菌O157: H7 和單核細(xì)胞增生李斯特氏菌）的干燥細(xì)菌的功效食品加工表面上令人擔(dān)憂的問題。不銹鋼載玻片用于模擬商業(yè)食品加工表面。在對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行抗菌處理之前，將細(xì)菌細(xì)胞在 75% 的相對(duì)濕度 (RH) 下干燥，并通過平板計(jì)數(shù)分析存活水平以計(jì)算 MLR。這些與使用 oCelloScope 生成的 MLR 值進(jìn)行了比較，使用 oCelloScope 分析 MLR，將細(xì)胞在 75% RH 的聚苯乙烯微量滴定板上干燥，用抗菌劑處理，并分析存活的細(xì)胞數(shù)量。結(jié)果表明使用 oCelloScope 的 BCA 算法計(jì)算的處理過的干燥細(xì)胞的 MLR 值與使用傳統(tǒng)平板計(jì)數(shù)測定法生成的值相當(dāng)，抗菌劑針對(duì)所有測試病原體的濃度和處理時(shí)間相同，這說明該方法可用于快速篩選溶解性抗菌化合物的MLR。oCelloScope 可用作量化抗菌劑功效的快速篩選方法。由于平板計(jì)數(shù)測定通常需要數(shù)天時(shí)間來量化抗菌化合物對(duì)病原體的影響，因此 oCelloScope 有可能節(jié)省寶貴的時(shí)間和精力。此外使用 oCelloScope 進(jìn)行分析所需的一次性用品明顯少于用于標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)的一次性用品。這有助于降低實(shí)驗(yàn)室成本和產(chǎn)生的廢物量，使其更加環(huán)保。

A) 添加 TSB 后干燥腸炎沙門氏菌的生長，使用oCelloScope 測量并在 24 小時(shí)內(nèi)量化（●）。使用背景校正吸收 (BCA) 算法分析生長。歸一化值是根據(jù)初始時(shí)間點(diǎn) (0 h) 的 BCA 值計(jì)算的。不含腸炎沙門氏菌的TSB用作陰性對(duì)照（□）（B）oCelloScope 圖像顯示 TSB 中腸炎沙門氏菌的細(xì)菌數(shù)量隨時(shí)間增加。

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原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168160522001714

END

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