生物技術在食品檢測中的應用

◎陳金斌

（溫嶺市食品藥品檢驗檢測中心，浙江 臺州 317500）

生物技術在食品檢測中的應用

◎陳金斌

（溫嶺市食品藥品檢驗檢測中心，浙江 臺州 317500）

食品安全關系廣大民眾的切身利益，更關系到國家經濟社會的平穩發展和社會的安定團結。隨著生活水平的不斷提高，人們對食品問題的關注程度也逐漸增加。因此， 依靠生物技術手段進行準確、便捷的食品檢測便應運而生。本文介紹幾種常用的生物技術檢測手段，給相關領域工作者提供參考和幫助。

生物技術；食品檢測；PCR；ELISA；DNA探針

食品檢測是以國家法律法規及其相關標準為依據，來判斷食品質量是否過關、衛生情況是否合格。食品藥品檢驗檢測中心作為基層單位，擔負著重要的食品檢測使命［1］。隨著社會經濟的快速發展、人民生活水平的不斷提高，人們對食品衛生質量的要求也越來越高。傳統的檢測方法已經無法滿足現代社會的發展需求，這就要求基層工作人員尋找新的檢測手段或方法來突破目前的瓶頸。因此，結合生物技術手段進行高效、靈敏的食品檢測成為食品安全領域發展的新趨勢［2］。根據近年來國內外相關的研究進展及報道，本文將對聚合酶鏈式反應（PCR）、酶聯免疫吸附（ELISA）、基因（DNA）探針及生物傳感器等生物技術手段在食品檢測中的應用做一簡單介紹。

1　PCR技術在食品檢測中的應用

自20世紀90年代末至今，不斷有報道提出運用PCR方法檢測食品中的病原體［3-4］。目前，從基因水平進行食品檢測的方法主要有傳統PCR技術、實時熒光定量（Real-time）PCR技術、巢式（Nested）和半巢式PCR技術、變性梯度凝膠電泳（DGGE）PCR技術等［5］。PCR技術需對檢測樣品進行DNA提取，根據檢測需求設計并合成特定引物，再開展PCR擴增目的條帶，對擴增產物進行瓊脂糖凝膠電泳后于凝膠成像儀中觀察，以此來確定有無目的條帶，若有，再根據需要進行進一步的DNA鑒定及序列分析。該技術只需要微量的樣本就可擴增到大量的目的片斷，進而完成對檢測樣品的定性、定量分析。下面分別介紹幾種不同PCR的應用范圍。

1.1傳統PCR技術

PCR全稱為聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction），是生物學家于20世紀80年代中期發明的體外擴增DNA技術。傳統PCR技術在食品檢測中應用已較為廣泛，可用于檢測多種病原菌。如可根據金黃色葡萄球菌的16sRNA的保守序列設計引物，以此引物進行PCR，便可檢測樣品中是否存在該致病菌。同樣，還可利用該技術檢測轉基因食品，如轉基因玉米的檢測，可以根據轉基因植物中廣泛應用的啟動子或終止子序列設計引物，有針對性地進行PCR檢測。

1.2實時熒光定量PCR技術

實時熒光定量PCR技術（Real-time PCR）是20世紀90年代中后期在傳統PCR技術基礎上發展起來的一門新技術，是指在原PCR基礎上加入熒光探針，以此來對PCR全程進行實時監測，最終根據標準曲線對所檢測片段進行定量分析。由于該技術靈敏度比普通PCR高很多，可以檢測更微量的樣品。近來，該技術越來越廣泛地應用于食 品檢測中，如在檢測致病菌、外源DNA（如轉基因食品）等方面都具有重要的作用。

1.3巢式PCR技術

巢式PCR（Nested PCR）是在傳統PCR基礎上改良而來的一種新型PCR 技術。該技術的原理是通過設計兩對不同的引物，先由一對引物擴增出第1輪產物，再以第1輪產物為模板通過另一對引物擴增新的產物，最終檢測的是第2輪PCR獲得的產物。同理，半巢式PCR （Semi- nested PCR） 技術便應運而生。顧名思義，半巢式PCR只需設計3條引物，其中一條引物被重復利用。該方法特異性高，可降低假陽性出現的概率。

1.4變性梯度凝膠電泳PCR技術

變性梯度凝膠電泳（Denatured Gradient Gel Electrophoresis）PCR技術（DGGE-PCR）是變性梯度凝膠電泳（DGGE）和PCR的結合，在變性條件適當的情況下可分離長度相同但只有一個堿基不同的DNA片段混合物，具有操作簡單、可重復性高等優點。運用該手段，Ampe等人成功的分離并鑒定出面團中的乳桿菌以及木薯淀粉發酵物中存在的細菌菌落［5］。

2　ELISA技術在食品檢測中的應用

ELISA技術的原理依據為抗體抗原可以特異性結合，通過酶或輔酶的標記，經底物反應后，可根據底物顯色與否判斷被檢測樣品是否存在陽性物質［6］。該方法將生物酶技術與免疫學方法相結合，能對檢測樣品進行批量分析，具有反應快速、操作簡便等特點，因此廣泛應用于食品檢測中，如可以檢測樣品中有無農藥殘留、食品是否霉變、是否有致病菌污染及是否為轉基因食品等。由于ELISA 技術測定樣品快速簡捷，測定標本類型廣泛，對于活性物質和非活性成分均可檢測，因此應用前景廣泛。

3　DNA探針技術在食品檢測中的應用

DNA探針技術是以病原體的DNA（或RNA）的一段已知序列為模板，人工合成一段攜帶同位素或生物素做標記的核酸序列。核酸雜交是該技術的核心理論依據。其原理是兩條堿基互補的DNA（或RNA）鏈在適當的環境下形成互補配對并最終形成雜交的核酸分子。根據其檢測對象不同，又可細分為Southern Blot、Northern Blot和Western Blot3種不同類型，可分別有針對性的檢測DNA、RNA、蛋白質3種生物大分子。對食品檢測而言，可根據致病菌特異性表達的蛋白質基因序列制作DNA 探針，檢測食品中病原體的總含量［7］。如今，DNA探針技術在食品檢測中的應用已較為成熟，可以實現對大腸桿菌、沙門菌、金黃色葡萄球菌等的檢測。該技術操作便捷靈活，讓結果更加準確，很好地彌補了傳統檢測工作中的漏洞。

4　生物傳感器技術在食品檢測中的應用

生物傳感器主要由固定化的生物敏感材料（如酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織和核酸等物質）、物理或化學換能器及信號放大系統組成。目前生物傳感器技術已成功應用于農產品的藥物殘留檢測和病原菌檢測等領域［8］。生物傳感器技術在食品檢測方面具有諸多優勢，如專一性強、準確度高、操作系統較為簡單、容易實現自動分析等，因此能夠最大限度地滿足食品安全檢測領域的各種要求。

5　生物技術在食品檢測中的缺陷

當前生物學的各種技術雖已成為食品檢測中不可或缺的檢測手段，各種技術從DNA水平、RNA水平及蛋白質水平等方面廣泛應用于食品檢測領域，但生物技術在食品檢測中仍然存在缺陷［9］。如普通PCR存在出現假陽性的可能、實時熒光定量PCR則需要較為昂貴的儀器和試劑等；酶聯免疫吸附技術應用于較低濃度的蛋白質樣本時可能出現陰性；DNA探針技術檢測成本相對較高；生物傳感器使用壽命短，進行檢測的穩定性也很難把握。種種因素在一定程度上制約了生物技術在食品檢測中的推廣應用。

6　小結

今后食品檢測技術一定是朝著準確、靈敏、高效、操作簡便的方向發展，因此，生物學手段要完全取代傳統的食品檢測方法還有很長的路要走，還有大量的工作要做。比如持續研發各種新型的檢測設備，改良原有的檢測技術，改進現有的試劑和耗材，從而逐步提高檢測結果的可靠性，提升檢測工作的效率［10］。總之，隨著社會經濟和生物技術的發展，我國食品安全檢測方面的工作將再上一個臺階，取得更大的成績。

[1]趙 敏，趙蓉英，許麗敏.國際視野下食品檢測研究熱點及前沿的可視化分析[J].食品工業，2011（2）：85-90.

[2]陳怡婷.簡析食品檢測新技術的應用[J].食品工程，2014（1）：10-11.

[3]何小維，劉玉.PCR技術在食品檢測中的應用[J].食品研究與開發，2006，27（5）：107-109.

[4]劉 輝，楊利平，張 濱.PCR及其改進技術在食品檢測中的應用[J].食品與機械，2008，24（4）：166-169.

[5]吳 彤.現代生物技術在食品檢測領域中的應用[J].質監園地，2011（3）：73-75.

[6]劉曉華，曹郁生.生物技術在食品檢測中的應用[J].食品工業科技，2002，23（8）：85-87.

[7]李浩林，劉 箐，楊玨萍，等.生物技術在食品安全檢測中的最新應用[J].食品與發酵工業，2013，39（6）：163-168.

[8]舒曉霞.微生物技術在食品檢測中的應用及發展趨勢探究[J].科技向導，2014（20）：211.

[9]唐黎標.食品檢測中生物技術的有效運用[J].糧食問題研究，2016（1）：15-16，20.

[10]邱清華，鄧紹云.我國食品檢測技術發展現狀與展望[J].江蘇科技信息，2014（21）：47-48.

Application of Biotechnology in Food Inspection

Chen Jinbin
（Wenling Inspection and Testing Center for Food and Drug， Taizhou 317500，China）

Food safety issues is related to the vital interests of the general public， but also related to the stable development of national economic and society.With the improvement of living standards gradually，people pay more attention to food issues. Therefore， biotechnological tools have come into being whichfor accurate and convenient food safety testing. This article describes several common biotechnological detecting methods， which canprovide reference and help to the relevant field workers.

Biotechnology； Food inspection； PCR； ELISA； DNA probe

TS207.3

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.06.020