食品檢驗中的生物檢測技術應用

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

關鍵詞:生物檢測技術食品檢驗生物傳感器生物芯片生物酶

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

食品質量與安全性的檢驗逐漸成為現代科技發展中的一個重要領域，越來越多的檢測辦法被應用到食品檢驗技術當中。生物檢測技術是近年來獲得了突破性發展，并在食品檢驗中受到重點關注的新型檢測辦法。由于人類食品大多數來源于自然界生物，所以利用生物中天然存在的辨識物質和反應能力，來研制針對食品成分、污染、基因、微生物等內容進行識別的有效檢測工具，具有高效、精確、靈敏的優勢，并凸顯出巨大的應用潛力。當前，現代生物技術日新月異的發展給食品檢驗工業帶來了革命性的飛躍，也在食品制作、質量監督、等級評價等各個方面形成星火燎原之態。

1 常見的生物檢測技術

1.1 生物傳感器技術

生物體中包含多種活性物質，如酶、抗體、抗原、細胞、激素等，將這些活性物質進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，其產生的光熱信號或符合產品能夠通過信號轉換器來傳播信息并放大輸出，得到相應檢測結果，這就形成了生物傳感器。這是一種新型生物技術，具有使用微量、操作簡便、檢測高效、靈敏度高等明顯優勢，在生物分析領域具有巨大的發展潛力。

當前，生物傳感器在食品成分檢測的多個領域獲得了不小的突破，例如應用于沙門氏菌檢測，可將檢測時間縮短到一天之內;在日本，采用生物傳感器對魚類、肉類新鮮度的測試已經成為相當成熟的商業技術。隨著計算機技術和生物微材料技術的不斷進步，相信生物傳感器會在食品工業中發揮更加重要的作用。

1.2 生物芯片技術

生物芯片技術是指采用光導原位合成或者微量點樣等方法，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行雜交，通過激光共聚掃描儀對雜交分子產生的信號進行快速檢測，分析樣品靶分子的含量。從技術角度來說，生物芯片能夠在分子層面科學、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警及反應窗口，能夠應用于食品進出口監督管理系統中。只是當前，這項技術還處于科研領域，商業化成本較高，面對應用需求其性能也需要進一步改善，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家的努力，其研制和開發工作預計將很快得到突破性的進展。

1.3 生物酶技術

生物酶一般具有生物活性的催化作用，因此經常用來作為化學反應中對生物成分進行鑒定的反應工具，其特異性強，對結構與性質相近的物質分辨能力高，可用于測定食品中某種特殊物質的含量與活性，或者用來檢測一般化學方法難于測定的食品成分含量。常見方法有終點測定法、動力學測定法、多酶偶聯測定法、酶標免疫檢測法等。

1.4 免疫技術

免疫技術是生物檢測方法中最靈敏的技術之一，主要用于蛋白質結構分析。基于蛋白質物化性質的雷同，免疫技術或標記探針技術常用于分辨性質類似的蛋白質，具體應用手段包括熒光抗體法、放射免疫法、酶聯免疫吸附法、凝集反應法、沉淀反應法、免疫擴散法、免疫電泳法等。

1.5 核酸探針技術

核酸探針技術也叫基因探針技術，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堿基序列可以結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。這種技術被廣泛應用于食品進出口環節，用來對常見的致病菌和病原體進行檢驗。

1.6 聚合酶鏈式反應技術

聚合酶鏈式反應技術簡稱PCR技術，能夠在生物體外快速擴增指定DNA序列，早期應用于克隆和轉基因技術，后來延伸到食品檢測領域。由于食品中的微生物或致病菌具有較為明確的遺傳性質，如果能夠對其基因序列和遺傳背景進行監測，那么食品是否受到這些污染也就一目了然。PCR技術正是利用微生物特異基因的擴增來準確判斷病原存在，近年來獲得了廣泛的認可和采用。例如牛肉中的大腸桿菌監測、水產品以及肉制品奶制品中小腸耶爾森氏菌的感染等項目中，都建立了較為成熟的PCR反應體系。另外，人們逐漸發現將其與基因探針技術相結合，能夠發揮更高的作用，獲得更快速的成果。

2 食品成分與質量控制

食物中一般包含水分、蛋白質、碳水化合物、無機鹽類和糖分，對這些成分的檢測和含量判定是食品結構分析的主要內容，而特定物質的檢測則是針對食品質量和安全性的判斷。例如魚類食品中降解產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的敏感性和特異性原理，如PCR技術、酶聯免疫技術和生物傳感器方法都可以針對其特性進行應用，與常規方法相比其精確度高達99.8%，檢測時間也僅為一半，在這一領域取得了豐碩的成果。

3.2 農藥

應用于農藥殘余檢驗的主要是生物酶技術和生物傳感器技術，早在20世紀80年代，一種電流式生物傳感器就有效地應用于測定有機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數量級的測定極限。而90年代之后，基于酶標記的生物檢測箱已經可達到10-9mol數量級精確度。

3.3 轉基因食品測試

轉基因食品始終受到人類健康和生態環境組織的重點關注，對其潛在的危險性人們亟需有效的檢測手段來進行確認。當前，普遍采用PCR技術、蛋白質電泳法和酶活性檢測法來對轉基因食品中的外源基因進行檢驗。

4 生物檢測技術應用于食品檢驗的前景

食品檢驗工業一直趨向于簡便、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厚的優勢，在食品檢驗工作中大展身手。當前，各項檢測技術方興未艾，在其巨大發展空間的鼓舞下，必將獲得更加廣泛的應用需求，得到不斷的完善和補充。在生物學家、分析化學家和食品工業專家的共同努力下，現代生物檢驗方法必將走向成熟，在食品科技領域發揮出舉足輕重的影響。

參考文獻

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