生物檢測技術在食品檢驗中的應用研究

　　[摘 要]本文以生物檢測技術為例，通過闡述其在食品檢測中的意義，介紹了生物檢測技術的主要內容，并分析了生物檢測技術在食品檢驗中的應用。 
　　引言 
　　食品安全及質量與人們生活健康息息相關，也是影響食品工業發展及對外貿易的重要因素。近些年發展的生物技術檢測方法因其特異的生物識別功能，極高的選擇性，且精確、靈敏、快速、成本低廉，在食品科學領域中得到了廣泛應用，尤其是在檢測致病性微生物、轉基因食品等方面不可或缺。 
　　1 生物檢測技術在食品檢驗中的意義 
　　我們生活中所食用的各類食物，究其根源都是來自生物界的動植物，而生物技術的原理可以說與食品原材料有著很多相關之處，正因為如此，生物檢測技術在食品檢驗的應用中，更能達到準確、安全、靈敏和快速的效果，并且成本相對較低，最重要的是無污染。相比傳統的物理化學或儀器的檢測技術，生物檢測技術更具有優勢，并且得到了極為廣泛的應用，幾乎涉及到了食品檢驗的各個方面，包括食品的品質評價、質量監督、生產過程的質量監控及食品科學研究。 
　　2 常見的生物檢測技術 
　　2.1 生物傳感器技術 
　　當前，生物傳感器在食品成分檢測的多個領域獲得了不小的突破，例如應用于沙門氏菌檢測，可將檢測時間縮短到一天之內； 在日本，采用生物傳感器對魚類、肉類新鮮度的測試已經成為相當成熟的商業技術。隨著計算機技術和生物微材料技術的不斷進步，相信生物傳感器會在食品工業中發揮更加重要的作用。 
　　2.2 生物芯片技術 
　　生物芯片技術是指采用光導原位合成或者微量點樣等方法，將生物分子有序地固化在載體表面，形成密集的分子序列，并使其與待測樣品分子進行雜交，通過激光共聚掃描儀對雜交分子產生的信號進行快速檢測，分析樣品靶分子的含量。從技術角度來說，生物芯片能夠在分子層面科學、量化地給出病原體閾值，確定食品安全性，有利于建立食品檢測的快速預警及反應窗口，能夠應用于食品進出口監督管理系統中。 
　　2.3 生物酶技術 
　　生物酶一般具有生物活性的催化作用，因此經常用來作為化學反應中對生物成分進行鑒定的反應工具，其特異性強，對結構與性質相近的物質分辨能力高，可用于測定食品中某種特殊物質的含量與活性，或者用來檢測一般化學方法難于測定的食品成分含量。常見方法有終點測定法、動力學測定法、多酶偶聯測定法、酶標免疫檢測法等。 
　　2.4 免疫技術 
　　免疫技術是生物檢測方法中最靈敏的技術之一，主要用于蛋白質結構分析。基于蛋白質物化性質的雷同，免疫技術或標記探針技術常用于分辨性質類似的蛋白質，具體應用手段包括熒光抗體法、放射免疫法、酶聯免疫吸附法、凝集反應法、沉淀反應法、免疫擴散法、免疫電泳法等。 
　　2.5 核酸探針技術 
　　核酸探針技術也叫基因探針技術，對不同的基因鏈具有高敏感的鑒別性。針對不同核酸鏈所含的互補堿基序列可以結合成分子雜交鏈的特性，可以在已知的基因片段上加入可識別指針，例如同位素或生物素，用來檢測未知樣品中是否具有相同來源的序列。這種技術被廣泛應用于食品進出口環節，用來對常見的致病菌和病原體進行檢驗。 
　　2.6 聚合酶鏈式反應技術 
　　聚合酶鏈式反應技術簡稱PCR技術，能夠在生物體外快速擴增指定DNA序列，早期應用于克隆和轉基因技術，后來延伸到食品檢測領域。由于食品中的微生物或致病菌具有較為明確的遺傳性質，如果能夠對其基因序列和遺傳背景進行監測，那么食品是否受到這些污染也就一目了然。PCR技術正是利用微生物特異基因的擴增來準確判斷病原存在，近年來獲得了廣泛的認可和采用。例如牛肉中的大腸桿菌監測、水產品以及肉制品奶制品中小腸耶爾森氏菌的感染等項目中，都建立了較為成熟的PCR反應體系。另外，人們逐漸發現將其與基因探針技術相結合，能夠發揮更高的作用，獲得更快速的成果。 
　　3 在食品檢測中的具體應用 
　　3.1 有害微生物的檢測 
　　食品中的有害微生物對人類健康會造成巨大的傷害；對食品的品質和儲藏也常常造成毀滅性的打擊。因此，快速有效的檢測方法是控制有害微生物傳播的有效途徑。生物檢測技術在這一領域已經取得了不少成果。田銀芳等應用直接ELISA方法對350份奶樣進行沙門氏菌的檢測，與常規方法相比，該法的敏感性和特異性分別為100% 和99.7%，所需檢測時間為2～ 3d。 
　　3.2 食品中殘余農藥的檢測 
　　食品中農藥的殘余引發的毒性問題已經引起了很多國家的關注。因此，農藥殘余的分析方法和技術也受到了高度的重視。目前，應用于農藥殘余檢驗的主要生物檢測方法是酶技術和生物傳感器。早在1989年，就有報道有一種電流式生物傳感器用于測定有機磷殺蟲劑使用的是人造酶，利用有機磷殺蟲劑水解酶對硝基酚和二乙基酚的測定極限為10-7 mol。隨后在1991年美國生產出了ELISA為基礎建立起來的檢測箱，檢測限都在10-9的數量級。 
　　3.3 成分和品質的檢測 
　　生物感應器是最早用于食品成分和品質檢測的生物檢測方法，也應用得較為廣泛。而最早的生物傳感器是葡萄糖傳感器，主要用于檢測食品中的含糖量。1991年，VahjenW等用固定化鏈霉菌中的L-谷氨酸氧化酶，開發了在多種食品原料中測谷氨酸的介體酶傳感器， 其線性范圍0. 2 ～2 mmol/L。Vlope等以黃嘌呤氧化酶為生物敏感材料，結合過氧化氫電極， 通過測定魚降解過程中產生的一磷酸肌苷、肌苷和次黃嘌呤的濃度，從而評價魚的鮮度。 
　　3.4 轉基因食品的檢測 
　　目前對轉基因食品的檢測的方法主要有3種： 
　　（1）核酸檢測方法： 包括聚合酶鏈式反應（PCR）、連接酶鏈式反應（LCR）、指紋圖譜法（ RFLP，AFLP及RAPD等）、探針雜交法等。 
　　（2）蛋白質檢測方法： 包括蛋白質單向電泳、蛋白質雙向電泳、Western雜交分析及ELISA。 
　　（3）酶活性檢測方法：：國際上商業化較早及流通較廣的抗除草劑（孟山都公司） GMF大豆及Bt-176 GMF玉米用轉基因PCR方法進行檢測均已獲得成功。鄧平建等人對國內轉抗菌肽基因辣椒的檢測也取得了很好的效果，并建立起了轉基因大豆、玉米、辣椒的鑒別和相關標記基因、目的基因檢測的技術。但是， 由于食品加工過程中的煎、炸、煮、烤等工藝也會使原料中的DNA會受到不同程度的損壞， 而且鹽、糖、油、色素等食品添加劑對檢測也有一定的影響。因此，采用PCR檢測植物油等加工食品還存在較大的困難。 
　　結語 
　　隨著食品種類的不斷豐富，對食品檢測方法的要求也越來越趨向準確快捷，簡單靈敏的方向，現代生物技術的發展很好的順應了食品檢測的這一發展趨勢，成為食品檢測方法中最具前景的一項檢測技術。在科技的不斷進步下，我們仍然需要不斷改進生物檢測技術，完善其在食品檢測中的應用方法。