生物技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

宋冬冬

（河南廣電計量檢測有限公司，河南鄭州 450000）

近年來，由于食品安全問題屢見不鮮，人們對食品安全的重視程度不斷提高，食品檢測的重要性日益凸顯。目前，傳統(tǒng)的食品檢測方法已不能滿足當(dāng)下的需求，因此食品檢測技術(shù)需不斷更新?lián)Q代。生物技術(shù)作為一種新型檢測方式，憑借著更加準(zhǔn)確、客觀和高效的優(yōu)點脫穎而出，成為當(dāng)前主流的食品檢測技術(shù)。

1 食品檢測生物技術(shù)概述

生物技術(shù)是指在檢測過程中利用生物有機(jī)體的性質(zhì)探測相關(guān)的因子，從而反映食品類生物的特性、種類，以此判斷食品是否處于安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，它最主要的特點是效率高、準(zhǔn)確性強(qiáng)。常用的生物技術(shù)有聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）、DNA探針技術(shù)等，這些技術(shù)相對來說發(fā)展較成熟，能夠通過生物體的內(nèi)部基因性質(zhì)和外部生物特性，反映出其自身特性和生存環(huán)境，以此來推斷食物內(nèi)部的生態(tài)環(huán)境。這種檢測技術(shù)的原理和過往的儀器檢測技術(shù)有著本質(zhì)上的區(qū)別，儀器檢測技術(shù)只是進(jìn)行常規(guī)性的流程操作，可能會由于儀器設(shè)備的問題而存在檢測漏洞，同時也無法對食品內(nèi)部生物體的特性進(jìn)行準(zhǔn)確探測，但生物檢測技術(shù)的出現(xiàn)改變和彌補(bǔ)了這一問題，實現(xiàn)了新的突破。因此，在食品生產(chǎn)加工和后期檢測的整個環(huán)節(jié)中被廣泛使用，為人們的飲食安全提供了充足保障[1]。

2 食品生物檢測工作的主要內(nèi)容

食品生物檢測的對象包括質(zhì)量成分、轉(zhuǎn)基因成分、有害物質(zhì)和農(nóng)藥殘留等。①在對無蔗糖食品進(jìn)行檢測時，可利用生物感應(yīng)器檢測食品內(nèi)部的葡萄糖含量。②借助以蛋白質(zhì)檢測技術(shù)為代表的手段對轉(zhuǎn)基因成分進(jìn)行詳細(xì)檢測。③有害成分的檢測不僅包括常見的有害化學(xué)成分檢測，還包括對人體健康產(chǎn)生威脅的微生物檢測。其中，有害微生物一旦進(jìn)入人體，就會產(chǎn)生嚴(yán)重后果。微生物檢測一般采用酶反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行檢測。④農(nóng)藥殘留需要借助免疫檢測技術(shù)和酶免疫技術(shù)進(jìn)行檢測，這兩種技術(shù)具有較強(qiáng)的通用性。雖然在農(nóng)作物栽培中，農(nóng)藥對農(nóng)作物栽培起到了很大的幫助作用，但其對食用人群的潛在危害不容小覷。在對不同食品進(jìn)行生物檢測時，首先要確定檢測目標(biāo)，一般情況下是根據(jù)食品行業(yè)的細(xì)分標(biāo)準(zhǔn)確定。例如，針對糖尿病和減肥人群的無蔗糖食品，需要詳細(xì)檢測其中的含糖量是否超標(biāo)。

3 生物技術(shù)在食品檢測中應(yīng)用的重要意義

生物技術(shù)涉及很多學(xué)科，如生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等，所以生物技術(shù)又被稱作生物工程，生物技術(shù)應(yīng)用在食品檢驗中可以有效地提高工作效率，對食品檢驗的發(fā)展有著重要的意義。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平越來越高，對食物的需求也越來越大，如蔬菜和水果。目前國內(nèi)大多數(shù)的種植者在種植果蔬時，都會使用大量的殺蟲劑來增加產(chǎn)量，導(dǎo)致蔬菜中出現(xiàn)農(nóng)藥殘留問題，人們食用后會對人體健康產(chǎn)生很大危害，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)死亡的情況。此外，在食品生產(chǎn)過程中，相關(guān)企業(yè)為延長食品保質(zhì)期、提升食品口感而違法添加防腐劑，對人們的身體健康造成嚴(yán)重的危害。因此，做好食品檢驗工作是保證食品安全、改善人們生活質(zhì)量的重要手段。在食品檢驗中，合理應(yīng)用生物技術(shù)可以加快食品檢驗工作的進(jìn)度，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4 生物技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用分析

4.1 DNA探針生物技術(shù)

DNA探針生物技術(shù)主要是根據(jù)變質(zhì)食品中常含有大腸桿菌這一特性而衍生出來的食品生物檢測技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)生物體內(nèi)部的基因展開實際的生物實驗，對于發(fā)生變異的生物體內(nèi)部DNA分子，可以利用堿基配對原理檢測實際情況，從而判斷以大腸桿菌為代表的微生物是否存在于食品內(nèi)部。在實際檢測過程中，該技術(shù)又分為異相雜交和同相雜交，可根據(jù)不同的檢測情況和食品生物體的種類選擇相應(yīng)的細(xì)分檢測技術(shù)。該技術(shù)最顯著的特點是靈敏度高，一般來說，只要生物體內(nèi)部含有大腸桿菌或其他變異的微生物，都可以被檢測出來，準(zhǔn)確性比其他生物檢測技術(shù)都高，但它的缺點是成本高，檢測成本可能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于食品的價格，所以這一技術(shù)的使用率和推廣率不高。只有在未來發(fā)展的過程中不斷優(yōu)化生物研發(fā)技術(shù)，有效控制生物實驗成本，進(jìn)行批量化作業(yè)和生產(chǎn)，實現(xiàn)技術(shù)普及，才有可能將DNA探針生物檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品檢測工作中[2]。

4.2 免疫學(xué)生物檢測技術(shù)

免疫學(xué)生物檢測技術(shù)是根據(jù)食品內(nèi)部含有蛋白質(zhì)等生物體特性而衍生出來的生物檢測技術(shù)，其基本原理是根據(jù)抗原和抗體相結(jié)合所產(chǎn)生的反應(yīng)來推斷食品內(nèi)部生物體的具體特性。免疫學(xué)生物檢測技術(shù)根據(jù)檢測的順序可分為沉淀反應(yīng)、標(biāo)記技術(shù)和凝聚實驗等。近年來，隨著免疫學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物科學(xué)家還進(jìn)一步研發(fā)出了PCR酶免疫技術(shù)，該技術(shù)與DNA探針技術(shù)的主要作用對象都是生物體內(nèi)部的大腸桿菌，將酶作為抗體特性的重要標(biāo)記體。酶自身具有較強(qiáng)的催化作用，可以使檢測結(jié)果被盡可能地放大，突出檢測結(jié)果的顯著性。此外，它還會和抗原抗體共同反應(yīng)，從而表現(xiàn)出底物顯色的具體特征。借助PCR酶免疫技術(shù)，不僅實現(xiàn)了對食品內(nèi)部生物體的準(zhǔn)確檢測，還進(jìn)一步提高了檢測效率，保證了檢測結(jié)果在長時間內(nèi)的穩(wěn)定性和有效性，常應(yīng)用于鮮活組織的檢測工作[3]。

4.3 芯片生物檢測技術(shù)

與上文提及的兩項檢測技術(shù)相比，芯片生物檢測技術(shù)最主要的特點是可以縮短檢測發(fā)生的頻率、提高檢測工作的效率。該技術(shù)的原理是通過檢測不同生物體之間的親和反應(yīng)，根據(jù)親和反應(yīng)的表現(xiàn)情況來推斷食品內(nèi)部的生物環(huán)境。在檢測過程中，需將涉及的各種生物分子進(jìn)行排序，使其承載到特定載體中，從而彼此之間發(fā)生親和反應(yīng)，再對親和反應(yīng)結(jié)果的分子狀況和分子量進(jìn)行測量。在這個過程中，可以同時觀測到不同基因的實際檢測情況，與上文提到的DNA探針技術(shù)和免疫學(xué)技術(shù)相比，不必進(jìn)行多次實驗依次檢測不同的基因。此外，該技術(shù)的另一個重要優(yōu)點是自動化程度較高，主要依靠檢測儀器自動排列和發(fā)生親和反應(yīng)，不需要人工操作，避免了人工操作過程中可能存在的人為干擾和人為誤差，提高了檢測結(jié)果的穩(wěn)定性和有效性[4]。

4.4 傳感器生物檢測技術(shù)

傳感器生物檢測技術(shù)與生物芯片技術(shù)具有相同的優(yōu)點，即自動化程度較高，減少了技術(shù)人員的人工操作，避免了人為操作誤差。但是，傳感器生物檢測技術(shù)必須依靠于一個裝置系統(tǒng)，該裝置系統(tǒng)的作用是捕捉信號，并將信號放大傳導(dǎo)，以便給檢測人員提供最終的檢測結(jié)果。該技術(shù)是目前食品檢測體系中的領(lǐng)先技術(shù)之一，主要應(yīng)用于檢測食物的新鮮程度以及探測食物是否變熟，如湯類食品、肉類食品和不易變熟的食物。此外，該技術(shù)還可專門用于檢測牛奶或其他食品中特定的生物載體。例如，對牛奶內(nèi)部所含有的葡萄糖球腸毒素進(jìn)行特定反應(yīng)。腸毒素在牛奶中普遍存在，對人體也有較大的危害，即使在100 ℃的環(huán)境下也不會消失，仍然能在人體內(nèi)快速繁殖，對人體健康造成威脅，因此一旦檢測出這種腸毒素就代表牛奶的食品安全不達(dá)標(biāo)。

4.5 PCR檢測技術(shù)

PCR生物檢測技術(shù)是食品檢測過程中最常見的檢測技術(shù)之一，常用于檢測轉(zhuǎn)基因食品，可對轉(zhuǎn)基因食品所包含的外源基因進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。但這一檢測技術(shù)對檢測人員的人工操作有較高的要求，在操作過程中需要嚴(yán)格完成變性、退火、延伸等不同的步驟，從而完成對食物內(nèi)部DNA聚合酶定性、定量兩方面的食品基因檢測。除此之外，根據(jù)實際檢測情況，PCR技術(shù)還可以影響食品內(nèi)部原有的基因組合片段，這也是其區(qū)分于其他檢測技術(shù)的關(guān)鍵核心特點，但其和常見的DNA探針技術(shù)一樣，操作成本極高，操作流程相對復(fù)雜，因此在普通的食品，尤其是轉(zhuǎn)基因食品檢測過程中并沒有實現(xiàn)廣泛使用[5]。

5 食品檢測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

未來食品檢測生物技術(shù)會沿著更加多元化、靈敏化和高效化的趨勢不斷發(fā)展，為了能夠最大程度地保障食品安全，維護(hù)食品行業(yè)的健康發(fā)展，必須從食品檢測技術(shù)入手，將各種風(fēng)險、隱患扼殺在源頭。食品檢測行業(yè)應(yīng)著重進(jìn)行科技研發(fā)和創(chuàng)新，從現(xiàn)有的生物技術(shù)入手，開發(fā)出更多的食品檢測技術(shù)，取代成本造價高且不實用、檢測效率過低以及準(zhǔn)確性差的檢測技術(shù)。只有檢測技術(shù)的靈敏度更高、效率更高，才能保證食品檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。推動食品檢測行業(yè)快速發(fā)展就是保障人們的飲食安全和身體健康。此外，除了科研人員的努力付出，還需相關(guān)部門在政策扶持、技術(shù)引進(jìn)等方面加大幫扶力度，為食品檢測科技研發(fā)工作奠定堅實的基礎(chǔ)，具體發(fā)展趨勢主要包括以下3個方面。

5.1 高效化

目前，我國食品品種繁多，檢驗人員面臨著大量的工作任務(wù)，這就要求相關(guān)部門在降低工作量的同時，還要保證食品工業(yè)的長期發(fā)展。在提高檢驗效率的同時，還要確保食品檢驗工作的質(zhì)量，使各項指標(biāo)符合相應(yīng)的要求。在檢測食品中的有害物質(zhì)時，應(yīng)盡量降低其對人體的危害，以進(jìn)一步提高食品檢驗的質(zhì)量。

5.2 多元化

隨著工業(yè)化的發(fā)展，環(huán)境污染問題日益突出，大氣、水污染以及土壤污染日益突出，食品質(zhì)量安全問題時有發(fā)生，對人們的身體健康和生命安全造成了極大的影響。在這樣的大環(huán)境下，對食品檢驗工作的需求也越來越大，檢驗人員必須運用先進(jìn)的生物技術(shù)來保證食品檢驗工作的精確性，同時保障食品的安全性。另外，在進(jìn)行生物技術(shù)革新時，應(yīng)注重增強(qiáng)抗干擾能力，提高檢測精度。隨著食品檢驗的不斷變化，生物技術(shù)也必須與時俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新，提高檢驗工作的針對性和質(zhì)量，從而保證食品的安全。

5.3 靈敏化

隨著科技的飛速發(fā)展，生物技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新和發(fā)展，在食品檢驗方面的敏感度也會越來越高。通過對食品中的農(nóng)藥殘留量和污染物進(jìn)行相關(guān)檢測，可以提高檢測技術(shù)的靈敏度，以保證食品的質(zhì)量。當(dāng)前，人們越來越關(guān)注食品的品質(zhì)，在此背景下，相關(guān)部門必須加快生物技術(shù)的創(chuàng)新，以提高食品檢驗的敏感性和質(zhì)量。

6 結(jié)語

生物技術(shù)在食品檢測中發(fā)揮著重要作用，學(xué)科科學(xué)只有和實際生產(chǎn)生活緊密相連，才能充分發(fā)揮科研結(jié)果的重要價值和意義。對于食品檢測技術(shù)研發(fā)工作來說，要從生物學(xué)的角度出發(fā)，根據(jù)變質(zhì)食品內(nèi)部生物環(huán)境和生物體的特性，反向推導(dǎo)找到準(zhǔn)確性更強(qiáng)、靈敏度更高、效率更快的檢測技術(shù)，有效保障人們的食品安全。