現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

（山西省忻州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所，山西 忻州 034000）

1 現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)中應(yīng)用的意義

我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平也不斷提升，對(duì)食品安全問題不斷加強(qiáng)重視，并提出較高的要求。為了確保食品安全，必須對(duì)生產(chǎn)出來的食品進(jìn)行檢驗(yàn)。在過去，使用范圍較廣的食品檢驗(yàn)方法包含物理、化學(xué)等，然而這些檢驗(yàn)方法自身具有一定的不足之處，再加上消費(fèi)者要求提升，也就很難滿足檢驗(yàn)要求?，F(xiàn)代生物技術(shù)作為新興技術(shù)，人們意識(shí)到其在食品檢驗(yàn)方面的重要性，并且加以應(yīng)用。目前，現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣，可以應(yīng)用在食品檢驗(yàn)領(lǐng)域，而且有著十分顯著的優(yōu)勢(shì)，其能夠和物理、化學(xué)方法聯(lián)系在一起，從而衍生一系列操作簡(jiǎn)便、檢驗(yàn)準(zhǔn)確、速度較快、成本較低的檢驗(yàn)方法。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1 PCR技術(shù)

PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)也可以稱為PCR擴(kuò)增技術(shù)，其能夠在體外以較快的速度擴(kuò)增特定DNA序列。PCR技術(shù)誕生于1985年，至今不過30多年的時(shí)間，在其剛剛誕生之時(shí)主要是用來進(jìn)行基因克隆或者是進(jìn)行轉(zhuǎn)基因檢驗(yàn)，不過因?yàn)镻CR技術(shù)精確度比較高，成本低廉，所以使用范圍在不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)階段，人們已經(jīng)意識(shí)到食品中所包含的大量微生物，并對(duì)這些微生物的性質(zhì)展開相應(yīng)的研究，然后發(fā)現(xiàn)了其特征和遺傳方面的性能，這為PCR技術(shù)的運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。

利用PCR技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)主要包括4個(gè)步驟：①利用合理的化學(xué)方式把待檢測(cè)目標(biāo)的DNA提取出來。②設(shè)計(jì)待檢測(cè)目標(biāo)的DNA并合成相應(yīng)的引物。③經(jīng)過PCR擴(kuò)增。④克隆并篩選、鑒定PCR產(chǎn)物。目前，PCR技術(shù)往往是用來檢驗(yàn)病原微生物和轉(zhuǎn)基因食品，通過PCR技術(shù)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(zhuǎn)基因食品。

2.2 免疫法

從當(dāng)前來看，免疫法可以稱之為靈敏性最強(qiáng)的生物檢測(cè)技術(shù)，無論是靈敏性還是特異性都非常高，操作起來也十分簡(jiǎn)便，再現(xiàn)性能良好，所以應(yīng)用范圍較廣，發(fā)展前景良好。運(yùn)用免疫法能夠有效地探究蛋白質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)，盡管蛋白質(zhì)類型不一樣，但是各種蛋白質(zhì)之間在物理、化學(xué)方面的差異并不大，所以只可以依靠免疫法進(jìn)行區(qū)分。具體來說，免疫法還可以進(jìn)一步劃分為下述7種。

2.2.1 熒光抗體法

選擇將要檢測(cè)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(jīng)過一段時(shí)間以后使用緩沖液進(jìn)行沖洗，如果檢測(cè)的食品樣本中具有和熒光抗體溶液相對(duì)應(yīng)的抗原，那么就能夠有效地結(jié)合在一起，進(jìn)而自身發(fā)出熒光。對(duì)于發(fā)出的熒光，必須借助專門的熒光顯微鏡才可以發(fā)現(xiàn)。通常來說，熒光抗體法往往用來檢驗(yàn)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(qiáng)的靈敏度，然而操作起來比較復(fù)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(duì)保存的要求比較高，因此現(xiàn)階段使用這種方法的頻率非常低。

2.2.3 酶聯(lián)免疫吸附法

酶聯(lián)免疫吸附法的優(yōu)勢(shì)是選擇性良好，靈敏度比較高，得到的檢驗(yàn)結(jié)果十分精確，可行性較強(qiáng)，使用范圍較廣。酶聯(lián)免疫吸附法的原理同樣是利用抗體、抗原的結(jié)合，往往是把酶或者是輔酶當(dāng)作標(biāo)記物，用其來標(biāo)記抗體或者是抗原，在酶促反應(yīng)的作用下能夠體現(xiàn)初級(jí)免疫學(xué)反應(yīng)。酶聯(lián)免疫吸附法不單單能夠檢驗(yàn)食品內(nèi)是否存在毒素、農(nóng)藥等，還能夠用來檢驗(yàn)其中所包含的營(yíng)養(yǎng)素，如蛋白質(zhì)、激素等[2]。

2.2.4 凝集反應(yīng)法

凝集反應(yīng)，指的是在電解質(zhì)環(huán)境中，顆粒狀的抗原能夠與之相對(duì)應(yīng)的抗體結(jié)合在一起，最終生成一種人眼可見的凝集塊。凝集反應(yīng)法還可以進(jìn)一步劃分為直接反應(yīng)和間接反應(yīng)，主要是用來檢驗(yàn)抗體的效價(jià)，還能夠用來區(qū)分細(xì)菌、病毒的種類。

2.2.5 沉淀反應(yīng)法

沉淀反應(yīng)法從本質(zhì)上來說屬于瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)，分為單向擴(kuò)散以及雙向擴(kuò)散兩種反應(yīng)。就單向擴(kuò)散來說，因?yàn)槊恳环N抗體或者是抗原在瓊脂中擴(kuò)散的速度存在一定的差異，所以當(dāng)把待檢驗(yàn)的食品樣本放入瓊脂內(nèi)部時(shí)，由于擴(kuò)散速度不一樣，會(huì)產(chǎn)生多條存在一定距離的沉淀帶。就雙向擴(kuò)散來說，抗原以及抗體都會(huì)朝著瓊脂的中心位置擴(kuò)散，進(jìn)而生成一條一條的沉淀帶，按照沉淀帶數(shù)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(kuò)散法

蛋白質(zhì)抗原在半固體狀的基質(zhì)上進(jìn)行擴(kuò)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(huán)，方便檢驗(yàn)蛋白質(zhì)。例如，可以使用免疫擴(kuò)散法來檢測(cè)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(kuò)散沉淀反應(yīng)兩者聯(lián)合在一起就能夠得到一種新的免疫法，即免疫電泳法。在運(yùn)用免疫電泳法進(jìn)行檢驗(yàn)的時(shí)候，第一步就是把抗原放到瓊脂凝膠內(nèi)部進(jìn)行電泳。蛋白質(zhì)抗原經(jīng)過電泳之后會(huì)帶電，此時(shí)能夠朝著負(fù)極方向運(yùn)動(dòng)，待到添加抗血清以后，區(qū)點(diǎn)不一樣的抗原能夠和抗體發(fā)生沉淀反應(yīng)，而且抗原和相應(yīng)的抗體接觸之后會(huì)生成一條沉淀帶，按照沉淀帶所處的部位可以檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的各種組分[4]。

2.3 生物芯片技術(shù)

生物芯片技術(shù)指的是把數(shù)量眾多的生物識(shí)別分子根據(jù)相應(yīng)的順序固定在載體的表面，通過生物分子的特意親和反應(yīng)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(jìn)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(yīng)包括抗原抗體反應(yīng)及核酸雜交反應(yīng)。與之前在食品檢驗(yàn)中使用的方式對(duì)比，生物芯片技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出，自動(dòng)化程度比較高，每一次實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果之間的差距比較小，最終得到的結(jié)果更加準(zhǔn)確。因?yàn)?，生物芯片技術(shù)能夠在一次實(shí)驗(yàn)中標(biāo)記數(shù)量繁多的基因探針以及雜交反應(yīng)。當(dāng)然，生物芯片技術(shù)也具有很多問題，例如運(yùn)用該技術(shù)沒有辦法準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)多細(xì)胞組織中待檢驗(yàn)基因所在的位置；除此之外，對(duì)于一定數(shù)量的生物體來說，蛋白質(zhì)磷酸化-去磷酸化決定了其蛋白的調(diào)節(jié)功能，并非是由蛋白質(zhì)是不是表達(dá)以及表達(dá)數(shù)量來決定。在這樣的背景下，若是運(yùn)用生物芯片技術(shù)將沒有辦法得到相應(yīng)的結(jié)果。

2.4 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器是一種專門的儀器，其對(duì)生物物質(zhì)的敏感度非常高，而且能夠把生物物質(zhì)濃度變換成電信號(hào)并展開相應(yīng)的檢驗(yàn)。生物體中存在諸多具有選擇性的辨別特定物質(zhì)，如抗體、組織、細(xì)胞及酶等。在識(shí)別的時(shí)候，分子識(shí)別功能物質(zhì)能夠與待檢驗(yàn)的目標(biāo)結(jié)合起來生成復(fù)合物。在食品檢驗(yàn)領(lǐng)域，生物傳感器技術(shù)正在不斷地?cái)U(kuò)大使用范圍，其存在特異性比較強(qiáng)，檢驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間少，成本低廉。值得一提的是，因?yàn)樯飩鞲衅骷夹g(shù)檢驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間比較少，所以能夠用來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)食品安全，如檢驗(yàn)肉類食品的新鮮程度，若是經(jīng)過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)肉類食品不再新鮮，那么應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行下架、銷毀處理[5]。

2.5 酶檢測(cè)法

酶檢測(cè)法，指的是通過酶檢測(cè)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(yàn)食品內(nèi)存在的特殊酶的活性或者是含量，這是傳統(tǒng)的化學(xué)檢驗(yàn)方法無法實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)階段，酶檢測(cè)法也可以進(jìn)一步劃分為多種具體的方法。

2.5.1 終點(diǎn)測(cè)定法

把需要檢驗(yàn)的食品當(dāng)作底物進(jìn)行酶反應(yīng)，若是最終在酶的作用下底物可以差不多百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，并且底物或者是產(chǎn)物具有某種特征性質(zhì)，那么可以檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化之前與轉(zhuǎn)化之后底物減少的數(shù)量、產(chǎn)物增加的數(shù)量、輔酶的變動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)物質(zhì)的定量。

2.5.2 動(dòng)力學(xué)測(cè)定法

在反應(yīng)過程中可以添加相應(yīng)重量的酶，然后檢測(cè)反應(yīng)物或者是產(chǎn)物發(fā)生變化的速度，如檢測(cè)反應(yīng)物或者是產(chǎn)物的吸光度、熒光度等變化速度。

2.5.3 多酶偶聯(lián)測(cè)定法

如果待檢驗(yàn)的底物、反應(yīng)物無法使用物理或者是化學(xué)方式進(jìn)行檢驗(yàn)，那么可以選擇兩種及以上的酶對(duì)此展開連續(xù)式抑或平行式的偶聯(lián)反應(yīng)，這樣經(jīng)過兩次或者多次反應(yīng)之后，底物就能夠轉(zhuǎn)變成容易檢驗(yàn)的產(chǎn)物。

2.5.4 酶標(biāo)免疫檢驗(yàn)法

抗體只能與特定的抗原結(jié)合，這一點(diǎn)對(duì)于抗原同樣適用。所以，如果想要確定待檢驗(yàn)食品樣本中包含的抗原，應(yīng)當(dāng)把酶和待檢驗(yàn)抗原相對(duì)應(yīng)的抗體聯(lián)合起來，形成酶標(biāo)抗體。把酶標(biāo)抗體放到待檢驗(yàn)食品樣本中，其能夠和特定的抗原進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而形成包含酶在內(nèi)的抗原抗體復(fù)合物，此時(shí)只需要檢驗(yàn)反應(yīng)物中酶的含量就能夠確定抗原的含量。現(xiàn)實(shí)中，可以用其來檢驗(yàn)食品中包含的毒素的含量。

3 現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 更加高效

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生物技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)向著高效性方向邁進(jìn)。食品質(zhì)量安全檢測(cè)工作要節(jié)約時(shí)間，就要求食品質(zhì)量安全檢測(cè)的效率要有所提高，要在短時(shí)間內(nèi)完成食品檢驗(yàn)的任務(wù)，所以提高生物技術(shù)的應(yīng)用高效性就顯得比較重要。結(jié)合我國(guó)的法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)食品的檢驗(yàn)可以通過PCR生物技術(shù)對(duì)食品微生物進(jìn)行檢測(cè)，這能大大提高檢測(cè)效率。

3.2 更加多樣

再食品檢驗(yàn)工作中，要充分重視現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用的多樣化，這樣才能保障食品質(zhì)量安全檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程進(jìn)一步加快，工業(yè)生產(chǎn)帶來的污染問題愈來愈嚴(yán)重，食品受到污染的現(xiàn)象比較突出。在各種污染源的影響下，食品的質(zhì)量安全問題也比較多，采用單一的檢驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)不能滿足食品檢驗(yàn)工作的需求，所以采用多樣化的生物檢驗(yàn)技術(shù)十分重要。要實(shí)現(xiàn)生物檢驗(yàn)技術(shù)準(zhǔn)確檢測(cè)多種有害物質(zhì)，就要加強(qiáng)其抗干擾能力，從而保障食品安全。

3.3 更加靈敏

食品檢驗(yàn)工作對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)的靈敏性要求愈來愈嚴(yán)格。科學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了快速發(fā)展，并發(fā)揮著重要作用。在食品檢驗(yàn)領(lǐng)域，要提高食品檢驗(yàn)的質(zhì)量，就要提高檢測(cè)技術(shù)的靈敏性。有的食品污染是受到農(nóng)藥殘留的影響，對(duì)人體健康有著嚴(yán)重威脅，而保障生物技術(shù)的靈敏性，提高檢驗(yàn)的準(zhǔn)確率，才能保障食品的質(zhì)量安全。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展變化，科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來越大，使用頻率越來越高，對(duì)保障食品安全起到了重要的作用。當(dāng)然，現(xiàn)代生物技術(shù)在我國(guó)食品檢驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用還存在一定的不足，無論是國(guó)家還是相關(guān)研究人員，都應(yīng)不斷努力，不斷完善食品安全方面的法律法規(guī)，不斷加強(qiáng)現(xiàn)代生物技術(shù)的運(yùn)用，確保走向消費(fèi)者的食品更加安全、可靠。