ATP生物发光技术可应用于果汁行业的两个不同流程的监控。被广泛应用的就是使用ATP棉签涂抹方法监控生产线和灌装线的清洗结果。但鲜为人知的一个应用是在果汁成品上也可用ATP生物发光技术进行微生物质量控制。


      一般相较于牛奶、豆奶制品，果汁和水果加工产品因PH较低，微生物污染风险较低。然而，酵母、霉菌和嗜酸菌仍然可以在低PH环境中存活，对果汁产品造成潜在的微生物污染风险。现今最常用的检测方法是传统的平板方法。这种传统方法虽普遍，但存在耗时长且耗人力的弊端。寻找一种替代性的可靠方法来节省终产品的放行时间，在果汁行业将有很大应用优势。ATP生物发光检测技术就是这样一种具备很大优势的快检法：易操作性、快速、可靠。

      ATP 三磷酸腺苷是所有生命体生命活动能量的转化和传递中一种非常重要的物质。从生物化学角度看，人类及所有植物或微生物中能量转化时存在的ATP性质是一样的。当ATP经过脱磷酸化作用转成双磷酸盐ADP或单磷酸盐AMP时，分子释放了能量。另外，ATP性质非常稳定，即使经过高压蒸汽处理后仍非常稳定，且易溶于水。因此，无菌不代表无ATP。因为所有活的细胞都含有ATP，样品或产品中不同来源的ATP可被识别。来源于死细胞的ATP被称之游离ATP，这些死细胞可能是在灭菌过程中被杀死的菌。另外，还有体细胞的概念。体细胞一般来源于植物细胞，比如果肉。最后，还有个概念是微生物的ATP。所有ATP都具有一样的生化反应，不能彼此通过生化反应辨别区分。（见图1所示）

图 1.果汁产品中不同来源的ATP示意图 

 

如何将这种普遍存在的生化反应分子的特性应用在可靠的微生质量控制上？

 

利用ATP生物发光技术检测果汁、水果加工品中的微生物污染，需要将非微生物的ATP去除。这就意味着需要特制的试剂来破坏水果细胞、果肉并且去除来源于植物、水果细胞、果肉的ATP。根据游离ATP和体细胞ATP在样品中的量，去除非微生物ATP的时间有时需要1个小时。当所有非微生物的ATP被去除了，特殊研制的微生物萃取剂会被加入样品中，以分解所有的微生物细胞（包括酵母、霉菌、嗜酸性细菌）。从微生物细胞中分解释放出来的ATP与试剂中的荧光素酶反应会转化成光，这种荧光通过光度计可被捕捉并监测。

样品需要经过适当时间的增菌培养后，ATP生物发光技术可以在1个小时内检测近100个样品。与传统的放行检测方法相比，ATP生物发光技术可以为生产企业节省了3天以上的放行时间。（见图2所示）

图2.传统的平板法和ATP生物发光法的比较

   

     ATP生物发光快速检测方法不受成品的颜色、浊度、粘度影响。可以通过简单的操作对深颜色的果汁和含有高含量果肉的水果加工产品进行检测。ATP生物发光法对于像果泥、糊状的果汁、浓缩果汁等粘稠状的果汁，也跟液体状的果汁一样都有很好的适用性。同时，这种方法也适用于椰汁水、混合果汁、其他与如牛奶、豆奶、蔬菜、番茄等成分混合的果汁产品。

     建立新的检测方法需要验证，ATP生物发光快速检测方法也不例外。在验证实验中，产品的基质背景值会得到确定，产品的微生物污染界限值也会被确定。对于一种产品一种微生物，验证实验可在短短8天内完成。基于现有质控流程，将验证实验与现有放行方法同时进行，这样不会给实验室日常放行检测人力物力增加工作量，也不会打乱产品放行的日常工作秩序。

ATP生物发光法在表面洁净度检测上的应用

      众所周知，ATP生物发光技术被果汁行业广泛使用的是在表面洁净度检测上。使用专用的ATP棉签擦拭表面后，利用ATP生物发光的原理来判断表面洁净度。多应用在监控生产线、灌装线上的清洁效果。这种方法操作简单，可快速得到结果：在采样的表面上用棉签涂抹，利用荧光素酶与采样捕捉到的ATP反应。根据预设的经验界限值直观地判断清洁效果是否合格。

       然而，大多数用户并不知道清洁剂的残留会干扰生物荧光反应抑制荧光素酶的作用。这将会造成假阴性的结果并放行卫生不合格的灌装线。

       这个问题可以通过检测清洁剂残留来解决。检测过程和ATP棉签涂抹过程一样简单。它也是基于荧光原理，基于ATP棉签涂抹技术，并且可以用同样的手持荧光检测仪。

      清洁剂残留检测的原理基于我们希望在干净表面或者没有清洁剂的表面光能的输出并不会减弱。要实现这一点，清洁剂残留检测的思路与利用ATP生物发光法监控微生物生长的思路恰恰相反。对于后者，我们希望完全不要有光能输出，以表征干净无菌的样品。而对于前者，我们希望有参考指示性的光信号，以表征没有产生荧光抑制作用从而也代表没有清洁剂残留的影响。在分析检测结果时需要牢记这种相反的检测思路。

      通常，ATP棉签涂抹检测需要放在第一步。如果检测结果时有高光信号，很明显采样表面是已经被污染了，含有ATP的残留在表面。如果ATP棉签涂抹检测的结果时低光信号，这时再对清洁剂残留进行第二步的检测。如果第二步针对残留清洁剂的检测得出高光信号，那说明清洁剂残留不会抑制荧光反应，第一步低光信号可代表阴性结果，这生产线卫生是干净的，没有污染也没有清洁剂残留。如果第二步针对残留清洁剂的检测得到低光信号，这代表清洁剂残留抑制荧光素酶的作用。因此，需要进一步的清洗程序后再重复上述两步检测。(见图3所示)

      综上所述，ATP生物发光技术给果汁行业带来的检测应用益处的有几个方面，不仅可以使用ATP棉签涂抹监控卫生情况，还可以通过清洁剂残留的检测确证生产现场和灌装线的的清洗消毒效果。更进一步的，ATP生物发光技术还为果汁行业提供了一种可靠快速的微生物检测方法，与现行传统方法相比，使用ATP生物发光技术可以将成品的放行提早至少三天。