如何解决食品微生物检测效率与准确性问题?——访天津市食检院副院长刘祥和天津恒奥总经理刘自国

俗话说“民以食为天”！食品安全关系到人民群众安身立命之本。影响食品安全的因素很多，如重金属、农/兽药残留、有机物污染、添加剂、微生物和生物毒素等均是影响食品安全的潜在威胁。据江南大学食品安全风险治理研究院联合多家大学发布的《中国食品安全发展报告(2019)》指出，在我国食品安全风险中，微生物污染问题最为严重，占抽检不合格样品的29.6%。

　　近日，仪器信息网采访了食品安全专家天津市食品安全检测技术研究院刘祥副院长和专注食品等样品前处理设备研发的天津市恒奥科技发展有限公司刘自国总经理，请他们就当下食品微生物检测痛点、难点以及热门问题发表看法并提出应对解决之道。

刘祥 天津市食品安全检测技术研究院副院长

刘自国 天津市恒奥科技发展有限公司

　　食品中微生物污染成罪魁祸首

　　微生物是衡量产品质量是否安全的一项重要指标，国际范围内曾经发生“日本雪印牛奶金黄色葡萄球菌污染事件”、“美国菠菜出血性大肠杆菌O157污染事件”、“法国李斯特氏菌病”等重大食品污染事件等，无一例外，病源微生物污染成为罪魁祸首。

　　“微生物污染是世界范围内食源性疾病的主要原因，由微生物导致的食源性疾病占比达80%，”天津市食品安全检测技术研究院副院长刘祥向我们介绍道，“食品被致病菌污染之后，一方面会直接导致人体致病，比如腹痛、腹泻，甚至死亡。还有一些微生物虽然直接致病能力不强，但它们能够产生生物毒素，典型的如霉菌产生的黄曲霉毒素、葡萄球菌产生的金黄色葡萄球菌肠毒素等，都是致病的主要原因。”

　　在全民关注食品安全的当下，控制食品当中微生物风险因素的重要性不言而喻，食品微生物检测也成为食品安全检测的重中之重。

　　微生物检测面临严峻挑战  如何解决培养法效率和准确性问题?

　　食品微生物检测方法众多。近年来，随着分子生物学和微电子技术的飞速发展，新的微生物检测方法不断出现。但目前培养法检测食品微生物仍是最可靠和真实的手段，也是世界范围内微生物检测的金标准。

　　我国现行食品安全标准体系配套的强制检测标准《食品安全国家标准 食品微生物学检验》(GB 4789系列)均是以传统微生物学培养为基础的经典检验方法，即需要将食品中活的微生物分离出来，进一步计数和鉴定分析。

　　刘祥副院长向我们详细介绍了微生物检测的全过程：“以最简单的菌落总数项目为例，每个样品都需要经过代表性取样、称量、稀释、均质、梯度稀释、加样、倾注琼脂、混匀、培养、计数等步骤，操作非常繁琐。大部分操作需要在洁净室中进行，器皿需要灭菌，环境需要净化，人员需要防护，称量和稀释必须准确，稍不注意，就会带来外来污染或误差，导致检测过程无效。”

　　“特别是随着三级采样法标准的实施，大部分食品种类微生物检测项目每批次产品由以前的1份变为5份，工作量跃升为以前的5倍，导致食品微生物检验人员的工作负荷剧增。”

　　虽然新的检测技术不断发展，但可以预见，培养法在很长一段时间内都很难被取代。大量的重复性劳动和严格的质量控制标准要求，给食品微生物检测工作，尤其是繁杂的样品前处理工作带来严峻挑战。

　　因此，解决培养法检测过程中效率和准确性问题，成为未来微生物检测技术发展的重要方向。

　　“大量微生物样本稀释 Tiya是最好的选择”

　　日前，针对食微生物检测操作过程繁杂、工作量大、耗时长、环境要求严苛等特点，天津恒奥科技推出一款自主研发的全自动生物稀释系统——Tiya梯度稀释仪。该系统是恒奥科技与天津食品安全检测研究院共同承担的天津市重点科技支撑项目《食品安全微生物全自动定量检测系统》开发产品之一。

Tiya自动生物样品稀释仪

　　这款自动梯度稀释仪是第一台以无菌操作理念和创新专利技术研制的梯度稀释系统，可以按照预设比例对微生物检测样本进行连续梯度稀释或加样操作，在工作效率、操作便捷性上具有显著优势：

　　·遵循国际标准，以无菌操作理念设计的创新专利梯度稀释系统

　　·一键启动，自动识别试管、加样取换、涡旋混合连续自动完成

　　·模块式设计，可选择单机或者配套传动和收集模块

　　·稀释过程可连续添加或取走样品，无样品量限制

　　·自动校准吸取液体量，样品接触管路系统均可灭菌，安装方便

　　刘祥副院长对这款合作研发的梯度稀释仪新品评价很高：“目前这款梯度稀释功能已经做得很流畅完善，在污染预防、操作便利性上考虑也很周全。且速度快，从而保证食品安全检测标准的要求，即从取样到接种全过程，用时不超过15分钟。”

　　针对不同客户的要求，恒奥科技还推出单批量模式和连续批量模式两款配置。据刘自国介绍，目前国内尚未有同功能产品可类比。“正如刚才刘院所述，Tiya梯度稀释仪的推出，会明显改善微生物前处理中最繁琐、操作误差来源最高的梯度稀释环节的工作状况。”

　　在谈到Tiya自动梯度稀释仪适合的应用领域时，刘自国表示，所有开展微生物检测和研究的实验室都能用到它。“只要你需要做大量高浓度微生物样本梯度稀释操作，且对微生物检测的准确度要求比较高，Tiya就是最好的选择。”

　　“比如疾控系统中的消毒产品消毒效果评价检测工作，含益生菌食品或药品生产商对产品的微生物检测工作，制药微生物检测的工作及环境微生物检过程中的梯度稀释过程，MPN法检测微生物检验样本稀释及加样等场景，都可以用到。”

　　模块化组合思维 助力打通上下游产品开发

　　据刘自国介绍，从Tiya产品立项到研发上市历时一年有余。刘自国表示恒奥科技开发微生物自动化产品与公司生产研发的其余产品思路是一致的，即强调产品“技术先进性与实用性并重”，尤其是产品模块思维和功能扩展组合配置是开发产品时的首要考虑方向。

　　在谈到与天津市食品安全检测研究院的合作时，刘自国充满感激地介绍道“从产品立项伊始，合作单位天津市食品安全检测研究院刘祥副院长即给到恒奥科技鼎力支持!作为食品微生物检测专家，刘祥副院长从产品研发工作思路提出伊始，就以专业的要求对微生物检测的理念严格规范，促使产品从导入开始就完全符合国家标准和微生物操作规范，也特别符合微生物检测的实际工作便利，尤其适合微生物检测一线的真正需求。”

　　目前恒奥科技的微生物产品种类覆盖比例稀释、样品均质、梯度稀释、平皿接种及计数的微生物定量操作的全工作流程。其中这款微生物稀释系统是恒奥科技微生物产品布局的开始。“按照模块化产品平台思路，在开发之初已经为上下游产品准备了充分的接口和功能方案，能够支撑恒奥微生物检测系列上下游产品的后续开发。”

后记

　　虽然近年来已经出现了标准化的全自动微生物检测平台，但在国际范围内，食品样本微生物检测的前处理主要还是依靠人工操作，工作中主要借助天平、重量稀释仪、均质器、水浴锅、移液器、涡旋混合仪等小型设备。特别是近两年来，随着各种机械手和机器人的不断普及，微生物检测样本前处理设备的种类越来越多，但绝大多数动辄百万以上的价格让一般实验室难以接受，而且设备体积庞大，有限的微生物检测实验室空间不易安放。大部分现有全自动检测设备在使用时对人的要求也比较高，目前真正采用全自动化微生物前处理设备的实验室还极少。国产厂商在微生物检测设备研发这条路上任重道远!Tiya梯度稀释仪系列产品出现，必将带动上下衔接设备的自动化开发进度，并形成一套完整的前处理解决方案,最终会给微生物前处理市场带来强力的推动。