蛋白質(zhì)芯片技術在肉制品分析檢測中的應用

唐先明，何志一，剛宏林

（哈爾濱市食品藥品檢驗檢測中心，黑龍江哈爾濱150525）

蛋白質(zhì)芯片是一種用于蛋白質(zhì)研究及相互作用分析的生物芯片，它能同時對全基因組水平的上千種不同蛋白質(zhì)進行分析，是蛋白質(zhì)組研究的重要手段[1]。與傳統(tǒng)的檢測方法比較具有通量高、靈敏度高、樣品用量少及檢測速度快等諸多優(yōu)點，在食品安全性檢測領域得到了越來越廣泛的應用，關于蛋白質(zhì)芯片的發(fā)展概況及基本原理已有大量文章報道，不再進行贅述。本文將就蛋白質(zhì)芯片在肉制品分析檢測中的應用進行綜述。

1 蛋白質(zhì)芯片技術在肉制品分析檢測中的應用

1.1 肉制品加熱效果檢測分析

隨著世界各國對于食品安全的日益關注，肉食品生產(chǎn)企業(yè)將熱加工作為關鍵控制點，有效的對此工序進行監(jiān)測及效果進行驗證，是保證食品安全的重要技術保障，傳統(tǒng)的感官檢測已不能完全滿足現(xiàn)階段的食品安全檢測要求[2]，特別是在肉食品進出口過程中經(jīng)常因為沒有熱加工效果驗證措施面臨著嚴峻的技術貿(mào)易壁壘。因此，需要研究和建立一個直接、精確的檢測熱加工肉及肉制品加熱程度的方法，改變這種不利局面。

韓偉[3]等應用蛋白芯片檢測系統(tǒng)對蒸汽加熱油炸加熱和烤制加熱等不同加熱方式的豬肉雞肉和牛肉進行了蛋白質(zhì)變性檢測，結果顯示，全自動電泳系統(tǒng)結合相應的蛋白芯片可迅速有效的判斷產(chǎn)品是否達到規(guī)定的加熱程度，非常適合加熱過程的監(jiān)控和加熱效果的驗證。將全自動蛋白芯片檢測驗證產(chǎn)品法運用于熱加工含肉食品HACCP實施中的產(chǎn)品加熱效果有著非常實用的前景。

1.2 轉基因肉食品的檢測

轉基因食品是指利用轉基因技術生產(chǎn)和加工的食品，包括轉基因植物、轉基因微生物及轉基因動物食品[4]。由于在這類食品中有外源性基因的導入，人們對于其安全性存在很大的爭議[5]。一是轉基因食品是否對人類健康存在安全性隱患；二是轉基因食品是否對自然生態(tài)環(huán)境造成危害。目前還沒有一份權威的研究報告可以回答這些問題，不能夠證明轉基因食品是永久安全的。對轉基因食品的監(jiān)管已成為相關部門的重要任務。傳統(tǒng)的轉基因檢測方法主要針對單一或少量轉基因物質(zhì)的檢測，不能滿足從未知樣品中檢測出所有可能存在的轉基因物質(zhì)。

利用蛋白質(zhì)芯片技術進行轉基因食品的檢測，具有高通量，微型化、自動化和信息化的特點，能夠直接反映轉基因食品的功能特性，被認為是轉基因食品檢測最具潛力的檢測手段之一。Fantozzi等[6]首次構建了一種蛋白質(zhì)懸浮芯片，用于檢測CrylAb蛋白。Jiang等[7]構建了一種板式蛋白質(zhì)芯片，在載體表面固定了3種不同的抗體探針，在載體的下方安裝二極管，通過光電信號來識別芯片表面上捕獲的抗原種類和數(shù)量。

1.3 肉食品中致病菌的檢測

食品中致病菌的污染是影響我國當前食品安全的主要因素，特別是禽流感、SARS、口蹄疫等烈性傳染病的的暴發(fā)不僅對養(yǎng)殖業(yè)造成毀滅性的危害，而且嚴重威脅到人類生命安全，為此建立快速準確的檢測方法對食品安全問題具有重大的意義。傳統(tǒng)的檢測方法，如生化培養(yǎng)檢測法操作繁瑣、檢驗周期長、靈敏度低，PCR方法雖然快速、靈敏，但是一次只能檢測一個樣品，而且假陽性率高，不是最理想的檢測方法。蛋白質(zhì)芯片技術可廣泛地應用于各種導致食品腐敗的致病菌的檢測。該技術具有高通量、自動化、靈敏等優(yōu)點，可以及時反映食品中微生物的污染情況。為此一些學者對此進行大量研究，利用蛋白質(zhì)芯片進行食品中致病菌檢測的方法陸續(xù)被建立了起來。

石霖[8]等制備了可以同時鑒別診斷禽流感（AI）、新城疫（ND）兩種禽病血清抗體的可視化蛋白質(zhì)芯片，特異性與檢測效率得到大大的提高，更利于大規(guī)模推廣應用。Zhu H[9]等建立了SARS病毒的蛋白質(zhì)芯片檢測方法，結果顯示特異性高于傳統(tǒng)方法，顯示出很高的抗原反應性。Schleicher公司發(fā)明了一種可同時進行食品中大腸桿菌檢測和調(diào)查埃布氏菌的快速檢測設備，根據(jù)蛋白質(zhì)微陣列，利用熒光染色，可以對病菌進行定性和半定量的檢測[10]。

王亞麗[11]等利用液相芯片檢測方法，建立了快速檢測金黃色葡萄球菌的方法，并進行了比較與應用，而且一些專業(yè)的食源性致病菌檢測芯片被研制出來[12]。以上說明了此方法的在食品中致病菌的檢測中得到了很好的應用。

1.4 肉食品中獸藥殘留的檢測

隨著獸藥和抗生素在禽畜養(yǎng)殖業(yè)及食品加工業(yè)中的大規(guī)模的使用，其在動物性食品中的殘留問題已成為全世界公認的安全性問題。研究表明獸藥殘留主要是其對人體造成的過敏和變態(tài)反應、細菌耐藥性和菌群失調(diào)等問題，而且還破壞自然環(huán)境[13]，因此需要進行嚴格的監(jiān)管與控制。常規(guī)的檢測方法存在靈敏度低、特異性不強、操作繁瑣、檢測成本昂貴等缺點，無法滿足實際檢測工作的需要。蛋白質(zhì)芯片技術的產(chǎn)生能夠克服這些缺點，能夠實現(xiàn)對肉食品種獸藥殘留的準確、快速、高通量的檢測工作。極大地節(jié)省了檢測費用，縮短了檢測時間，進而提高了檢測效率。

博奧生物芯片公司開發(fā)出了獸藥殘留蛋白芯片檢測平臺，能夠在幾小時內(nèi)完成肉食品中10種獸藥殘留量的定量分析，具有操作簡單、結果準確、檢測速度快、高通量等優(yōu)點，可廣泛應用于食品安全檢測領域。

2 其他方面的應用

目前蛋白質(zhì)芯片技術在肉制品的動物種類成分鑒別、食品毒理學研究中、食品原料檢測中、食品營養(yǎng)機理研究等領域也有一定的應用，只是沒有以上幾個方面應用的廣泛。

3 應用前景展望

蛋白質(zhì)芯片作為生命科學領域中的一門新技術，具有高通量、操作簡便、特異性強、靈敏度高等諸多優(yōu)點，為食品安全性檢測提供了一個高速、并行、高通量的分析平臺。將若干不連續(xù)的檢測過程轉變?yōu)橐粋€連續(xù)、快速的檢測分析過程，減輕了繁重的檢驗工作的勞動強度與勞動量，降低了檢驗成本，是實現(xiàn)食品檢測中蛋白質(zhì)高通量檢測的有力工具。蛋白質(zhì)芯片技術在食品分析檢測中的普及應用，必將給食品安全檢測水平帶來大幅度的提高，必然會大大的提高食品檢驗效率和檢測效果，為監(jiān)督部門在行政執(zhí)法與監(jiān)管過程提供參考。

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