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世界卫生组织（WHO）估计，仅在2010年，全球造成6亿例食源性疾病，导致420,000例死亡。1其他年度估计使这些数字更高。2大多数此类情况是由于用微生物和/或其有毒废物污染食物。
有许多可能的微生物污染途径，包括在屠宰过程中与动物垃圾接触，卫生不良或食物处理人员感染，不卫生的食品加工设备和区域以及用动物或人类粪便污染的水洗净农产品。3,4
随着全球粮食贸易的不断增长，对健康饮食和最少加工的需求不断增长。5威斯康星大学麦迪逊分校的温迪·贝莱尔博士食品研究所说：“尽管人们试图吃更多的水果和蔬菜，但许多类型的原始农产品越来越多地与大量的食源性疾病暴发有关。“天然”产品的消费者食品趋势，例如“原始”（未经巴氏菌）乳制品，而没有了解食品安全。”
与食源性疾病有关的主要病原体
虽然诺如病毒和乙型肝炎等病毒是发达国家中大多数食源性疾病的原因，但大多数住院和死亡都是由于细菌剂引起的。2超过90％的细菌起源食物毒性疾病是由葡萄球菌，，，，沙门氏菌，，，，梭状芽胞杆菌，，，，弯曲杆菌，，，，李斯特菌，，，，弧菌， 和芽孢杆菌和菌株大肠杆菌（（大肠杆菌）。通常含有微生物危害的食物包括动物起源（鸡蛋，肉，牛奶，贝类）以及新鲜水果和蔬菜的原始或部分煮熟的食物。甚至饮料啤酒可能受到影响。
食源性疾病的常见症状包括恶心，呕吐，胃痉挛和腹泻。6年轻，老年，怀孕和免疫功能低下的人特别脆弱。食源性疾病承受着巨大的经济负担，仅美国经济就会受到每年高达932亿美元损失的影响。3引起关注的一个特殊原因是，过度使用和滥用抗菌药已导致出现抗性细菌这对当前治疗没有反应，这进一步加剧了某些粮食病原体的影响。
诺如病毒目前导致美国，欧盟和世界上许多其他国家的食源性爆发案件数量最多。3食源性诺如病毒爆发通常源于受污染的蔬菜，水果，谷物，芽菜，草药和香料。例如，未经热处理的覆盆子一直是欧洲过去诺如病毒爆发的常见来源。对于这样的病毒，生存而不是生长是关键，但是，许多当前的食品去污策略可能没有效。
因此，快速准确地检测食源性病原体对于预防食源性疾病和减轻相关的经济损失至关重要。
下一代测序对食品安全的影响
在众多用于食品微生物学的新兴技术中，下一代测序（NGS）可以说是彻底改变我们如何预防和应对微生物食品污染的最大潜力。7,8NGS可用于对样品中存在的靶病致病微生物的整个基因组进行序列，用作shot弹枪方法的一部分，以识别样品中的所有微生物（“ Metagenomics”），或用于确定哪些基因被主动转化为他们的蛋白质产品（“转录组学”）。
整个基因组测序（WGS）的食品安全应用
各种传统的亚型方法（例如pcr，，，，PFGE，基于抗原的测定法，以及MLVA）事实证明，对于鉴定微生物粮食污染的来源并跟踪病原体从农场到叉子的传播是无价的。7,8但是，这种方法通常需要隔离和菌株培养，因此可能需要一周的时间才能产生结果。此外，与WGS不同，这些方法只能分析微生物基因组的一小部分，而WGS分析了整个基因组。已显示WGS可以区分高度克隆病原体和特定亚型，例如沙门氏菌血清，传统亚型方法失败。因此，WGS比较比较分离株更准确，并且具有比传统依赖文化的技术更快的额外优势。
除了鉴定病原体外，WGS还可以用于预测诸如毒力和抗菌抗性之类的特征。7该技术还促进了检测微生物和菌株的快速开发，目前没有检测方法可用，如欧洲所示大肠杆菌O104：2011年的H4爆发。8在报告爆发后的几周内生成了多个分离株的整个基因组序列。这些序列是公开沉积的，使PCR分析的快速发展可以特异性检测爆发株。
尽管最初回顾性地分析了爆发引起的病原体，但现在越来越多地应用于美国，英国和欧洲其他地区的食品生物微生物的前瞻性监视。7例如，在2013年，美国疾病控制与预防中心（CDC）引入了WGS李斯特氏病监测，这导致了更长的爆发，从而允许更有效的管理。
宏基因组学和转录组学的食物应用
除了识别样品中的所有微生物外，宏基因组学和转录组学也可用于确定分离株性状，而无需培养。7,8例如，这些技术可用于检查影响微生物变质的因素，微生物生态学如何沿食物加工线变化以及微生物如何对不同的抗菌策略做出反应。这样的数据对于新的微生物控制化合物和策略的合理发展具有重要的潜力。
但是，关于食品安全的使用方面存在一些挑战。7这些包括与基于培养的方法相比，从生物和死亡微生物中源自生物和死亡微生物的DNA的检测，有时较低的检测敏感性。NGS技术也仍然相对昂贵，这阻止了欠发达国家的访问，并可能阻碍实施常规使用。
除了NG，其他许多技术，例如电化学，光学和基于纳米材料的技术生物传感器已经开发出来检测微生物病原体，尽管这些病原体通常集中在检测单个特定病原体上。9每种开发的方法都有其自身的优势和缺点。
纳米技术的承诺
纳米技术是另一个研究领域，可能会对食品安全产生重大影响。10,11,12纳米材料现在被用来制造智能食品包装为了监测食物质量，作为纳米传感器以检测病原体，以及可食用的纳米药涂层或添加剂以改善食物保存。银纳米颗粒已经在商业上用于其高抗菌活性，而金纳米颗粒已广泛研究以掺入生物传感器中。但是，关于人体和环境中纳米材料的积累仍然存在安全问题。
智能传感器和食品包装
食品包装用于促进产品处理，保留营养价值，减少变质并延长产品保质期。智能包装技术可能会提供其他功能，例如实时进行新鲜度，温度和微生物增长的测量。11确实，智能传感器是一种下一代技术，它可能会广泛地纳入未来的食品包装中。微生物污染可以通过密封包装中的气体组成，pH变化以及挥发性化合物的释放来检测到气体成分的变化。例如，开发了基于抗毒素的RFID传感器以检测大肠杆菌和沙门氏菌在包装食品中。该传感器使用固定在食品包装中的RFID标签上的抗毒素。每个传感器可以连接到无线网络以提供实时监视。
食品保存技术的进步
对最小处理的重点导致非热保存技术的实施，例如高静水压力（HHP），紫外线（UV）辐射和冷等离子体（CP）处理。13这些提供了成功减少微生物的优势，而营养价值的最小降解。但是，与所有食品保存技术一样，仍然存在微生物幸存者的可能性。此外，病毒更有可能在这种治疗中生存，目前，我们没有可靠的工具来确认病毒失活。3这可能导致对食品安全的高估，这可能构成重大危险。
食品保存的另一个新兴趋势是使用天然抗菌化合物，包括牛至，迷迭香和大蒜等植物的乙醇，香料和精油提取物。14,15这些都表现出掺入可食用膜后的抗菌活性。
全球挑战
为了完全受益于NGS技术的食品安全，我们需要经过精心策划的食品相关微生物数据库。7作为全球在食品安全方面实施NGS的运动的一部分，1996年脉冲星CDC设置了数据库，以实现全局应变比较。其他举措包括排序食品供应链财团由IBM和火星公司创立，foscollab食品安全平台由世卫组织创立。作为火星的阿比盖尔·史蒂文森博士全球食品安全中心评论说：“技术开发比以往任何时候都多，但是尚未建立存储和共享此数据的基础架构，从而防止对趋势或更好地共享对相关事件的有效监控。我们认为，监管机构和食品制造商在共同采用新技术并通过数据共享中推动透明度方面起着重要的作用。这种方法可以帮助最大化新技术可以保护整个食物链的安全性。”与此类发展并行，迫切需要缩小发达国家和发展中国家之间的技术差距，以促进安全的全球粮食贸易。7
结论
微生物粮食污染对人类健康构成了严重的风险，这与重大的经济损失有关。食品贸易的全球化日益增加，消费者偏好的趋势将继续对开发新的和改进的方法来确保食品安全以及起草匹配法规的需求。贝莱尔博士说：“将来，我预见到更广泛地采用了预防性（与反应性）方法，以及更多的产品可追溯性要求，”贝莱尔博士说，史蒂文森博士指出，“食品供应链的全球化意味着，这意味着一种世界一部分的问题通常会影响全球供应链。确保在各个生产阶段安全的食品安全管理实践比以往任何时候都更为重要。”
参考
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