生物檢測技術在食品安全檢驗中的應用

劉麗英，黃 迪

（新疆產品質量監督檢驗研究院，新疆烏魯木齊 830011）

近年來，公眾對食品質量安全要求的提高推動了食品安全檢驗檢測技術的不斷發展。各種食品檢驗檢測技術層出不窮，其中生物檢測技術是較為典型的一類技術。由于這類技術具有準確度高等優勢，因此在食品檢驗中也取得了較好的效果。

1 食品安全檢驗中應用生物檢測技術的優勢

生物檢測技術是近年來新興的一項食品檢驗檢測技術，其主要通過生物成分之間的反應對食品中的目標成分進行檢測。這類技術的應用有著較為重要的意義，其主要體現在以下3個方面。①通過應用生物檢測技術，能在一定程度上突破傳統檢測方式存在的局限，在短時間內檢測出食品中的相關成分和含量，有效提升食品檢驗檢測的工作效率。②通過應用生物檢測技術，其能根據不同生物之間的特定反應，準確測定食品中的特定成分，從而有效提升食品檢驗檢測結果的準確性。③生物檢測技術的綜合成本相對較低，基本能夠兼顧檢測效果和經濟支出兩方面的需要，具有較高的可行性[1]。

2 當前食品安全檢驗工作中常用的生物檢測技術及應用

2.1 生物傳感器檢測技術

生物傳感器檢測技術是近年來新興的一項檢測技術。在實際應用過程中，由技術人員在傳感器識別系統中輸入相關信息后，系統即可對傳感器采集到的信息進行分析，最終輸出檢測結果。基于不同類型生物傳感器的特異性，技術人員既可實現對食品中的主要營養素種類及含量的準確分析，同時也可對食品中的微生物等有害物質進行測定。從近年來的實際經驗來看，這項技術在效率和準確性上具有較大優勢[2]。

2.2 生物芯片檢測技術

生物芯片檢測技術又稱為微陣列技術，常被應用于電子和機械等領域，近年來隨著科學技術的進一步發展而逐漸被覆蓋到食品檢驗檢測領域中。在實際應用過程中，這項技術主要基于光導原位合成及微量點樣等原理，對食品中的特定成分予以標記，再將標記后的成分在載體中完成固化，固化后的特定成分分子排布形式將轉變為“平面化”，通過對平面陣列進行分析即可準確判斷樣品中的各種成分及含量等信息[3]。由于這種技術只需要痕量樣本即可實現檢測，因此其實用價值相對較高，以某研究團隊為例，該團隊的研究人員開發了一種寡核苷酸微陣列芯片，使用該芯片對食品中一些非必需的維生素成分進行了精準測定，其檢測效率和準確度較高，且這種芯片的特異性較強，與其他成分之間未發生交叉反應現象，其有望在今后的檢驗檢測中得到推廣應用。

2.3 PCR技術

聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）技術同樣是當前食品安全檢驗檢測中的一項常見技術，其在實際應用過程中主要基于以下3個步驟進行。①通過過濾和離心等步驟，提取食品樣品中的DNA成分。②使用PCR技術，對提取出的DNA進行擴增。③通過延伸、退火和變性3個步驟對擴增得到的產物進行分析。通過以上3個階段的處理后，食品中的特征性成分會結合DNA的特定位置，并逐步形成新的特征性成分DNA，因此即可用來實現對特定成分的判別。目前，這項技術在判斷動物源食品成分真實性、檢測食品受微生物污染程度等方面均有較為廣泛的應用，對于檢測轉基因食品的效果也較為突出。當然，這種技術在實際應用過程中仍有一定的提升空間，如PCR產物電泳檢測時間超過48 h則容易出現“假陰性”的問題，以及其在模板制備方面的局限等。目前，一些研究人員也在致力于將PCR技術與變性梯度凝膠電泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE）技術聯合應用，打造多重PCR技術模式，以提高檢測效率及質量[4]。

2.4 生物酶檢測技術

近年來，隨著酶學技術的進一步發展，生物酶檢測技術也逐步應用于食品安全檢驗工作當中。目前這種技術在檢測有機農產品中的農藥殘留方面應用相對較多，其主要表現形式為應用酶聯免疫試劑盒成品進行檢測，如存在待檢測的物質，則試劑盒內成分會基于抗體和抗原之間的相互作用而發生顯色反應，以此實現對這些食品中藥物殘留的快速檢測。然而，由于不同食品材料的理化性質等存在較多差異，針對不同類型的食品也需要使用與之對應的酶聯免疫試劑盒進行檢測。整體來看，由于生物酶檢測技術具有較強的特異性，其檢測精度較高，能夠達到ng級別，實踐應用效果較為顯著，預計隨著這項技術的進一步發展，未來該技術的檢測精度有望達到pg級。

2.5 代謝學電阻抗法

代謝學電阻抗法是近年來新興的一項食品安全檢驗檢測技術，這項技術主要應用配置電阻材料的培養基進行檢測。將食品樣品放入培養基中后，如樣品中存在微生物，則微生物會在培養基中大量繁殖，培養基中的一些大分子化合物將被微生物分解為小分子化合物。小分子化合物對培養基中的電阻存在明顯的干擾，因此可通過電阻值的變化，以專業儀器對相關數據及變化情況進行采集和分析，此環節主要通過分許標準菌株與樣品菌株的電阻抗檢測數據，從而得出檢測結果[5]。

2.6 免疫學檢測

免疫學檢測主要針對食品中的食源性病原菌進行檢測，這種檢測方法發展時間較長，目前已基本發展成熟，只需使用常規的儀器設備即可實現較為精準的檢測，相對而言，這種檢測方法具有較高的性價比。在具體的檢測過程中，先培養相應的食源性病原菌菌種，觀察微生物的代謝情況以及微生物菌落發生的各種生化反應，檢測人員通過對生物代謝環節進行全流程觀察，記錄食源性病原菌生長、代謝過程中出現的酶類物質，并對酶類物質進行鑒定，分析檢測數據得到結果。由于免疫學檢測方法的特點，這種方法也被稱之為“培養鑒定”，相較于其他生物檢測技術，這種檢測方法的直觀性更為突出，也是當前應用較為廣泛的檢測方法之一。近年來，這種技術也經歷了一系列的發展創新，其中較具代表性的是“酶聯免疫技術”，這項技術能夠在特定抗體中，將抗體轉變為相應的“酶標抗體”，這類抗體能與抗原和抗體產生反應，反應完成后，使用酶標儀即可準確分析食品樣品中可能存在的有毒有害物質。

2.7 基因探針檢測

基因探針檢測技術又稱為DNA探針技術，主要基于DNA分子變性、復性和堿基互補配對等原理，對食品中的特異性DNA序列進行探查，以確定食品的質量安全水平。當前，這種檢測技術的應用尚屬于初始階段，整體上分為異相雜交和同相雜交兩種，但兩種應用方向本質上并無顯著差異，其均在DNA探針構建的基礎上進行檢測。以食品微生物的檢測為例，其通常預先提取細菌的基因序列作為目標DNA，在此基礎上制成DNA探針，以實現對食品中特定細菌含量的檢測。整體來看，與傳統的生物檢測技術相比，基因探針檢測技術有效打破了以往檢測工作的局限性，具有特異性強、靈敏度高、操作便利度高等諸多優勢。當然，基因探針檢測技術尚屬于初級發展階段，因此其局限性仍然存在，如檢測成本高、速度較慢等，這些是后續的研究工作中尚需改進的地方。

3 食品安全檢驗工作中生物檢測技術的發展趨勢

3.1 發展更傾向于多元化

在當前的食品安全檢驗工作中，生物檢測技術因具有特異性、準確性和便捷性等諸多優勢，在食品安全檢測工作中的應用占比呈不斷上升的態勢，對提高食品安全檢驗檢測水平發揮了重要的作用。但隨著市場對食品檢測需求的多樣化和復雜化發展，現有的生物檢測技術也需要不斷發展以契合動態變化的檢測需求。在這一要求的推動下，未來的生物檢測技術將朝著多元化的方向發展，預計各項生物技術的聯合應用或生物技術與其他類型的檢測技術等聯合應用，將成為今后生物檢測技術的發展方向，通過各項檢測技術的聯合應用，各項檢測技術的優勢將得以有效整合，有望實現多元化的檢測，從而進一步提高食品檢驗檢測的質量水平，降低食品安全風險[6]。

3.2 靈敏化程度進一步提升

整體來看，當前生物檢測技術仍處于發展階段，部分生物檢測技術尚處于初級發展階段，難以達到高準確度和低檢出限的要求。為解決這一問題，當前一些研究團隊正致力于提升生物檢測技術的靈敏度，如引入微波消解和電感耦合等離子質譜儀等實驗方法，實現痕量檢測。通過上述新技術的應用，檢測的靈敏度將進一步提升，同時降低檢測結果誤差，使生物檢測技術的優勢得到更為全面的發揮。

3.3 便捷化程度將進一步提升

近年來，隨著食品種類的不斷豐富，食品安全檢驗檢測的工作量隨之增大，為了提高檢測效率，降低工作強度，這就對食品安全檢驗檢測技術的便捷化程度提出了更高的要求。在應用這些技術模式時，通常先使用快速檢測技術進行初步檢測，如在初步檢測中發現有問題的食品，再對這些有問題的食品進行單獨的實驗室檢測。采用這種檢測技術，能夠在保證檢測結果準確的前提下，明顯提高檢測效率。此外，目前各種食品檢驗試劑盒等產品也不斷被推出，這些產品也能滿足快速檢測的需要，契合檢測機構及監管部門的要求，預計這類產品在未來也將取得快速發展。

4 結語

整體來看，在當前的食品安全檢驗工作中，生物檢測技術尚處于發展階段，仍然有著相對較高的發展空間。因此在今后的工作中，相關單位仍需要加強對最新的生物檢測技術理論和經驗等方面的學習與研究，并結合實際情況，合理選擇生物檢測技術，以此滿足公眾對食品質量安全的實際需求，推動食品行業的可持續發展。