日本找到檢測食品細菌新方法 速度提高48倍

【2023年09月22日訊】(大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導)今年8月,美國華盛頓州有6人因食用被李斯特菌污染過的奶昔而住院治療,其中3人經醫治無效去世。由此可見,關乎每個人生命的食品衛生檢測是極為重要的。不久前,日本科學家研發出一種快速測量食品中活細菌數量的方法,使檢測時間從原來的2天縮短至1小時。

傳統的檢驗結果往往是在食品運出工廠後才能獲得,這可能會導致嚴重後果,因此迫切需要新的細菌測試方法,加快細菌污染的識別過程。

日本大阪都立大學(Osaka Metropolitan University)的研究團隊利用水溶性分子四唑鹽,使用電化學方法,可快速和精準地檢測出食品中的含菌量。該研究成果8月10日發表在《分析化學》期刊上,同時被十多家知名的科技新聞社引述。

在食品管理檢驗中,無論細菌種類如何,活菌數量是確保食品不受污染最重要的評估指標之一,但傳統的細菌檢測方法主要通過培養細菌,才能準確計算出細菌的活力反應,這通常需要至少2天時間才能得出檢測結果。因為細菌培養法需要讓細菌繁殖到一定程度才能進行檢測,而大多數細菌分裂一次需要一個小時的時間,有些甚至需要20個小時。因此,多數的細菌至少需要48小時的分裂才能確定數目,有些可能需要花費三百多小時。

這次大阪都立大學開發的新的細菌檢測方法,是通過溶解氧、酶促反應和電子載體方法進行細菌檢測。這種方法不僅簡單又快速,在產品出廠前就能輕鬆測出活細菌數量,而且只需花費一個小時,同時也可避開複雜的操作和使用昂貴的設備。

實驗人員想通過使用克拉克型(薄膜氧)電極方式去測量細菌呼吸時需要消耗的氧氣量,從而評估細菌的活力,因此,他們用細菌作為工作電極去評估細菌溶氧量的消耗。

這種做法只用於細菌,且需要在精準控制的實驗條件下進行,因為溶氧量很大程度上取決於溫度、溶液成分和溶解物質等環境條件。

研究人員先把一塊雞肉放在常溫下50個小時,確保雞肉長滿細菌後,將其打成汁放入含有四唑鹽類(MTT)的溶液中。MTT溶液經常被用來測試活細菌的細胞數。

MTT會滲入細菌的細胞內,與細胞內的輔酶(NADH)結合出現氧化還原反應,形成甲䐶(Zān)。過程中,溶液從黃色逐漸變成紫色,這種變色過程只需要10至30分鐘。另外,MTT溶液具有良好的電流響應和電化學活性,可以用於薄膜氧電極。

觀察到該結果後,研究團隊將含有MTT的細菌懸浮液與低濃度的氯化鉀(KCl)混合,並放入薄膜氧電極通電,觀察電流響應時間對於電位的相關性。結果顯示,含有大腸桿菌的MTT溶液與不含有大腸桿菌的溶液在電位和電流上出現差異。

不同的細菌和細菌量,會造成MTT的氧化還原反應程度不同,導致通電時的電位和電流出現差異。這種差異主要源自MTT還原物質甲䐶會覆蓋在電極上,最終可能讓電擊無法運作。整個測試過程大約需要60分鐘。

研究得出的結論是:細菌細胞內累積的MTT還原物質的多寡,直接產生電流和電壓上的變化,因為細菌吸收的MTT多少,會隨著活細胞數量的增加而增加。

研究人員這次選用的菌種包括大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、螢光假單胞菌和葡萄球菌。雖然不同菌種在電流上有差異,但依然能夠被有效檢驗出它們繁殖的數量。

大阪都立大學的椎木浩(Hiroshi Shiigi)教授對該校的新聞室說,「我們通過這種新方法,可以快速檢測出活細菌的數量,使食品出廠前就能確認其安全性,而這種新方法不需要複雜的操作或昂貴的設備。我們也將繼續優化環境條件,期待未來可以看到便攜式的細菌檢測儀被用於日常生活。」

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