生物技術在食品安全檢測中的應用分析

◎ 魏興昀

（陽高縣綜合檢驗檢測中心，山西 大同 038100）

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對食品的質量需求也在逐步提高，為了讓人們吃上更多健康的、高質量的食品，國家對食品安全的檢測也越來越重視。目前我國對于食品安全檢測的技術主要還是以傳統的物理檢測、化學檢測和儀器檢測為主，然而在實際應用的過程中，許多傳統的檢驗方法已經逐漸跟不上時代發展的需求，食品研究學者們逐漸研發出了許多以生物技術為主的檢測方法。

1 生物技術在食品安全檢測應用中的特點及種類

1.1 生物技術在食品安全檢測應用中的特點

（1）操作簡單快捷。生物技術當中的免疫分析技術在進行食品安全檢測時具有簡單快速、可定性、定量使用的優點，一般用于對食品檢測當中的初次篩選環節。生物技術能夠靈敏地檢測出食品當中的農藥殘留物、有害物質以及真菌毒素等。

（2）應用范圍廣。生物技術在當前的食品安全檢測當中具有應用范圍廣的特點，隨著食品安全檢測各類技術的發展，生物技術也在不斷進步，現階段市場當中用于檢測食品安全的生物傳感器越來越微型化、智能化，大大提升了食品安全檢測工作的效率。

（3）技術更新速度快。生物技術應用于食品安全檢測中正處于成長期，在應用過程當中誕生了許多新興技術，如生物芯片技術、基因探針技術等，我國科學家在實踐的過程中吸取別國經驗，通過與國外企業的產學研合作，研發出了許多適合我國國情的生物技術，為食品安全檢測行業注入了新鮮活力。

（4）選擇多樣性。相較于傳統的食品安全檢測技術，現階段的生物技術能夠根據不同的食品以及食品的物質成分選擇不同的檢測技術。例如，基因探針技術具有靈敏度高且檢測周期短的特點，非常適用于食品微生物的檢測，食品免疫技術能靈敏地檢測食品當中所含的蛋白質成分，非常適用于豆類、奶類食品的檢測。

（5）技術優點融合性。現階段的生物技術在食品安全檢測當中不僅能夠單一使用，還能根據不同技術的優缺點進行結合使用。例如傳統的聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）技術存在檢測成本較高，不適合一些生產成本較低的食品，且其檢測的結果有時會出現假陽性偏差，現階段通過將該技術進行改進，并與其他生物技術相結合大大降低了成本。

1.2 食品安全檢測中的生物技術種類

1.2.1 分子雜交技術

分子雜交技術是食品安全檢測中生物技術的代表，其中基因檢測技術是分子雜交技術的核心，因此分子雜交技術也被稱為DNA探針技術。由于食品當中的基因具有可變性和復雜性，分子雜交技術普遍應用于對食品當中各種菌類生物的檢測上，且分子雜交技術從食品基因出發更加精準科學。但分子雜交技術也存在不足之處，在檢測過程中效率較低，一般用來檢測肉質產品的安全性，例如K.P.Snipes等在1990年提出的REA及Southern印跡法可將分離自火雞的多殺性巴氏桿菌的疫苗株（M9）和致病株相鑒別，這也阻礙了其在日常食品安全檢測當中的應用[1]。

1.2.2 免疫學檢測技術

免疫學檢測技術的原理是通過抗體和抗原結合所產生的反應來辨別食品安全性，該技術檢測效率高，且在檢測過程中具有較強的特異性，能夠靈敏地檢測食品蛋白質，主要包括免疫沉淀反應、免疫標記技術、免疫凝集試驗技術。目前，研究者結合酶聯免疫法與傳統的檢測方法開發出了放射免疫測定技術和熒光免疫測定技術或者幾種方法結合的新型檢測方法。例如，PCR-ELISA技術就是把酶聯免疫技術和PCR技術結合起來用于大腸桿菌的檢測，通過用酶標記特異抗體，根據酶的催化性作用和檢測當中的特異性反應以及底物顯色度辨別大腸桿菌的含量。在這項技術的應用中，由于酶催化效率高，能夠放大反應的效果并保證結果的科學性和穩定性。

1.2.3 生物芯片技術

生物芯片技術具有數據處理量大、檢測速度快、實用性高等優點，該技術通過微量點樣將生物當中的大分子有秩序地固定于支持物上使其排列成二維分子，然后將這些序列分子與之前的特定分子混合并進行激光掃描，繼而得出這些分子所產生的特定信號并進行快速檢測，最終得到目標分子在所檢測食品當中的占比率。生物芯片技術除了能對食品安全進行檢測之外還能對食品當中所含的營養物高低進行檢測，因此現階段這項技術也在食品質量檢測領域發揮了重要作用。然而生物芯片技術成本較高，因此在食品安全檢測當中應用廣泛度不足。

2 生物技術在食品安全檢測中的具體應用

2.1 對于食品原料的檢測

隨著基因組測序技術的不斷發展，許多動植物當中病原微生物的基因密碼被破解，在食品安全檢測的過程中利用已經公布的基因表達序列標簽制作成植物檢疫芯片能夠對動植物當中所包含的病害進行快速診斷。目前美國的GeneTrak公司已經通過實驗開發了許多檢測系統，這些檢測系統能夠對存在基因問題的食品原料進行檢驗。通過基因芯片能夠尋找到高產的、抗病蟲能力高的高價值經濟作物，還可以了解到動植物當中各種基因的功能以及外界因素對作物的影響，并基于此種植出更多基因缺陷較少、病原體較少的作物用于食品生產，從源頭上大大降低了食品的不安全性。

2.2 檢測食品當中的農藥殘留

生物技術在食品安全檢測中最主要的具體應用就是對于食品中農藥殘留物的檢測。在農業生產的過程中，農藥的使用可以有效減少雜草的產生和病蟲害，因此在蔬菜水果種植過程中噴灑農藥是必然手段。然而農藥本身是含有劇毒的，如果農民在種植蔬菜水果的過程中大量使用農藥，則會使過多農藥殘留在食品當中進而對人們的身體健康造成巨大的危害。因此，利用生物技術對農藥殘留量進行檢測至關重要，而現階段生物傳感技術和生物酶檢測在農藥殘留量檢測過程中是應用廣泛和使用效果較佳的技術。

2.3 食物當中的致病菌檢測

生物技術在食品安全檢測中的應用還包括對食物當中致病菌的檢測。研究者們用光學免疫傳感器實現了對鼠傷寒沙門氏菌的快速檢測，他們通過用包有抗沙門氏菌的磁性微珠與抗原體結合分離出待檢測溶液當中的沙門氏菌，而后通過人工堿性磷酸酯酶作標記的二抗形成檢測結構，能夠通過對硝基苯酚的吸光度來測量沙門氏菌的總數[2]。相關研究人員在2003年研究了一種電位交互式生物傳感器，這種傳感器能夠通過大腸桿菌脈酶作用而產生的NEl所引起的P值的變化來檢驗食物當中所含的大腸桿菌數量。此外還有學者研究出了一種快速測量乳制品當中細菌含量以及對大腸桿菌、啤酒酵母、霍亂弧菌及卡介菌苗進行測量的電化學生物傳感器，能夠有效識別食物當中的致病菌[3]。

2.4 食品當中生物毒素的檢測

在食品生產的過程中，許多商家為了讓食品更具吸引力，會添加各種各樣的食品添加劑，這些添加劑一旦過量就會轉變為對人體有害的生物毒素，因此利用生物技術對食物當中的生物毒素進行檢測是必不可少的。有研究人員利用瞬逝波生物傳感器對食品當中包含的葡萄球菌腸毒素進行檢測，在檢測過程中毒素先與傳感器上的“一抗”相結合，再與人工捕捉的“二抗”混合起來，能夠在少量或者干擾量較小的條件下準確檢測出食品當中的生物毒素，因此被普遍應用于熱狗、薯條、牛奶和蘑菇制品等復雜的食品安全檢測當中。此外，相關研究人員還研究了用來檢測食品當中葡萄球菌腸毒素的生物分子交感分析質譜法（Biomolecular Interaction Analysis-Mass Spectrum，BIA-MS），這項技術通過SPR檢測毒素與傳感器表面的抗體結合，而后用基質輔助激光對特定的毒素成分進行檢測。現階段常用的一種免疫熒光生物傳感器能夠對食品當中最強致癌物黃曲霉素進行檢測，該技術常常被用于蛋糕、面包、肉質熟食等食品安全度的檢測當中[4]。

2.5 對轉基因食品的檢測

科學技術的發展造就了許多轉基因食品，這些食品主要來源于在農作物種植初期對基因進行改變，為了提高產量、增強農作物的品質，轉基因技術也在人們生產生活中備受關注。但轉基因食品自身的不穩定也備受媒體和食品領域的關注。由于轉基因植物所導入的基因并非原本的植物所有，很可能摻雜了不同科目、不同種屬的其他基因，這些其他基因當中可能存在的變異細菌和病毒、食物的毒性或者過敏性、基因過程中所選擇的抗生素性標記在進入人體之后是否會產生耐藥的病菌等都需要進行嚴格檢測。因此現階段生物技術在食品安全檢測當中對于轉基因食品的檢測也發揮著重要作用，應用于轉基因食品檢測的生物技術主要有巢式定性PCR法、聚合酶鏈式反應-酶聯免疫吸附劑測定法（Polymerase Chain Reaction-Enzyme Linked Immunosorbent Assay，PCR-ELISA）、mRNA差異顯示法、微衛星分子標記法和同工酶分析法等[5]。

3 生物檢測技術在食品安全檢驗中的發展趨勢

（1）更加高效。目前市場上的食品越來越多樣化，食品安全檢測技術也需要基于這一趨勢更加快速的發展，研究出更多新的生物檢測技術，使食品安全檢測更加高效、更加快速。此外，對于現有的生物技術也需要在各個環節當中進行反應物、檢測配方的優化，不斷提高生物技術的檢測速度，更好地滿足當前社會對食品安全檢測的實際需求。

（2）更加多元化。生物技術應用到食品安全檢測領域當中能夠更加安全、更加精準地實現對食品當中有害物質、致病菌、農藥殘留等的檢測，因此食品安全檢測市場需要更加多樣的生物技術應用到食品檢驗工作當中。隨著生產技術的提高，當前環境污染的問題也越來越嚴重，環境的污染同樣也嚴重威脅到了食品的安全，傳統的一些單一食品安全檢測生物技術已經無法滿足檢驗需求。因此研發者們應根據現階段食品當中新的有害成分研發出更多有效識別污染物的生物檢測技術，這也是未來食品安全檢測發展的主要趨勢。

（3）更加靈敏。在食品中的成分越來越復雜的大背景下，生物技術在未來勢必要發展的越來越靈敏。科學技術的不斷提升為生物技術的提升與更新換代打下了堅實的基礎，我國食品安全檢驗工作的質量也在逐步提高。然而現階段食品領域還面臨著農藥殘留較高的問題，為了保證食品安全性，進一步提升生物技術的檢測靈敏度，更加精準、快速地檢測出食品當中的農藥殘留量與農藥殘留種類是發展的必然趨勢。

4 結語

綜上所述，食品安全是保證人們高質量生活的前提，因此對食品安全檢測技術提出高標準的要求是非常必要的。由于生物技術具有成本低、靈敏性高的優勢，已經成為了我國食品安全檢測領域的重點應用技術，但是生物技術也存在著研究過程復雜、學科涉及面較廣、部分技術成本較高等問題。因此相關人員需要根據不同技術的特點有針對性地進行研究，通過各種技術的結合提高其應用效率，使其在食品安全檢測中充分發揮出自身的優勢，從而提升檢測效率、確保食品的安全，讓人們的健康得到保障。