浅析食品微生物检验中

ATP 发光法的应

用

    摘要：本文就 ATP 生物发光法的检测原理、检测步骤、特点、检测的影响因 素及在食品工
业中的应用进行了综述，并提出了目前

ATP 生物发光法检测中存在 的问题。

　　关键词：

ATP 生物发光法；荧光素；提取剂；温度；检验

　　
　　

1 ATP 的理化性质

　　

1.1 ATP 广泛存在于各种活的生物体中,活的菌体中也含有 ATP。细菌死亡后,在细 胞内

酶的作用下

,ATP 将很快被分解掉。ATP 是高能磷酸化合物的典型代表。ATP 是由一分子腺嘌

呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸，其分子结

 构式如图 1 所示。

　　
　　图

1 ATP 分子结构式

　　

1.2 ATP 有两个高能磷酸键，一个低能磷酸键。每个高能磷酸键水解时，可产  生

30．54kJ／mol 的能量。ATP 是细胞内特殊的自由能载体，广泛地存在于细胞内， 如细胞核、
细胞溶胶、线粒体等。易水解，且水解时可释放出大量的能量，但水解易受细胞内环境的
pH、Mg2+浓度等的影响。
　　

2 ATP 生物发光法检测的原理及一般步骤

　　

2.1 ATP 普遍存在于所有活的生物体中，被用来贮存和传递化学能，称作为“能量货币”。

当生物体死亡后，在细胞内酶的作用下，

ATP 很快被分解掉。因此， 测定样品中的 ATP 浓

度，即可推算出活菌数。

ATP 生物发光技术产生于 20 世纪 70 年代中期。1983 年，Moyer 等

最早提出细胞内源性

ATP 的含量可以反映细胞的活性 和活细胞的数量。同年 Gronroos 等也

证实该技术是一种可靠、灵敏度高的确定细

 胞活性度的检测方法。McElroy[最先引入荧光素

酶．

ATP 检测法，其反应机理为： 在 Mg2+存在下，萤火虫荧光素酶以 D-荧光素酶 、

ATP 、O2 为底物，将化学能转化为
　　光

D-荧光素+ATP+O2 Oxy-荧光素+AMP+PPi+H2O 能，发出光量子，其发光

　　强度

(I)与 ATP 浓度(CATP)符合下列函数关系。

　　
　　式中，

Imax 为最大发光强度；Km 为 1×1O-4。由上式可知，当 CATP 远小于 Km 时，

　　

I 正比于样品中的 CATP。因此可通过测定发光体系的 I 来定量 ATP 浓度。

　　

2.2 每个细胞的 ATP 含量大致是一定的，如大肠杆菌是 1．4×10-18mol/细胞，乳酸菌

是

1．9×10-18mol/细胞，则由此可以推算出细菌数量。但由于实际检测中除 含有细菌外，

还含有酵母等其他微生物，而酵母菌中

ATP 的含量通常是细菌中 ATP 含量的 100 倍左右。

因此，若同时又全部换算成酵母菌的活菌数量，则样品中活

 菌数应介于二者之间。

　　

2.3 此外，曾有学者以生物量 C／ATP 来推算生物量。Karl 等研究了浮游植物的生 物量

与

ATP 含量之间的关系，发现单细胞微生物的生物量 C／ATP 的平均比值为 250，而多细

胞有机物的生物量

C／ATP 则小于 1O0。还有学者预计通过测定 ATP／ CFU 的大小来预测