食品工程中ATP 生物发光技术的应用分析

◎ 叶盼弟

（中国检验认证集团安徽有限公司，安徽 合肥 230000）

食品工程中产品的生产、运输、存储、销售等环节都需要引进先进科学技术来对食品质量和食用安全作出有效控制，是食品行业管理重点。以往在食品工程中常用的检验技术有PCR 技术、酶联免疫法等，此类技术都是通过琼脂平板进行微生物检验，虽然有一定的可靠性，但仍存在时长缺陷，其得出的检测结果也有一定滞后性问题，对食品安全卫生的监测相对不利[1]。ATP 生物发光技术是一种效率和准确度都较高的检测技术，其灵敏度明显且操作便捷，能够为技术人员带来极大便利，以此促进食品工程卫生质量的全面提升。

1 ATP 生物发光技术概述

ATP 生物发光技术主要原理是通过对酶分解作用的有效利用，对活体生物作出相应的浓度检测，再根据活体内部微生物产生的化学作用以及酶分解情况，准确了解活体生物中ATP 浓度[2]。ATP 生物发光的产生主要依赖于试剂中的萤火虫荧光素酶，荧光素酶在镁离子的作用下与ATP 发生反应，在产生一系列活化作用后荧光素酶能够结合荧光素，产生荧光素复合体，并释放一定的光量子而出现生物发光现象。以往大量研究表明，萤光素酶的适宜酸碱度大约在7.5，其反应速率和检测底物浓度有关，通常ATP 浓度越高反应速率就越快，并且检测中呈现出来的荧光素强度也就越高[3]。

2 ATP 生物发光技术应用优缺点

当前，该技术在食品工程各项环节中都有重要应用。如在生产过程和设备检测上，它可以对酸奶制作过程、酒类制作过程、饮料矿泉水制作过程等作出微生物检测，对食品生产线作出卫生学检测。在食品产品检测上，在水产品、蔬菜、肉类、酸奶、汤汁以及酱油等产品微生物检测上有着重要应用。其主要优势包括可做活性测定、即时性测定，可进行自动化操作、整体操作简便快速、具有较大的测定范围等。整体来看，ATP 技术凭借着耗时少、效率高的优势，对以往食品检测滞后性问题作出了极大改善，应用价值显著[4]。

3 ATP 生物发光技术食品工程各领域应用

3.1 荧光增幅法在微生物污染检测中的应用

ATP 生物荧光增幅法是指在食品检测中根据各种微生物繁殖特性，对一些营养物质进行特殊的荧光标记，在显微镜下对荧光标记增幅情况进行观察，从而对食品中是否存在微生物作出有效判定，统计效果能够较好地对食品微生物污染作出有效检测。食品工程中食物是一些微生物的营养基来源，如果在其中加入一些有较高浓度荧光剂的营养物质，就可以在显微镜中通过观察有移动的荧光而发现微生物的存在。具体应用中需要注意，在荧光染色环节避免食品表面被荧光污染，规避荧光的染色作用影响食品微生物检测成果。同时控制好各项技术指标，如标记后的营养物质需要在37.5 ℃ 的环境中进行2 h 的培养；控制好冲洗食品表面时的力度，避免包含ATP 荧光的微生物被冲走，为后续检测工作奠定基础；准备利用该技术进行检测的待检食品，需要在60%相对湿度的环境中进行10 min 的放置，并维持食品表面的干燥。检测结果上，如在显微镜下没有发现食品表面有ATP 荧光成分，则该食品表面的质量安全并没有因为微生物污染受到影响[5]；如果存在ATP 荧光成分，还需要对相应的微生物数量进行详细记录。之后再将此类食品在相同的湿度、温度环境下进行2 h 的环境培养，并在冲洗、晾干等操作重复后再次进行观察，对ATP 荧光数量的变化进行记录，以得出实际增长情况。如果ATP 荧光数量没有产生变化，表明通过再次实验该食品不存在微生物污染情况，如果有较大的增幅，则表明食品中含有微生物。之后技术人员有必要根据具体增幅情况和检验时间等多项因素，对食品中微生物具体数量作出准确判断。该方法在食品微生物污染检测中的应用，不仅结果准确，而且效率极高。

3.2 ATP 生物发光技术在食品生产环境清洁度上的应用

食品生产运输储存环境中的清洁度直接影响食品质量安全，清洁度较差的环境会对食品品质产生污染。因此，以往在食品安全监测中对各种食品直接接触的环境清洁情况进行直接监测记录，常通过平板细菌培养以及取样法来测定各种环境清洁情况，再通过微生物培养的方式来掌握环境污染情况。这种传统方式虽然可以完成环境清洁度评估，但测定周期较长，且得出的结果存在一定的延期性问题，缺乏实用性，不能很好地为食品环境管理提供科学依据。利用ATP 生物发光技术可以对食品生产流通中的各种环境清洁情况进行快速测定，方便技术人员采取环境整改措施来保证食品生产运输符合安全卫生标准[6]。例如，食品加工环节，可以利用ATP 生物发光技术对生产线以及操作台是否有微生物作出测定，根据其清洁度来判断食品生产是否符合规范。体现在具体技术操作上，测定人员要先在选取的环境区域进行2 滴ATP 释放液的滴加，之后在测试样品上利用无菌棉拭子进行均匀涂抹，使得食品采样面积达到100 cm2。之后在棉拭子的头部也需要另行添加6 滴释放液，在提取ATP 后将棉拭子头部的ATP 提取液点到检测膜上，之后再借助ATP 荧光仪对食品的生物发光值进行测定，可以根据样品中细菌总数以及大肠菌群等来对环境清洁度作出判断，其中大肠菌阳性以及细菌总数在500 cfu/100 cm2以上都认为是不合格。另外，在一些存储食品的环境场所中，也可以利用ATP 生物发光技术对环境清洁度作出准确评估。如对盛放食品的器皿以及冰箱进行微生物测定，相较于传统的琼脂平板法，该方法清洁度测定效果更优且可操作性更强。此外，技术人员还可以将该方法与其他方法，如酵母菌毒素测定法、酶联免疫法、PNA 探针等方法进行联合使用，对生产环境清洁度作出科学评定，从而提高食品安全监测水平。

3.3 RMDS 系统中ATP 生物发光技术的应用

RMDS 系统是食品工程中进行食品质量安全检测的重要系统，其主要构成包括ATP 发光反应装置、数据处理模块、过滤膜以及荧光增强装置等。该系统具有系统化和笼统化的特点，运行过程中ATP 生物发光技术是该系统完成食品检测工作的重要基石。具体应用上，待测样品先经过过滤膜，之后进行一定时间的膜温培养后在培养皿完成分离，之后对样本进行烘干后加入相应的ATP 提取剂，再在已经烘干的膜上喷洒荧光素酶。通过该技术的应用，技术人员可以发现微生物菌落产生的相应光斑，并且借助荧光增强系统让荧光的表现更加明显，根据相应荧光图像来评估食品质量。此外，借助系统中的数据处理装置可以对相关荧光图像进行处理存档，直接获取数据后对微生物数量作出计算[7]。

3.4 ATP 生物发光技术在食源性致病菌检测中的应用

食品工程中加强食源性致病菌检测是维护食品安全的重要途径，利用ATP 生物发光技术可以针对相应的致病菌建立数学模型（如表1），对微生物数目作出定量报告，该技术应用下一些细菌种类对整个检测结果造成的影响有限，检测具有稳定性。通过该技术可以帮助相关人员准确、快速地掌握食源性致病菌数目，对食品品质安全有一定的保障作用。

表1 ATP 生物发光技术不同病菌浓度对应荧光值数学模型

虽然该技术在食源性致病菌检测上相较于以往平板计数法优势明显，但也存在一些值得改进的问题。如检测食品样本本身性质以及检测流程容易影响技术效果，且检测酶系统不够稳定等。因此，未来在食源性致病菌检测上，需要对ATP 生物发光技术相应产品进行深度开发，满足实时检测要求以得出真实检测结果。同时，整合以往及时应用经验和多种类型菌种区别，建立一种系统性的能够对不同性质食品样本进行检测的预处理方法，并对检测操作程序作出规范，以切实完善该技术的应用标准[8]。

4 结语

综上所述，得益于科学技术发展和社会进步，食品工程中ATP 生物发光技术的应用也实现了创新发展。目前，ATP 生物发光技术凭借其独特优势以及与其他技术的联合应用，为食品检测效率提升和食品卫生保障作出了重要贡献，是食品流通和检测环节对有关微生物以及食品环境清洁情况作出科学评定的有效方法。随着该技术的不断成熟和持续发展，相信未来其在食品安全维护、环境监测等领域将会有更广泛的应用。