| 發布日期：2023-11-20 |
隨著人們生活質量的不斷提高，對肉類的需求逐漸由量向質轉變，肉品質越來越受到重視。其中，冷藏是最常見的保鮮手段。鮮肉從屠宰到冷藏過程中，經歷了僵直、解僵和成熟，具有鮮嫩多汁、易咀嚼、易消化等特點。在此期間，由于動物體內攜帶的微生物以及運輸過程中滋生細菌，從而發生的鮮肉安全問題就會嚴重危害消費者權益，也嚴重影響我國鮮肉產業的健康綠色發展以及出口貿易。
圖1 冷藏肉
致病微生物非常容易污染鮮肉食品，并且在養殖、屠宰、加工、運輸、貯藏和銷售等任何環節中都有可能發生食源性致病菌的“二次污染”問題，甚至通過繁殖或產生毒素進一步擴大致病菌的危害，導致集體中毒事件。在細菌性食物中毒事故中，有四分之一都是由金黃色葡萄球菌所引起的，因此，對于鮮肉中金黃色葡萄球菌的檢測尤為重要。食品中微生物的檢測方法主要有培養法、免疫分析技術、分子生物學方法以及生物傳感器方法。本文使用如海光電自主研發的熒光光譜儀對豬肉和牛肉中的金黃色葡萄球菌進行測試。
實驗以鮮牛肉、鮮豬肉為測試對象，利用如海上轉換熒光光譜儀進行測試。
2.1 上轉換納米材料的制備及修飾方法
研究中所使用的上轉換熒光納米顆粒采用高溫熱分解法制備。經過超聲、攪拌、加熱、冷卻、離心后得到白色固體沉淀，即油溶性上轉換納米顆粒（UCNPs-OA）。最后將其置于60℃烘箱中，真空干燥12 h真空干燥后。為了UCNPs-OA能夠具有良好的水溶性，同時又能夠填充信號分子，因此，在上轉換納米材料表面包覆一層介孔二氧化硅。
2.2 檢測體系的構建
研究基于上轉換熒光技術的金黃色葡萄球菌檢測方法的基本原理如圖2所示。檢測體系由Fe2+填充的介孔上轉換納米材料和適配體組成，適配體通過靜電吸附結合在UCNPs-m SiO2表面，使Fe2+被隔絕在UCNPs-m SiO2介孔中，無法與體系中H2O2反應產生Fe3+，所以UCNPs熒光不會猝滅；但是當體系中加入金黃色葡萄球菌時，適配體優先與金黃色葡萄球菌結合，并從UCNPs-m SiO2表面上脫離，從而釋放出介孔中的Fe2+，并與H2O2反應生成Fe3+，Fe3+與UCNPs之間通過配位作用形成UCNPs/Fe3+絡合物，導致UCNPs的熒光被猝滅。因此可以通過熒光淬滅程度實現定量檢測金黃色葡萄球菌。
圖2 檢測金黃色葡萄球菌的試驗原理
2.3 制備材料的表征結果
圖3 上轉換熒光納米材料的TEM圖（A），X-射線衍射光譜圖（B），上轉換納米顆粒能譜圖（C）和熒光光譜圖（D）
圖3（A）為制備的上轉換納米材料的TEM圖，可以看出，合成的納米材料為典型的六邊形，大小一致且分散均勻，直徑約45 nm左右。圖3（B）為UCNPs的XRD圖，可以看出，制備的UCNPs的衍射峰與標準卡JCPDS No. 16-0334完全吻合，表明所制備的材料從晶型上分析具有純晶相的結構。圖3（C）為UCNPs的能譜圖，可以清晰的看出，制備的UCNPs由元素釔、鐿、鉺、鈉、氟組成，符合應有的元素組成。圖3（D）為制備的UCNPs在980 nm激光激發下的完整的熒光光譜圖（380-800 nm），觀察到在410、524、544和658 nm處有四個特征發射峰，表明制備的UCNPs具有良好的發光特性。
2.4 檢測標準曲線的建立
制備梯度濃度的金黃色葡萄球菌懸浮液，在優化的最佳實驗條件下用所構建的生物傳感器進行檢測并采集上轉換熒光光譜，結果如圖4所示。
圖4 不同濃度金黃色葡萄球菌檢測的上轉換熒光光譜（A）和標準曲線（B）
2.5 小結
研究構建了一種基于三價鐵離子猝滅上轉換熒光的檢測方法，并將其應用于鮮肉食品中金黃色葡萄球菌的定量檢測。所構建的檢測體系主要由介孔二氧化硅包覆的上轉換納米材料和適配體組成，優化結合比例以及孵育時間后，利用熒光強度的猝滅程度，實現了對金黃色葡萄球菌的定量檢測且具有較好的特異性和抗干擾性。結果表明構建的體系設計的上轉換熒光檢測體系靈敏、可靠，與傳統平板方法無顯著性差異，可以快速檢測鮮肉中的金黃色葡萄球菌。
[1]楊永存.鮮肉中金黃色葡萄球菌的上轉換熒光傳感檢測方法研究[D].江蘇大學,2021.
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