食品檢驗(yàn)中的生物檢測技術(shù)應(yīng)用

摘 要:生物檢測技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用日益廣泛，其中包括生物傳感器、生物芯片、生物酶技術(shù)、PCR技術(shù)、免疫技術(shù)、核酸探針技術(shù)等，主要作用于食品成分和品質(zhì)的控制，對有害微生物、殘余農(nóng)藥等污染的檢測，以及轉(zhuǎn)基因食品的測試等方面，并發(fā)揮著越來越重要的作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:生物檢測技術(shù)食品檢驗(yàn)生物傳感器生物芯片生物酶

中圖分類號:TQ1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0123-01

食品質(zhì)量與安全性的檢驗(yàn)逐漸成為現(xiàn)代科技發(fā)展中的一個重要領(lǐng)域，越來越多的檢測辦法被應(yīng)用到食品檢驗(yàn)技術(shù)當(dāng)中。生物檢測技術(shù)是近年來獲得了突破性發(fā)展，并在食品檢驗(yàn)中受到重點(diǎn)關(guān)注的新型檢測辦法。由于人類食品大多數(shù)來源于自然界生物，所以利用生物中天然存在的辨識物質(zhì)和反應(yīng)能力，來研制針對食品成分、污染、基因、微生物等內(nèi)容進(jìn)行識別的有效檢測工具，具有高效、精確、靈敏的優(yōu)勢，并凸顯出巨大的應(yīng)用潛力。當(dāng)前，現(xiàn)代生物技術(shù)日新月異的發(fā)展給食品檢驗(yàn)工業(yè)帶來了革命性的飛躍，也在食品制作、質(zhì)量監(jiān)督、等級評價等各個方面形成星火燎原之態(tài)。

1 常見的生物檢測技術(shù)

1.1 生物傳感器技術(shù)

生物體中包含多種活性物質(zhì)，如酶、抗體、抗原、細(xì)胞、激素等，將這些活性物質(zhì)進(jìn)行處理制成生物功能敏感元件，并以這種識別元件接觸待測物質(zhì)，其產(chǎn)生的光熱信號或符合產(chǎn)品能夠通過信號轉(zhuǎn)換器來傳播信息并放大輸出，得到相應(yīng)檢測結(jié)果，這就形成了生物傳感器。這是一種新型生物技術(shù)，具有使用微量、操作簡便、檢測高效、靈敏度高等明顯優(yōu)勢，在生物分析領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

當(dāng)前，生物傳感器在食品成分檢測的多個領(lǐng)域獲得了不小的突破，例如應(yīng)用于沙門氏菌檢測，可將檢測時間縮短到一天之內(nèi);在日本，采用生物傳感器對魚類、肉類新鮮度的測試已經(jīng)成為相當(dāng)成熟的商業(yè)技術(shù)。隨著計算機(jī)技術(shù)和生物微材料技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信生物傳感器會在食品工業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。

1.2 生物芯片技術(shù)

生物芯片技術(shù)是指采用光導(dǎo)原位合成或者微量點(diǎn)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(jìn)行雜交，通過激光共聚掃描儀對雜交分子產(chǎn)生的信號進(jìn)行快速檢測，分析樣品靶分子的含量。從技術(shù)角度來說，生物芯片能夠在分子層面科學(xué)、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(yù)警及反應(yīng)窗口，能夠應(yīng)用于食品進(jìn)出口監(jiān)督管理系統(tǒng)中。只是當(dāng)前，這項(xiàng)技術(shù)還處于科研領(lǐng)域，商業(yè)化成本較高，面對應(yīng)用需求其性能也需要進(jìn)一步改善，因此還未得到普及使用，但隨著各國科技力量的加入和生物學(xué)家的努力，其研制和開發(fā)工作預(yù)計將很快得到突破性的進(jìn)展。

1.3 生物酶技術(shù)

生物酶一般具有生物活性的催化作用，因此經(jīng)常用來作為化學(xué)反應(yīng)中對生物成分進(jìn)行鑒定的反應(yīng)工具，其特異性強(qiáng)，對結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相近的物質(zhì)分辨能力高，可用于測定食品中某種特殊物質(zhì)的含量與活性，或者用來檢測一般化學(xué)方法難于測定的食品成分含量。常見方法有終點(diǎn)測定法、動力學(xué)測定法、多酶偶聯(lián)測定法、酶標(biāo)免疫檢測法等。

1.4 免疫技術(shù)

免疫技術(shù)是生物檢測方法中最靈敏的技術(shù)之一，主要用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析?；诘鞍踪|(zhì)物化性質(zhì)的雷同，免疫技術(shù)或標(biāo)記探針技術(shù)常用于分辨性質(zhì)類似的蛋白質(zhì)，具體應(yīng)用手段包括熒光抗體法、放射免疫法、酶聯(lián)免疫吸附法、凝集反應(yīng)法、沉淀反應(yīng)法、免疫擴(kuò)散法、免疫電泳法等。

1.5 核酸探針技術(shù)

核酸探針技術(shù)也叫基因探針技術(shù)，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(bǔ)堿基序列可以結(jié)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(shù)被廣泛應(yīng)用于食品進(jìn)出口環(huán)節(jié)，用來對常見的致病菌和病原體進(jìn)行檢驗(yàn)。

1.6 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)簡稱PCR技術(shù)，能夠在生物體外快速擴(kuò)增指定DNA序列，早期應(yīng)用于克隆和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，后來延伸到食品檢測領(lǐng)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(zhì)，如果能夠?qū)ζ浠蛐蛄泻瓦z傳背景進(jìn)行監(jiān)測，那么食品是否受到這些污染也就一目了然。PCR技術(shù)正是利用微生物特異基因的擴(kuò)增來準(zhǔn)確判斷病原存在，近年來獲得了廣泛的認(rèn)可和采用。例如牛肉中的大腸桿菌監(jiān)測、水產(chǎn)品以及肉制品奶制品中小腸耶爾森氏菌的感染等項(xiàng)目中，都建立了較為成熟的PCR反應(yīng)體系。另外，人們逐漸發(fā)現(xiàn)將其與基因探針技術(shù)相結(jié)合，能夠發(fā)揮更高的作用，獲得更快速的成果。

2 食品成分與質(zhì)量控制

食物中一般包含水分、蛋白質(zhì)、碳水化合物、無機(jī)鹽類和糖分，對這些成分的檢測和含量判定是食品結(jié)構(gòu)分析的主要內(nèi)容，而特定物質(zhì)的檢測則是針對食品質(zhì)量和安全性的判斷。例如魚類食品中降解產(chǎn)生一磷酸肌苷和次黃嘌呤，能夠反映魚肉的新鮮程度，可以利用黃嘌呤氧化酶制成生物傳感器，對鮮度進(jìn)行評價。

3 食品污染的檢測

3.1 有害微生物

由于有害微生物也屬于生物的范疇，對其檢測和控制就需要生物檢驗(yàn)的敏感性和特異性原理，如PCR技術(shù)、酶聯(lián)免疫技術(shù)和生物傳感器方法都可以針對其特性進(jìn)行應(yīng)用，與常規(guī)方法相比其精確度高達(dá)99.8%，檢測時間也僅為一半，在這一領(lǐng)域取得了豐碩的成果。

3.2 農(nóng)藥

應(yīng)用于農(nóng)藥殘余檢驗(yàn)的主要是生物酶技術(shù)和生物傳感器技術(shù)，早在20世紀(jì)80年代，一種電流式生物傳感器就有效地應(yīng)用于測定有機(jī)磷殺蟲劑所含人造酶，僅需40分鐘即可獲得該水解酶對硝基酚和二乙基酚在10-7mol數(shù)量級的測定極限。而90年代之后，基于酶標(biāo)記的生物檢測箱已經(jīng)可達(dá)到10-9mol數(shù)量級精確度。

3.3 轉(zhuǎn)基因食品測試

轉(zhuǎn)基因食品始終受到人類健康和生態(tài)環(huán)境組織的重點(diǎn)關(guān)注，對其潛在的危險性人們亟需有效的檢測手段來進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)前，普遍采用PCR技術(shù)、蛋白質(zhì)電泳法和酶活性檢測法來對轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因進(jìn)行檢驗(yàn)。

4 生物檢測技術(shù)應(yīng)用于食品檢驗(yàn)的前景

食品檢驗(yàn)工業(yè)一直趨向于簡便、快捷、靈敏和微量化，而生物檢測手段正具有相契合的得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，在食品檢驗(yàn)工作中大展身手。當(dāng)前，各項(xiàng)檢測技術(shù)方興未艾，在其巨大發(fā)展空間的鼓舞下，必將獲得更加廣泛的應(yīng)用需求，得到不斷的完善和補(bǔ)充。在生物學(xué)家、分析化學(xué)家和食品工業(yè)專家的共同努力下，現(xiàn)代生物檢驗(yàn)方法必將走向成熟，在食品科技領(lǐng)域發(fā)揮出舉足輕重的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]王林，王晶，周景洋.食品安全快速檢測技術(shù)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]趙冬云.快速檢測食品中微生物方法的進(jìn)展[J].實(shí)用醫(yī)技雜志，2007(16).

[3]趙人錚，陳景衡，楊俊.生物酶技術(shù)與酶免技術(shù)在農(nóng)殘快速分析方面的應(yīng)用與研究進(jìn)展[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2002(12).

[4]陳家華，方曉明，朱堅，.現(xiàn)代食品分析新技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004

[5]唐春林，車陣明.食品微生物快速檢測技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品工程，2006(5).