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行業動態

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ATP 生 物 發 光 快 速 檢 測 方 法 在 果 汁 行 業 應 用

發布時間:2020-02-21       點擊數:620

      ATP生物發光技術可應用于果汁行業的兩個不同流程的監控。被廣泛應用的就是使用ATP棉簽涂抹方法監控生產線和灌裝線的清洗結果。但鮮為人知的一個應用是在果汁成品上也可用ATP生物發光技術進行微生物質量控制。


ATP生物發光技術在成品檢測上的應用

      一般相較于牛奶、豆奶制品,果汁和水果加工產品因PH較低,微生物污染風險較低。然而,酵母、霉菌和嗜酸菌仍然可以在低PH環境中存活,對果汁產品造成潛在的微生物污染風險。現今最常用的檢測方法是傳統的平板方法。這種傳統方法雖普遍,但存在耗時長且耗人力的弊端。尋找一種替代性的可靠方法來節省終產品的放行時間,在果汁行業將有很大應用優勢。ATP生物發光檢測技術就是這樣一種具備很大優勢的快檢法:易操作性、快速、可靠。

      ATP 三磷酸腺苷是所有生命體生命活動能量的轉化和傳遞中一種非常重要的物質。從生物化學角度看,人類及所有植物或微生物中能量轉化時存在的ATP性質是一樣的。當ATP經過脫磷酸化作用轉成雙磷酸鹽ADP或單磷酸鹽AMP時,分子釋放了能量。另外,ATP性質非常穩定,即使經過高壓蒸汽處理后仍非常穩定,且易溶于水。因此,無菌不代表無ATP。因為所有活的細胞都含有ATP,樣品或產品中不同來源的ATP可被識別。來源于死細胞的ATP被稱之游ATP,這些死細胞可能是在滅菌過程中被殺死的菌。另外,還有體細胞的概念。體細胞一般來源于植物細胞,比如果肉。最后,還有個概念是微生物的ATP。所有ATP都具有一樣的生化反應,不能彼此通過生化反應辨別區分。(見圖1示)


圖 1.果汁產品中不同來源的ATP示意圖 

 

如何將這種普遍存在的生化反應分子的特性應用在可靠的微生質量控制上?

 

利用ATP生物發光技術檢測果汁、水果加工品中的微生物污染,需要將非微生物的ATP去除。這就意味著需要特制的試劑來破壞水果細胞、果肉并且去除來源于植物、水果細胞、果肉的ATP。根據游離ATP和體細胞ATP在樣品中的量,去除非微生物ATP的時間有時需要1個小時。當所有非微生物ATP被去除了,特殊研制的微生物萃取劑會被加入樣品中,以分解所有的微生物細胞(包括酵母、霉菌、嗜酸性細菌)。從微生物細胞中分解釋放出來的ATP與試劑中的熒光素酶反應會轉化成光,這種熒光通過光度計可被捕捉并監測。

樣品需要經過適當時間的增菌培養后,ATP生物發光技術可以在1個小時內檢測近100個樣品。與傳統的放行檢測方法相比,ATP生物發光技術可以為生產企業節省了3天以上的放行時間。(見圖2所示)



2.傳統的平板法和ATP生物發光法的比較

   

     ATP生物發光快速檢測方法不受成品的顏色、濁度、粘度影響。可以通過簡單的操作對深顏色的果汁和含有高含量果肉的水果加工產品進行檢測。ATP生物發光法對于像果泥、糊狀的果汁、濃縮果汁等粘稠狀的果汁,也跟液體狀的果汁一樣都有很好的適用性。同時,這種方法也適用于椰汁水、混合果汁、其他與如牛奶、豆奶、蔬菜、番茄等成分混合的果汁產品。

     建立新的檢測方法需要驗證,ATP生物發光快速檢測方法也不例外。在驗證實驗中,產品的基質背景值會得到確定,產品的微生物污染界限值也會被確定。對于一種產品一種微生物,驗證實驗可在短短8天內完成。基于現有質控流程,將驗證實驗與現有放行方法同時進行,這樣不會給實驗室日常放行檢測人力物力增加工作量,也不會打亂產品放行的日常工作秩序。

ATP生物發光法在表面潔凈度檢測上的應用

      眾所周知,ATP生物發光技術被果汁行業廣泛使用的是在表面潔凈度檢測上。使用專用的ATP棉簽擦拭表面后,利用ATP生物發光的原理來判斷表面潔凈度。多應用在監控生產線、灌裝線上的清潔效果。這種方法操作簡單,可快速得到結果:在采樣的表面上用棉簽涂抹,利用熒光素酶與采樣捕捉到的ATP反應。根據預設的經驗界限值直觀地判斷清潔效果是否合格。

       然而,大多數用戶并不知道清潔劑的殘留會干擾生物熒光反應抑制熒光素酶的作用。這將會造成假陰性的結果并放行衛生不合格的灌裝線。

       這個問題可以通過檢測清潔劑殘留來解決。檢測過程和ATP棉簽涂抹過程一樣簡單。它也是基于熒光原理,基于ATP棉簽涂抹技術,并且可以用同樣的手持熒光檢測儀。

      清潔劑殘留檢測的原理基于我們希望在干凈表面或者沒有清潔劑的表面光能的輸出并不會減弱。要實現這一點,清潔劑殘留檢測的思路與利用ATP生物發光法監控微生物生長的思路恰恰相反。對于后者,我們希望完全不要有光能輸出,以表征干凈無菌的樣品。而對于前者,我們希望有參考指示性的光信號,以表征沒有產生熒光抑制作用從而也代表沒有清潔劑殘留的影響。在分析檢測結果時需要牢記這種相反的檢測思路。

      通常,ATP棉簽涂抹檢測需要放在第一步。如果檢測結果時有高光信號,很明顯采樣表面是已經被污染了,含有ATP的殘留在表面。如果ATP棉簽涂抹檢測的結果時低光信號,這時再對清潔劑殘留進行第二步的檢測。如果第二步針對殘留清潔劑的檢測得出高光信號,那說明清潔劑殘留不會抑制熒光反應,第一步低光信號可代表陰性結果,這生產線衛生是干凈的,沒有污染也沒有清潔劑殘留。如果第二步針對殘留清潔劑的檢測得到低光信號,這代表清潔劑殘留抑制熒光素酶的作用。因此,需要進一步的清洗程序后再重復上述兩步檢測。(見圖3所示)


      綜上所述,ATP生物發光技術給果汁行業帶來的檢測應用益處的有幾個方面,不僅可以使用ATP棉簽涂抹監控衛生情況,還可以通過清潔劑殘留的檢測確證生產現場和灌裝線的的清洗消毒效果。更進一步的,ATP生物發光技術還為果汁行業提供了一種可靠快速的微生物檢測方法,與現行傳統方法相比,使用ATP生物發光技術可以將成品的放行提早至少三天。




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