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生禽肉中沙门氏菌、大肠杆菌、弯曲菌和李斯特菌的多重检测

期刊:FoodsDOI:10.3390/foods14071137

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是针对该研究的学术报告:

主要作者及机构:由美国农业部农业研究服务局(USDA-ARS)的Chin-Yi Chen、Cheryl M. Armstrong、Yiping He等团队与Pathotrak Inc.的Javier Atencia等合作完成,发表于期刊《Foods》2025年3月25日第14卷第7期。

学术背景:食源性病原体检测是食品安全的关键环节,传统方法依赖耗时增菌步骤和单一病原体检测,限制了检测效率。该研究针对生禽肉中沙门氏菌(Salmonella)、大肠杆菌(Escherichia coli O157)、弯曲菌(Campylobacter)和李斯特菌(Listeria)的多重同步检测需求,开发了一种免增菌的快速检测流程。研究背景指出,传统增菌方法存在培养条件特异性强(如USDA-FSIS对沙门氏菌和李斯特菌使用不同培养基)、检测周期长(需数小时至数天)以及可能产生假阴性等问题。

研究流程: 1. 样本制备
- 研究对象:生鸡胸肉样本(325g/样本),人工接种5 CFU/g和25 CFU/g浓度的病原体混合液(含四种目标菌)。
- 创新方法:使用Pathotrak新一代提取(NGE)系统,通过等静压将样本中的细菌分离至捕获膜,再用1 mL PBS洗脱并离心浓缩至20 μL。该系统可在3小时内完成96个样本处理,较传统增菌法显著缩短时间。

  1. 分子检测

    • 使用Neogen分子检测系统(MDS)结合环介导等温扩增(LAMP)技术,对浓缩样本进行多重检测。
    • 实验设计:建立标准曲线(10²~10⁸ CFU/mL梯度稀释),评估检测限;通过6×6平板计数验证接种浓度。
  2. 数据分析

    • 采用四参数逻辑(4PL)回归模型分析时间-检测信号(RLUs)关系,计算时间阈值(TTD)。
    • 统计方法:Cohen’s Kappa系数评估检测一致性,Shapiro-Wilk检验数据正态性。

主要结果: 1. Pathotrak系统性能
- 压力循环后样本袋中残留中位重量仅6%(IQR:4-7%),自动化移液器较手动操作显著提高体积一致性(均值20.4 vs. 27.8 μL,p<0.0001)。

  1. 标准曲线分析

    • 所有病原体TTD与浓度对数呈负相关,但灵敏度差异显著:弯曲菌(Campylobacter)线性最佳(R²=0.970),而单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)在低浓度(10⁴ CFU/mL)即出现假阴性。
  2. 禽肉样本检测

    • 在5/25 CFU/g接种水平下,弯曲菌和大肠杆菌O157检测一致性完美(Kappa=1),沙门氏菌和李斯特菌属(Listeria spp.)出现个别假阳性/阴性,而单核细胞增生李斯特菌表现最不稳定(Kappa=0.5556)。

结论与价值: 1. 科学价值
- 首次实现生禽肉中四种病原体的免增菌多重检测,突破传统方法需分步检测的局限。TTD与浓度的量化关系为半定量分析提供新思路。

  1. 应用价值
    • 检测流程缩短至3小时,适合工业化高通量筛查。Pathotrak系统兼容多种下游检测平台,扩展性强。

研究亮点: 1. 技术创新
- 开发Pathotrak NGE系统,整合细菌分离-浓缩-洗脱流程,解决复杂食品基质中低浓度病原体捕获难题。
- 首次将MDS的TTD指标用于食源性病原体浓度估测,建立标准化分析流程(含图像数字化算法PlotDigitizer Pro)。

  1. 发现创新
    • 揭示不同病原体在相同检测体系中的性能差异,如弯曲菌检测限低至10² CFU/mL,而李斯特菌需优化引物设计。

其他价值:该方法可检测非可培养状态(VBNC)病原体,为食品安全风险评估提供新维度。附录中提供的数字化标准曲线(如附录B.1-B.5)为后续研究提供可比数据基准。

(注:专业术语首次出现时保留英文原词,如”环介导等温扩增(LAMP)”、”时间阈值(TTD)”等)

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