ATP生物(wù)發光技(jì )術可(kě)應用(yòng)于果汁行業的兩個不同流程的監控。被廣泛應用(yòng)的就是使用(yòng)ATP棉簽塗抹方法監控生産(chǎn)線(xiàn)和灌裝(zhuāng)線(xiàn)的清洗結果。但鮮為(wèi)人知的一個應用(yòng)是在果汁成品上也可(kě)用(yòng)ATP生物(wù)發光技(jì )術進行微生物(wù)質(zhì)量控制。


      一般相較于牛奶、豆奶制品，果汁和水果加工(gōng)産(chǎn)品因PH較低，微生物(wù)污染風險較低。然而，酵母、黴菌和嗜酸菌仍然可(kě)以在低PH環境中(zhōng)存活，對果汁産(chǎn)品造成潛在的微生物(wù)污染風險。現今最常用(yòng)的檢測方法是傳統的平闆方法。這種傳統方法雖普遍，但存在耗時長(cháng)且耗人力的弊端。尋找一種替代性的可(kě)靠方法來節省終産(chǎn)品的放行時間，在果汁行業将有(yǒu)很(hěn)大應用(yòng)優勢。ATP生物(wù)發光檢測技(jì )術就是這樣一種具(jù)備很(hěn)大優勢的快檢法：易操作(zuò)性、快速、可(kě)靠。

      ATP 三磷酸腺苷是所有(yǒu)生命體(tǐ)生命活動能(néng)量的轉化和傳遞中(zhōng)一種非常重要的物(wù)質(zhì)。從生物(wù)化學(xué)角度看，人類及所有(yǒu)植物(wù)或微生物(wù)中(zhōng)能(néng)量轉化時存在的ATP性質(zhì)是一樣的。當ATP經過脫磷酸化作(zuò)用(yòng)轉成雙磷酸鹽ADP或單磷酸鹽AMP時，分(fēn)子釋放了能(néng)量。另外，ATP性質(zhì)非常穩定，即使經過高壓蒸汽處理(lǐ)後仍非常穩定，且易溶于水。因此，無菌不代表無ATP。因為(wèi)所有(yǒu)活的細胞都含有(yǒu)ATP，樣品或産(chǎn)品中(zhōng)不同來源的ATP可(kě)被識别。來源于死細胞的ATP被稱之遊離ATP，這些死細胞可(kě)能(néng)是在滅菌過程中(zhōng)被殺死的菌。另外，還有(yǒu)體(tǐ)細胞的概念。體(tǐ)細胞一般來源于植物(wù)細胞，比如果肉。最後，還有(yǒu)個概念是微生物(wù)的ATP。所有(yǒu)ATP都具(jù)有(yǒu)一樣的生化反應，不能(néng)彼此通過生化反應辨别區(qū)分(fēn)。（見圖1所示）

圖 1.果汁産(chǎn)品中(zhōng)不同來源的ATP示意圖 

 

如何将這種普遍存在的生化反應分(fēn)子的特性應用(yòng)在可(kě)靠的微生質(zhì)量控制上？

 

利用(yòng)ATP生物(wù)發光技(jì )術檢測果汁、水果加工(gōng)品中(zhōng)的微生物(wù)污染，需要将非微生物(wù)的ATP去除。這就意味着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(wù)、水果細胞、果肉的ATP。根據遊離ATP和體(tǐ)細胞ATP在樣品中(zhōng)的量，去除非微生物(wù)ATP的時間有(yǒu)時需要1個小(xiǎo)時。當所有(yǒu)非微生物(wù)的ATP被去除了，特殊研制的微生物(wù)萃取劑會被加入樣品中(zhōng)，以分(fēn)解所有(yǒu)的微生物(wù)細胞（包括酵母、黴菌、嗜酸性細菌）。從微生物(wù)細胞中(zhōng)分(fēn)解釋放出來的ATP與試劑中(zhōng)的熒光素酶反應會轉化成光，這種熒光通過光度計可(kě)被捕捉并監測。

樣品需要經過适當時間的增菌培養後，ATP生物(wù)發光技(jì )術可(kě)以在1個小(xiǎo)時内檢測近100個樣品。與傳統的放行檢測方法相比，ATP生物(wù)發光技(jì )術可(kě)以為(wèi)生産(chǎn)企業節省了3天以上的放行時間。（見圖2所示）

圖2.傳統的平闆法和ATP生物(wù)發光法的比較

   

     ATP生物(wù)發光快速檢測方法不受成品的顔色、濁度、粘度影響。可(kě)以通過簡單的操作(zuò)對深顔色的果汁和含有(yǒu)高含量果肉的水果加工(gōng)産(chǎn)品進行檢測。ATP生物(wù)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(tǐ)狀的果汁一樣都有(yǒu)很(hěn)好的适用(yòng)性。同時，這種方法也适用(yòng)于椰汁水、混合果汁、其他(tā)與如牛奶、豆奶、蔬菜、番茄等成分(fēn)混合的果汁産(chǎn)品。

     建立新(xīn)的檢測方法需要驗證，ATP生物(wù)發光快速檢測方法也不例外。在驗證實驗中(zhōng)，産(chǎn)品的基質(zhì)背景值會得到确定，産(chǎn)品的微生物(wù)污染界限值也會被确定。對于一種産(chǎn)品一種微生物(wù)，驗證實驗可(kě)在短短8天内完成。基于現有(yǒu)質(zhì)控流程，将驗證實驗與現有(yǒu)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(wù)力增加工(gōng)作(zuò)量，也不會打亂産(chǎn)品放行的日常工(gōng)作(zuò)秩序。

ATP生物(wù)發光法在表面潔淨度檢測上的應用(yòng)

      衆所周知，ATP生物(wù)發光技(jì )術被果汁行業廣泛使用(yòng)的是在表面潔淨度檢測上。使用(yòng)專用(yòng)的ATP棉簽擦拭表面後，利用(yòng)ATP生物(wù)發光的原理(lǐ)來判斷表面潔淨度。多(duō)應用(yòng)在監控生産(chǎn)線(xiàn)、灌裝(zhuāng)線(xiàn)上的清潔效果。這種方法操作(zuò)簡單，可(kě)快速得到結果：在采樣的表面上用(yòng)棉簽塗抹，利用(yòng)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(duō)數用(yòng)戶并不知道清潔劑的殘留會幹擾生物(wù)熒光反應抑制熒光素酶的作(zuò)用(yòng)。這将會造成假陰性的結果并放行衛生不合格的灌裝(zhuāng)線(xiàn)。

       這個問題可(kě)以通過檢測清潔劑殘留來解決。檢測過程和ATP棉簽塗抹過程一樣簡單。它也是基于熒光原理(lǐ)，基于ATP棉簽塗抹技(jì )術，并且可(kě)以用(yòng)同樣的手持熒光檢測儀。

      清潔劑殘留檢測的原理(lǐ)基于我們希望在幹淨表面或者沒有(yǒu)清潔劑的表面光能(néng)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(yòng)ATP生物(wù)發光法監控微生物(wù)生長(cháng)的思路恰恰相反。對于後者，我們希望完全不要有(yǒu)光能(néng)輸出，以表征幹淨無菌的樣品。而對于前者，我們希望有(yǒu)參考指示性的光信号，以表征沒有(yǒu)産(chǎn)生熒光抑制作(zuò)用(yòng)從而也代表沒有(yǒu)清潔劑殘留的影響。在分(fēn)析檢測結果時需要牢記這種相反的檢測思路。

      通常，ATP棉簽塗抹檢測需要放在第一步。如果檢測結果時有(yǒu)高光信号，很(hěn)明顯采樣表面是已經被污染了，含有(yǒu)ATP的殘留在表面。如果ATP棉簽塗抹檢測的結果時低光信号，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号，那說明清潔劑殘留不會抑制熒光反應，第一步低光信号可(kě)代表陰性結果，這生産(chǎn)線(xiàn)衛生是幹淨的，沒有(yǒu)污染也沒有(yǒu)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号，這代表清潔劑殘留抑制熒光素酶的作(zuò)用(yòng)。因此，需要進一步的清洗程序後再重複上述兩步檢測。(見圖3所示)

      綜上所述，ATP生物(wù)發光技(jì )術給果汁行業帶來的檢測應用(yòng)益處的有(yǒu)幾個方面，不僅可(kě)以使用(yòng)ATP棉簽塗抹監控衛生情況，還可(kě)以通過清潔劑殘留的檢測确證生産(chǎn)現場和灌裝(zhuāng)線(xiàn)的的清洗消毒效果。更進一步的，ATP生物(wù)發光技(jì )術還為(wèi)果汁行業提供了一種可(kě)靠快速的微生物(wù)檢測方法，與現行傳統方法相比，使用(yòng)ATP生物(wù)發光技(jì )術可(kě)以将成品的放行提早至少三天。