高通量测序技术在食品微生物检测中的运用

摘要：食品安全问题一直是社会公众比较关注的问题，若食品中的微生物超标，出现生物污染问题，则会影响国民的身体健康，这就需要在食品流入市场之前做好质量安全检测工作。为保证食品微生物检测结果的准确性，应积极引进先进检测技术手段，高通量测序技术就是其中一种，在食品微生物检测中的应用优势较为明显，本文主要对该技术在不同类型食品微生物检测中的应用进行了探究，以期为高质高效开展食物安全检测工作提供参考。

关键词：食品微生物检测；食品安全；高通量测序技术

高通量测序技术具有高灵敏度、高准确性、高覆盖度等特点，而且无需投入较多成本就能快速获得精准的检测结果。其属于新一代分子生物学技术，在食源性致病菌检测中发挥着重要作用，要想充分发挥该技术的功能作用，还应掌握相关技术原理和应用流程，根据食品微生物研究和安全检测需要进行合理运用，确保能够为有关部门控制食品质量提供可靠依据。

1.常用的高通量测序技术

1.1 16S rDNA/rRNA 高通量测序

以往运用的序列检测方法需要投入较多成本，而且整个过程中需要进行复杂繁琐操作，检测速度和分辨率较低，无法快速准确获得微生物的多样性特征。16S rDNA/rRNA 高通量测序技术方法能够在传统克隆测序的基础上进行更深层测序，增加了检测覆盖面和深度，即使微生物的丰度不高，也能够获得较为准确的结果，与16S rRNA相比，不会受到Sanger 测序方法低通量的影响，可以快速检测复杂样品中微生物和菌种的种类，还能实现精准定量。基于高通量测序的 16S rDNA/rRNA 分析技术在进行食品微生物鉴定和检测微生物多样性以及确定食品中微生物数量方面的作用优势较为明显。

1.2分离株的全基因组测序

全基因组测序技术是高通量测序技术较为常用的技术方法，能够分析微生物病原菌是否出现变异现象，还快速获得病原菌基因组核苷酸序列上的遗传信息，并根据实际需要进行分子分型。一般会采用单核苷酸多态性分型和多点位序列分型的方法分析微生物、病原菌的分离株，与以往运用的常规技术相比，其应用范围更广，发展潜力更大。常用方法无法全面反映出病原菌基因组整体变异情况，也无法获得完整遗传信息，对于与核苷酸序列高度相似的病原菌，传统的方法无法获得理想的检测效果，而全基因组测序技术的应用可以快速检测到变异菌株，还能准确找到传播源头。对于食源性致病菌，全基因组测序具有较强的分型能力且可以进行精准调查分析，从而快速鉴定流行病学的菌株类型并实现快速分离和精准辨别。

1.3宏基因组测序

大多数处于日常环境中的微生物很难进行分离培养，在高通量测序水平不断提升的过程中，多种先进技术的引进与应用提升了测序效率也降低了投入成本，而宏基因组测序逐渐替代了传统基因测序方式，可满足微生物的组成研究和多样性分析。宏基因组测序在肠道微生物检测中的作用较为明显，而且其在研究牲畜瘤胃微生物群落的活性状态方面也可获得良好效果，快速掌握瘤胃生物群功能，根据微生物群功能的具体变化能够为饲料的搭配以及提高营养利用率提供相应指导。

1.4宏转录组测序

在测序技术飞速发展过程中高通量测序技术能够对多种类型微生物转录组进行深入分析，在基因组学无法满足基因检测要求的情况下，会采用高通量测序方式对不同条件下微生物群落的转录本进行进一步研究，根据测序结果分析影响不同菌落功能的因素，还可快速检测和鉴定新基因。宏转录组测序技术的应用改善了基因组学应用中的不足，能够实现全面表达调控，完善功能研究体系。利用该技术检测奶酪成熟过程，能够及时发现多种微生物基因表达发生的变化，分析微生物菌群功能变化与温度的关系，还可以分析其他因素对奶酪成熟度的影响，由此可见，该技术应用到食品微生物检测中能够在一定程度上提高食品工艺水平。

2.高通量测序技术在食品微生物检测中的应用

2.1发酵食品和非发酵食品微生物检测

发酵食品是市面上较为常见的特色食品之一，随着技术的不断发展其制作工艺也更为成熟，目前发酵类食品种类多样，较为典型的为白酒和腐乳。食品发酵过程主要是利用微生物分解原材料，而后形成独特风味的食品。要想提升发酵食品风味，则应研究微生物种群落的结构变化及其具体功能。其中扩增细菌 16S r RNA/r DNA 或是真菌 ITS 序列，在高通量测序平台的支持下能够清晰、准确反映腐乳发酵过程中微生物群落的结构变化；而将常规理化分析与该技术相结合则可以分析白酒发酵过程中不同微生物群落与营养物质数量变化的关系。非发酵食品中微生物的检测与研究中，高通量测序技术可满足外套膜微生物种群多样性的研究要求，确定不同细菌门类在不同扇贝中的分布情况。与此同时，该技术还能检测到酿酒葡萄果皮表面优势菌株和致病菌，确定影响食品最终品质的微生物群落结构。

2.2食品微生物污染检测

若食品出现微生物污染现象，受到污染的食品如果摄入到人体内，会影响人们的身体健康，严重情况下还会危及生命。高通量测序技术的应用可以在食品前期检测环节及时检测食源性致病菌，快速确定致病菌的种类，分析其具体来源，而后方便及时应对与处理，也能提前做好防范工作，以免出现食品污染情况。在高通量测序技术的支持下，食品安全检测质量得到提升，能够准确找到污染源、确定污染类型和原因，为优化和调整食品生产加工工艺提供指导，保证食品安全。

结语：高通量测序技术的种类较多，每种方法都有其各自的优点与不足，通常会根据实际检测需要进行灵活选择，也可实现多种技术手段的综合运用，通过优势整合能够获得更加准确的检测结果。但是这项技术在食品微生物检测中也存在一定技术局限，还应加大对相关技术的研究力度，不断提高测序精度，完善数据库系统，增强检测结果的可靠性，确保能够为食品安全检测管理和微生物研究提供技术支撑。

参考文献：

[1]夏梦雷，杨帆，陆锴，等.高通量测序技术在传统发酵食品微生物群落中的应用研究[J].中国酿造，2021，40（05）：1-7.

[2]陆惠芳.食品微生物研究领域中高通量测序技术的应用研究[J].食品安全导刊，2022，（36）：157-160.