現代生物技術在食品檢驗中的應用

（山西省忻州市質量技術監督檢驗測試所，山西 忻州 034000）

1 現代生物技術在食品檢驗中應用的意義

我國經濟快速發展，人民生活水平也不斷提升，對食品安全問題不斷加強重視，并提出較高的要求。為了確保食品安全，必須對生產出來的食品進行檢驗。在過去，使用范圍較廣的食品檢驗方法包含物理、化學等，然而這些檢驗方法自身具有一定的不足之處，再加上消費者要求提升，也就很難滿足檢驗要求。現代生物技術作為新興技術，人們意識到其在食品檢驗方面的重要性，并且加以應用。目前，現代生物技術應用范圍比較廣，可以應用在食品檢驗領域，而且有著十分顯著的優勢，其能夠和物理、化學方法聯系在一起，從而衍生一系列操作簡便、檢驗準確、速度較快、成本較低的檢驗方法。

2 現代生物技術在食品檢驗中的應用

2.1 PCR技術

PCR（聚合酶鏈式反應）技術也可以稱為PCR擴增技術，其能夠在體外以較快的速度擴增特定DNA序列。PCR技術誕生于1985年，至今不過30多年的時間，在其剛剛誕生之時主要是用來進行基因克隆或者是進行轉基因檢驗，不過因為PCR技術精確度比較高，成本低廉，所以使用范圍在不斷擴大。現階段，人們已經意識到食品中所包含的大量微生物，并對這些微生物的性質展開相應的研究，然后發現了其特征和遺傳方面的性能，這為PCR技術的運用奠定了基礎。

利用PCR技術進行檢驗主要包括4個步驟：①利用合理的化學方式把待檢測目標的DNA提取出來。②設計待檢測目標的DNA并合成相應的引物。③經過PCR擴增。④克隆并篩選、鑒定PCR產物。目前，PCR技術往往是用來檢驗病原微生物和轉基因食品，通過PCR技術可以有效地鑒別食品中是不是存在外源基因，從而確定其是不是屬于轉基因食品。

2.2 免疫法

從當前來看，免疫法可以稱之為靈敏性最強的生物檢測技術，無論是靈敏性還是特異性都非常高，操作起來也十分簡便，再現性能良好，所以應用范圍較廣，發展前景良好。運用免疫法能夠有效地探究蛋白質的具體結構，盡管蛋白質類型不一樣，但是各種蛋白質之間在物理、化學方面的差異并不大，所以只可以依靠免疫法進行區分。具體來說，免疫法還可以進一步劃分為下述7種。

2.2.1 熒光抗體法

選擇將要檢測的食品作為樣本并加以固定，然后在上面滴加熒光抗體溶液，經過一段時間以后使用緩沖液進行沖洗，如果檢測的食品樣本中具有和熒光抗體溶液相對應的抗原，那么就能夠有效地結合在一起，進而自身發出熒光。對于發出的熒光，必須借助專門的熒光顯微鏡才可以發現。通常來說，熒光抗體法往往用來檢驗沙門氏菌是否存在[1]。

2.2.2 放射免疫法

放射免疫法具有較強的靈敏度，然而操作起來比較復雜。除此之外，使用放射免疫法必須借助同位素，不過其半衰期比較短暫，對保存的要求比較高，因此現階段使用這種方法的頻率非常低。

2.2.3 酶聯免疫吸附法

酶聯免疫吸附法的優勢是選擇性良好，靈敏度比較高，得到的檢驗結果十分精確，可行性較強，使用范圍較廣。酶聯免疫吸附法的原理同樣是利用抗體、抗原的結合，往往是把酶或者是輔酶當作標記物，用其來標記抗體或者是抗原，在酶促反應的作用下能夠體現初級免疫學反應。酶聯免疫吸附法不單單能夠檢驗食品內是否存在毒素、農藥等，還能夠用來檢驗其中所包含的營養素，如蛋白質、激素等[2]。

2.2.4 凝集反應法

凝集反應，指的是在電解質環境中，顆粒狀的抗原能夠與之相對應的抗體結合在一起，最終生成一種人眼可見的凝集塊。凝集反應法還可以進一步劃分為直接反應和間接反應，主要是用來檢驗抗體的效價，還能夠用來區分細菌、病毒的種類。

2.2.5 沉淀反應法

沉淀反應法從本質上來說屬于瓊脂擴散試驗，分為單向擴散以及雙向擴散兩種反應。就單向擴散來說，因為每一種抗體或者是抗原在瓊脂中擴散的速度存在一定的差異，所以當把待檢驗的食品樣本放入瓊脂內部時，由于擴散速度不一樣，會產生多條存在一定距離的沉淀帶。就雙向擴散來說，抗原以及抗體都會朝著瓊脂的中心位置擴散，進而生成一條一條的沉淀帶，按照沉淀帶數量多少，可以有效地確定食品樣本中所包含的抗原、抗體種類[3]。

2.2.6 免疫擴散法

蛋白質抗原在半固體狀的基質上進行擴散，所以抗體或者是抗原在濃度合理的部位生成一條沉淀帶或者是沉淀環，方便檢驗蛋白質。例如，可以使用免疫擴散法來檢測血清中IgG、IgA等各自的比例。

2.2.7 免疫電泳法

把電泳以及瓊脂擴散沉淀反應兩者聯合在一起就能夠得到一種新的免疫法，即免疫電泳法。在運用免疫電泳法進行檢驗的時候，第一步就是把抗原放到瓊脂凝膠內部進行電泳。蛋白質抗原經過電泳之后會帶電，此時能夠朝著負極方向運動，待到添加抗血清以后，區點不一樣的抗原能夠和抗體發生沉淀反應，而且抗原和相應的抗體接觸之后會生成一條沉淀帶，按照沉淀帶所處的部位可以檢驗蛋白質的各種組分[4]。

2.3 生物芯片技術

生物芯片技術指的是把數量眾多的生物識別分子根據相應的順序固定在載體的表面，通過生物分子的特意親和反應能夠掌握生物分子是否存在。如果該生物分子存在，還能夠進一步分析其含量高低。一般來說，常見的生物分子特意親和反應包括抗原抗體反應及核酸雜交反應。與之前在食品檢驗中使用的方式對比，生物芯片技術優勢突出，自動化程度比較高，每一次實驗獲得的結果之間的差距比較小，最終得到的結果更加準確。因為，生物芯片技術能夠在一次實驗中標記數量繁多的基因探針以及雜交反應。當然，生物芯片技術也具有很多問題，例如運用該技術沒有辦法準確發現多細胞組織中待檢驗基因所在的位置；除此之外，對于一定數量的生物體來說，蛋白質磷酸化-去磷酸化決定了其蛋白的調節功能，并非是由蛋白質是不是表達以及表達數量來決定。在這樣的背景下，若是運用生物芯片技術將沒有辦法得到相應的結果。

2.4 生物傳感器技術

生物傳感器是一種專門的儀器，其對生物物質的敏感度非常高，而且能夠把生物物質濃度變換成電信號并展開相應的檢驗。生物體中存在諸多具有選擇性的辨別特定物質，如抗體、組織、細胞及酶等。在識別的時候，分子識別功能物質能夠與待檢驗的目標結合起來生成復合物。在食品檢驗領域，生物傳感器技術正在不斷地擴大使用范圍，其存在特異性比較強，檢驗花費的時間少，成本低廉。值得一提的是，因為生物傳感器技術檢驗花費的時間比較少，所以能夠用來對現場檢驗食品安全，如檢驗肉類食品的新鮮程度，若是經過檢驗發現肉類食品不再新鮮，那么應當對其進行下架、銷毀處理[5]。

2.5 酶檢測法

酶檢測法，指的是通過酶檢測食品所包含的成分以及每一種成分的含量，還可以用來檢驗食品內存在的特殊酶的活性或者是含量，這是傳統的化學檢驗方法無法實現的。現階段，酶檢測法也可以進一步劃分為多種具體的方法。

2.5.1 終點測定法

把需要檢驗的食品當作底物進行酶反應，若是最終在酶的作用下底物可以差不多百分之百地轉變成產物，并且底物或者是產物具有某種特征性質，那么可以檢驗轉化之前與轉化之后底物減少的數量、產物增加的數量、輔酶的變動，從而實現對待檢測物質的定量。

2.5.2 動力學測定法

在反應過程中可以添加相應重量的酶，然后檢測反應物或者是產物發生變化的速度，如檢測反應物或者是產物的吸光度、熒光度等變化速度。

2.5.3 多酶偶聯測定法

如果待檢驗的底物、反應物無法使用物理或者是化學方式進行檢驗，那么可以選擇兩種及以上的酶對此展開連續式抑或平行式的偶聯反應，這樣經過兩次或者多次反應之后，底物就能夠轉變成容易檢驗的產物。

2.5.4 酶標免疫檢驗法

抗體只能與特定的抗原結合，這一點對于抗原同樣適用。所以，如果想要確定待檢驗食品樣本中包含的抗原，應當把酶和待檢驗抗原相對應的抗體聯合起來，形成酶標抗體。把酶標抗體放到待檢驗食品樣本中，其能夠和特定的抗原進行反應，進而形成包含酶在內的抗原抗體復合物，此時只需要檢驗反應物中酶的含量就能夠確定抗原的含量。現實中，可以用其來檢驗食品中包含的毒素的含量。

3 現代生物技術在食品檢驗中應用的發展趨勢

3.1 更加高效

隨著科學技術的進步，生物技術的應用將會向著高效性方向邁進。食品質量安全檢測工作要節約時間，就要求食品質量安全檢測的效率要有所提高，要在短時間內完成食品檢驗的任務，所以提高生物技術的應用高效性就顯得比較重要。結合我國的法規和行業標準，對食品的檢驗可以通過PCR生物技術對食品微生物進行檢測，這能大大提高檢測效率。

3.2 更加多樣

再食品檢驗工作中，要充分重視現代生物技術應用的多樣化，這樣才能保障食品質量安全檢驗的準確性。我國的工業化發展進程進一步加快，工業生產帶來的污染問題愈來愈嚴重，食品受到污染的現象比較突出。在各種污染源的影響下，食品的質量安全問題也比較多，采用單一的檢驗技術已經不能滿足食品檢驗工作的需求，所以采用多樣化的生物檢驗技術十分重要。要實現生物檢驗技術準確檢測多種有害物質，就要加強其抗干擾能力，從而保障食品安全。

3.3 更加靈敏

食品檢驗工作對現代生物技術的靈敏性要求愈來愈嚴格。科學技術在各個領域都得到了快速發展，并發揮著重要作用。在食品檢驗領域，要提高食品檢驗的質量，就要提高檢測技術的靈敏性。有的食品污染是受到農藥殘留的影響，對人體健康有著嚴重威脅，而保障生物技術的靈敏性，提高檢驗的準確率，才能保障食品的質量安全。

4 結語

隨著時代的發展變化，科學技術也在不斷發展，應用范圍不斷擴大。現代生物技術在食品檢驗領域應用范圍越來越大，使用頻率越來越高，對保障食品安全起到了重要的作用。當然，現代生物技術在我國食品檢驗領域的應用還存在一定的不足，無論是國家還是相關研究人員，都應不斷努力，不斷完善食品安全方面的法律法規，不斷加強現代生物技術的運用，確保走向消費者的食品更加安全、可靠。