食品真實性鑒別技術(shù)研究進(jìn)展

徐 毅，鐘 鵬，趙 崗，蔣愛民，雷紅濤

華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，廣東 廣州 510642

伴隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費者對食品的需求越來越多樣化，對食品的感官質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)愈加重視，而在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動下，一些不法商販對食品采取假冒、偽造、以次充好等方式以期獲得高額利潤，尤其以高附加值食品成為重災(zāi)區(qū)[1-6]。食品物種或品種摻假不但嚴(yán)重侵害了消費者利益，而且造成了極大的負(fù)面影響，破壞了消費者對整個食品行業(yè)乃至國家的信任。此外,近些年來使用非法添加物引起的食品安全事件呈現(xiàn)出攀升的態(tài)勢，以2008年中國奶制品污染事件為起點，諸如瘦肉精、蘇丹紅、孔雀石綠等眾多食品安全事件[7]涉及的地域及食品種類越來越廣，食品的非法添加成了行業(yè)關(guān)注的熱點問題。非法添加不僅僅是食品安全問題，這些行為往往還會侵犯消費者等相關(guān)方的知情權(quán)，嚴(yán)重破壞了食品的真實性。

目前，食品的真實性問題已成為食品安全監(jiān)管中一大研究方向，是保障食品安全和消費者權(quán)益的重要課題。從現(xiàn)實需求出發(fā)，食品真實性問題多發(fā)、易發(fā)且仍未得到有效解決，技術(shù)方面仍存在不足，基礎(chǔ)理論有待進(jìn)一步積累，迫切需要高效、可靠和精準(zhǔn)的鑒別方法來應(yīng)對真實性問題以確保產(chǎn)品質(zhì)量。因此，亟須加強(qiáng)食品真實性鑒別技術(shù)的研究，突破目前的困境，提升食品安全監(jiān)管框架對食品真實性問題的監(jiān)管水平。作者從食品真實性的內(nèi)涵及主要類型、所用到的鑒別技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀幾個方面進(jìn)行綜述，并對該領(lǐng)域分析技術(shù)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，以期能為食品的真實性問題的解決提供理論參考。

1 食品真實性的概念

食品真實性尚無統(tǒng)一的定義，食品法典委員會食品完整性和食品真實性電子工作組將其定義為“食品的真實性是食品的質(zhì)量，其性質(zhì)、來源、身份和要求是真實的和無可爭議的，并且滿足預(yù)期的性質(zhì)”。食品欺詐和食品真實性是從正反兩方面去闡述食品的真?zhèn)螁栴}，而經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動摻假(economically motivated adulteration，EMA)[8]只是食品真實性問題的一個方面，美國食品藥品管理局將其定義為“為了提高產(chǎn)品的表觀價值或降低生產(chǎn)成本，即為了經(jīng)濟(jì)利益，在產(chǎn)品中欺騙性地蓄意添加或替換某一物質(zhì)”[9]。Moore等[10]在調(diào)查研究中指出，食品真實性問題主要包括3種類型：替換、增加、移除。Ortea等[11]定義了目前與食品真實性相關(guān)的挑戰(zhàn)，主題包括地理來源識別、品種摻假鑒別、物種摻假鑒別、成分組成比例的確定、飼養(yǎng)方式、轉(zhuǎn)基因生物的檢測、標(biāo)簽錯誤標(biāo)識和非法添加的檢測等[12]。食品的真實性還包括生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品成分、新鮮度和品牌等的真實性。目前食品真實性研究主要涉及3個方面：食品真?zhèn)握鐒e、產(chǎn)地溯源、非法添加物的檢測。

1.1 食品真?zhèn)握鐒e

食品摻假，在整個人類歷史上屢見不鮮，至今仍然是一個令人擔(dān)憂的問題。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，包括肉及肉制品、水產(chǎn)品、牛奶和奶制品、食用油、燕窩、葡萄酒、蜂蜜，甚至面粉在內(nèi)的食品摻假發(fā)生率都在增加[13-14]。肉類食品的摻假現(xiàn)象更是頻繁發(fā)生，由于摻假肉類食品絕大部分添加調(diào)味料、香精香料，經(jīng)過了多次加工等，僅通過感官無法完全辨別。針對此類問題，迫切需要完善的監(jiān)管體系和適宜的檢測技術(shù)對食品真?zhèn)芜M(jìn)行甄別，以保障食品的真實性。

1.2 產(chǎn)地溯源

食品地理來源已成為政府當(dāng)局、食品行業(yè)和消費者關(guān)注的問題[15]。瑞士的一項評估指出，食品的原產(chǎn)地對于82%的顧客的購買決策非常重要，而肉類的原產(chǎn)地則是71%的顧客做出購買決定的一個非常關(guān)鍵的因素[16]。食品產(chǎn)地溯源技術(shù)是為保護(hù)地區(qū)品牌和特色產(chǎn)品、防止食品摻假和食源性疾病擴(kuò)散、確保食品安全、降低公司召回成本而建立起來的一系列追溯檢測技術(shù)。目前用于食品產(chǎn)地溯源的技術(shù)主要包括穩(wěn)定同位素技術(shù)[17]、光譜技術(shù)[18]及其他一些技術(shù)。其中，穩(wěn)定同位素技術(shù)因沒有放射性、靈敏度高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點，已廣泛用于鑒別不同產(chǎn)地、不同來源的各種食品，成為追溯食品來源的一種有效手段。高分辨飛行時間質(zhì)譜、核磁共振技術(shù)、組學(xué)等技術(shù)也逐步應(yīng)用到食品的產(chǎn)地溯源研究中[19-20]，新技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步提高產(chǎn)地溯源的準(zhǔn)確度，從而提高其實際應(yīng)用價值。

1.3 非法添加物的檢測

食品的非法添加物指的是那些未經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)允許添加到食品中的外來物質(zhì)，非法添加已成為中國食品真實性問題的監(jiān)管重點。針對非法添加這一監(jiān)管難題，2008—2011年，中國相繼發(fā)布了6批次“黑名單”，共涉及151種非法添加物質(zhì)[21]。食品中的非法添加物質(zhì)種類繁多，數(shù)量較大，現(xiàn)行的相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法所能涉及的非法添加種類和范圍比較有限，這也導(dǎo)致了某些違法添加行為處于監(jiān)測盲區(qū)，因此很難對不法商販的違法行為進(jìn)行準(zhǔn)確判定與評估。目前已有較多針對非法添加物檢測方法的報道，包括薄層色譜法[22]、酶聯(lián)免疫吸附法[23]、液相色譜法[24]、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法[25]等。

2 食品真實性鑒別技術(shù)

目前，用于食品真實性的鑒別技術(shù)主要包括3類：(1)以光譜、色譜和質(zhì)譜為代表的理化分析技術(shù)，主要對產(chǎn)品主要成分、特定成分或標(biāo)志物以及各種代謝物進(jìn)行檢測分析；(2)以PCR、分子標(biāo)記、DNA指紋圖譜、DNA芯片等為代表的分子生物學(xué)技術(shù)，主要對食品中的核酸進(jìn)行檢測分析；(3)以電子鼻、電子舌等為代表的傳感器技術(shù)，主要對樣品中一些揮發(fā)性的風(fēng)味相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行測定[26]。對目前所運用到的鑒別技術(shù)進(jìn)行了歸納整理，結(jié)果見表1。

表1 食品真實性的鑒別技術(shù)應(yīng)用情況Table 1 Overview of techniques for food authenticity identification

2.1 分子生物學(xué)技術(shù)在食品真實性鑒別中的應(yīng)用

分子生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為食品分析領(lǐng)域的常規(guī)工具，允許在復(fù)雜和深加工的食品基質(zhì)中對生物物種進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別。由于DNA不易受到食品加工方式的影響，穩(wěn)定性高，基于核酸作為標(biāo)志物的技術(shù)得到快速發(fā)展，包括核酸雜交技術(shù)、PCR技術(shù)、基因芯片、DNA條形碼和電化學(xué)DNA傳感器等[60]。

2.1.1 PCR技術(shù)

PCR技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了經(jīng)典PCR、實時定量熒光PCR、數(shù)字PCR 3個階段。目前，基于PCR的技術(shù)主要用于肉制品[61]、乳制品[62]及轉(zhuǎn)基因食品[63]等的真?zhèn)握鐒e和品種鑒別。在真?zhèn)握鐒e方面，Mane等[64]建立了肉類食品(牛肉、羊肉、豬肉、鴨肉等)中雞肉成分的經(jīng)典PCR檢測方法，檢測限低于1%，靈敏度高。依據(jù)熒光定量PCR檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法對貴陽市純牛源性食品的真實性進(jìn)行鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)純牛源性食品部分批次存在攜帶非牛源性成分的情況[29]。郭云霞等[30]建立了qPCR方法用于20種常見的鯊魚產(chǎn)品中鯊魚源性成分的真實性檢測，除仿魚翅和鯊魚肝油外其他食品中均能檢測出鯊魚成分，該方法靈敏度高，特異性強(qiáng)。在品種鑒別方面，采用PCR技術(shù)可對梅花鹿和新西蘭鹿的鹿茸進(jìn)行區(qū)分，通過設(shè)計特異性引物在相同條件下擴(kuò)增2種鹿茸的基因組，不同鹿茸的電泳條帶數(shù)目存在差異，利用此方法可以實現(xiàn)鹿茸的品種鑒別[65]。

PCR技術(shù)因具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、效率高且成本相對較低等優(yōu)點，已經(jīng)成為食品真?zhèn)舞b別領(lǐng)域的常規(guī)方法。但普通的PCR技術(shù)存在耗時長、操作煩瑣且技術(shù)要求高等缺點，因而許多基于PCR的改良技術(shù)陸續(xù)被提出。目前已有報道利用線粒體基因多態(tài)性進(jìn)行多重PCR測定，以同時檢測肉中的不同動物物種[66]。

2.1.2 DNA條形碼技術(shù)

DNA條形碼技術(shù)是利用基因組中一段標(biāo)準(zhǔn)的、有足夠變異的、易擴(kuò)增且相對較短的DNA片段在物種種內(nèi)的特異性和種間的多樣性而創(chuàng)建的一種生物身份識別系統(tǒng)，可實現(xiàn)對物種進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的鑒別。利用DNA條形碼技術(shù)可有效地對水產(chǎn)品[67-68]、肉禽產(chǎn)品[69]、橄欖油[70]等食品的摻假物種進(jìn)行鑒定。以核基因作為靶標(biāo)，通過對核基因組中的短候選條形碼區(qū)域自動篩選進(jìn)行引物設(shè)計，可以區(qū)分平目魚科中的比目魚的種類[35]。DNA條形碼技術(shù)在海洋貝類分類中已有一些研究，表明DNA條形碼在物種鑒別方面已獲得一定的認(rèn)可[71]。線粒體細(xì)胞色素氧化酶I基因(cytochrome oxidase subunit I，COI)因其變異性大、有足夠的種內(nèi)保守性和種間特異性，已成為動物界的通用條形碼[72]。國際生命條形碼聯(lián)盟植物工作組推薦以葉綠體基因rbcL+matK作為植物DNA條形碼的組合標(biāo)記[73]。隨著iBOL的啟動，高等真菌DNA條形碼的研究也逐步取得了一定成果，認(rèn)為內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacer，ITS)可作為高等真菌分類鑒別的有效DNA條形碼。利用DNA條形碼技術(shù)對物種鑒定，可不受物種個體形態(tài)特征的影響，鑒別精確度高、簡便易掌握，可有效鑒別新鮮食物及其制品，但該方法依賴精確的條碼數(shù)據(jù)庫，以及一段或幾段理想的目的基因片段。DNA條形碼技術(shù)實現(xiàn)食品真實性鑒別的難點在于找到理想的目標(biāo)基因，這種基因在某個分類群中呈現(xiàn)低變異性，但在物種間具有較高的變異性。因此，選取有足夠變異的區(qū)域可實現(xiàn)物種鑒別[74]。

2.1.3 電化學(xué)DNA傳感器技術(shù)

電化學(xué)DNA傳感器(electrochemical DNA sensor，E-DNA)是生物傳感的一個分支，E-DNA技術(shù)以其方便、簡單、快速、靈敏、成本低廉和不需要大型儀器等優(yōu)點，已經(jīng)發(fā)展成為分子分析檢測的一個重要的手段。E-DNA技術(shù)利用單鏈DNA作為敏感元件通過共價鍵合或化學(xué)吸附固定在固體電極表面，加上識別雜交信息的電活性指示劑共同構(gòu)成的檢測特定基因的裝置[75]。Azam等[36]使用電化學(xué)發(fā)光傳感器檢測微量豬肉DNA，結(jié)果表明，該傳感器可以簡單、靈敏、快速地對樣品中的微量豬肉DNA進(jìn)行檢測，檢測限能達(dá)到0.1 pg/mL，具有進(jìn)一步發(fā)展成為便攜式生物傳感器鑒別肉類物種的潛力。而基于環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增技術(shù)和電化學(xué)DNA傳感器可實現(xiàn)豬肉、雞肉和牛肉物種鑒別，與多重PCR方法相比，該方法更具體，沒有不必要的擴(kuò)增，檢測速度快，可對生肉和加工食品中的肉種進(jìn)行鑒定[76]。

2.2 振動光譜技術(shù)在食品真實性鑒別中的應(yīng)用

2.2.1 近紅外光譜技術(shù)

近紅外光譜(near infrared spectroscopy，NIR)技術(shù)主要是利用有機(jī)物質(zhì)含氫基團(tuán)在近紅外光譜區(qū)域(780～2 500 nm)的非諧振性振動產(chǎn)生的倍頻與合頻吸收這一光學(xué)特性來快速估測樣本中的物理或者化學(xué)特征。目前，近紅外光譜分析已被用于食品真實性鑒別方面，涉及食品包括食用油[37]、水產(chǎn)品[77]、肉類[78]、葡萄酒[79]以及蜂蜜[38]等。在產(chǎn)地溯源方面，采用近紅外光譜技術(shù)對來自中國5個不同產(chǎn)地的羊肉樣本進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)采集，通過建立不同產(chǎn)地的化學(xué)計量學(xué)判別模型，對羊肉的產(chǎn)地能實現(xiàn)100%的準(zhǔn)確判別[80]。應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)對4個不同產(chǎn)地的中國出口羅非魚魚片掃描獲得圖譜數(shù)據(jù)，將光譜數(shù)據(jù)與類比軟獨立建模相結(jié)合建立羅非魚產(chǎn)地溯源判別模型[77]，分類準(zhǔn)確率達(dá)到80%以上。在品種鑒別方面，使用可見光和近紅外光譜結(jié)合化學(xué)計量學(xué)對不同品種白葡萄酒進(jìn)行鑒別，結(jié)果表明，VIS-NIR是一種適宜的鑒別技術(shù)，可以用于區(qū)分白葡萄酒品種[79]。

2.2.2 中紅外光譜技術(shù)

中紅外光譜(mid infrared spectroscopy，MIR)是一段波長在2 500～25 000 nm的電磁波，由分子中基團(tuán)原子振動躍遷時吸收紅外光產(chǎn)生，其特征性強(qiáng)，具有指紋特性[81]。MIR技術(shù)具有成熟易用、無污染、分析速度快、準(zhǔn)確率高、無損且成本較低等優(yōu)點，它提供了比近紅外光譜更多的關(guān)于掃描樣品的化學(xué)信息，盡管有重疊的譜帶和復(fù)雜的光譜。在產(chǎn)地溯源方面，通過采集4個不同產(chǎn)區(qū)的葡萄酒樣品的近紅外透射光譜和中紅外衰減全反射光譜，建立光譜模型，融合后的模型訓(xùn)練集、驗證集的準(zhǔn)確率均在87%以上，說明該方法能高效、低成本識別葡萄酒的原產(chǎn)地[82]。在真?zhèn)握鐒e方面，利用MIR技術(shù)可以實現(xiàn)不同摻假程度的特級初榨橄欖油的定量鑒別[83]。而在非法添加的檢測方面，Horn等[40]利用傅里葉變換中紅外光譜與一級軟獨立模型對辣椒粉摻假非法染料建立了一種非靶標(biāo)檢測方法，結(jié)果對所有摻假樣品的特異度均在80%以上。

2.2.3 拉曼光譜技術(shù)

拉曼光譜是基于拉曼散射效應(yīng)的分子振動光譜，它主要是由散射光的強(qiáng)度和拉曼位移映射產(chǎn)生的。利用拉曼光譜技術(shù)對化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，識別分子中存在的官能團(tuán)，實現(xiàn)化學(xué)分子的指紋識別。拉曼光譜可以提供食品中蛋白質(zhì)、水和脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息[84]，拉曼光譜結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法已被用于肉類[85]、牛乳及乳制品[41]、水產(chǎn)品[86]、蜂蜜[87]和橄欖油[42]等多類食品的品種鑒別、真?zhèn)握鐒e及非法添加檢測。在真?zhèn)握鐒e方面，用拉曼光譜檢測牛肉中所存在的馬肉摻假情況，該方法對牛肉和馬肉的鑒別結(jié)果準(zhǔn)確，分析時間短，為肉品摻假鑒別提供了一種快速鑒別的方法[43]。在非法添加的檢測方面，使用便攜式拉曼光譜儀和在線化學(xué)計量學(xué)分析方法檢測奶粉中摻雜的三聚氰胺，所建立的方法非常適合于對奶粉樣品進(jìn)行快速、常規(guī)的現(xiàn)場分析，以檢測經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動的奶粉摻假[41]。拉曼光譜技術(shù)由于其方便快捷和靈敏度高，無須復(fù)雜的樣品前處理等特點，非常適合現(xiàn)場檢測。但同類食品不同物種或品種之間的拉曼光譜圖差異非常小，通常需要結(jié)合化學(xué)計量法才能進(jìn)行判斷。

2.2.4 高光譜成像技術(shù)

高光譜成像技術(shù)是將光譜技術(shù)與圖像處理技術(shù)相結(jié)合，可以同時獲得光譜分辨率和空間分辨率，快速高效的獲得光譜數(shù)據(jù)信息和空間信息，具有快速、無損、無須復(fù)雜的前處理等優(yōu)點[88]。目前，國內(nèi)外大量學(xué)者研究了高光譜成像技術(shù)在食品真實性中的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域涉及果蔬類、水產(chǎn)品、肉制品、油料、乳制品等[44]。在真?zhèn)握鐒e方面，采集豬肉和羊肉混合樣品的高光譜圖像數(shù)據(jù)，選取光譜940、1067、1144、1217處的特征峰作為主成分，建立多元線性回歸模型，經(jīng)高成像光譜技術(shù)處理，僅通過圖像上的可視化點的分布即可直接確定羊肉樣品中是否摻入豬肉[45]。在非法添加檢測方面，通過搭建一套線掃描拉曼高光譜成像檢測系統(tǒng)，可以對奶粉中多種非法添加劑和摻假物進(jìn)行檢測研究[44]。在實際應(yīng)用中，需要注意高光譜成像儀精密度高，但價格昂貴。高光譜成像技術(shù)的光譜信息和空間信息同時獲得使得其數(shù)據(jù)獲得和處理難度增大，從光譜中篩選出最佳波長并消除無關(guān)信息的影響也是一項挑戰(zhàn)。此外，大量的原始圖片數(shù)據(jù)使得高光譜成像技術(shù)很難廣泛進(jìn)行在線和實時應(yīng)用。

2.3 質(zhì)譜、色譜技術(shù)在食品真實性鑒別中的應(yīng)用

質(zhì)譜、色譜技術(shù)以及色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是目前應(yīng)用最廣的食品真實性檢測技術(shù)[89]。其中，高效液相色譜(High performance liquid chromatography，HPLC)是一種廣泛應(yīng)用的化學(xué)成分測定方法，該方法很早就被應(yīng)用于食用油摻假的檢測。例如，采用HPLC法對食用油中的甘油三酯進(jìn)行測定，通過比較峰面積，可鑒別堅果油是否摻入其他種類的食用油，且檢測限低至5%[46]。氣相色譜法(Gas chromatography，GC)主要用于揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分研究、香氣和農(nóng)藥殘留檢測等。通過分析葡萄酒中存在的各種化合物(例如，烷烴、醛、醇、酸)的GC圖譜，可以根據(jù)其地理來源對葡萄酒進(jìn)行分類。還可以通過GC測定脂肪酸組成和相應(yīng)濃度，對海產(chǎn)品[48]和橄欖油[90]進(jìn)行產(chǎn)地溯源。質(zhì)譜通常會與其他技術(shù)相結(jié)合來對食品真實性予以鑒定，王瓊芬等[53]建立了一種天然魚肝油脂肪酸成分的GC-MS指紋圖譜分析方法，實現(xiàn)了天然魚肝油摻假的鑒定。在非法添加物檢測方面，高分辨率質(zhì)譜與液相色譜串聯(lián)使用，能夠?qū)崿F(xiàn)多種非法添加物進(jìn)行同時篩查與檢測[54]，通過串聯(lián)式固相萃取-超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法能高通量、快速、準(zhǔn)確篩查出保健品中20種改善陽虛和緩解疲勞類的化學(xué)物質(zhì)[55]。

LC-MS技術(shù)因其檢測靈敏度高、選擇性好、分離能力強(qiáng)、定性定量結(jié)果可靠、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點在食品真?zhèn)舞b別方面具有較好的應(yīng)用，但需要注意該技術(shù)前處理耗時。如何實現(xiàn)前處理技術(shù)儀器化有利于與液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的耦合。合適的離子源和質(zhì)量分析器、優(yōu)化離子化條件和色譜條件、基質(zhì)效應(yīng)最小化依舊是LC-MS技術(shù)的關(guān)鍵。

2.4 穩(wěn)定同位素技術(shù)在食品真實性鑒別中的應(yīng)用

穩(wěn)定性同位素技術(shù)通過分析一種參數(shù)(δ13C、δ18O、δ15 N等)就能識別產(chǎn)品的產(chǎn)地來源和有無物種摻假的情況，是一種準(zhǔn)確、快速的檢測方法[91]。目前大多采用穩(wěn)定同位素技術(shù)與礦物元素指紋圖譜技術(shù)結(jié)合分析的方法，但對穩(wěn)定同位素的元素選擇有所不同[20]。穩(wěn)定同位素分析技術(shù)主要用于確定食品地理來源。如利用穩(wěn)定同位素分析和多元素分析與多元統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法，對中華絨螯蟹的來源進(jìn)行鑒別[49]。利用穩(wěn)定同位素分析還可以對扇貝產(chǎn)地溯源和品種鑒別，準(zhǔn)確率均在90%以上[50]。為防止有機(jī)奶粉的虛假售賣，通過δ13C和δ15 N值的測定，能有效區(qū)分有機(jī)牛奶和普通牛奶[92]。穩(wěn)定同位素技術(shù)是確定食品地理來源的有效工具，但該技術(shù)還有一定的不足。氣候、動植物品種和海拔等環(huán)境因素對動植物體穩(wěn)定同位素分餾的影響較大，甚至不同年份同一地區(qū)生長的同種植物的同位素組成也會有差異。

2.5 免疫檢測技術(shù)在食品真實性鑒別中的應(yīng)用

免疫學(xué)檢測技術(shù)是通過抗原和抗體的特異性結(jié)合實現(xiàn)快速檢測，其中使用較為廣泛的酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)技術(shù)目前已用于食品的非法添加檢測和食品的真?zhèn)握鐒e。相對其他非法添加物的檢測方法，ELISA技術(shù)具有特異性強(qiáng)、操作簡單等優(yōu)點。已有研究開發(fā)出一種三明治ELISA方法，可以檢測熟豬肉、牛肉、雞肉和羊肉中的馬肉摻假情況，該方法可在70 min內(nèi)快速完成，并且可以實現(xiàn)定量，最低檢測限低至0.1%[93]。在非法添加檢測方面，針對三聚氰胺非法添加的問題，通過建立直接競爭酶聯(lián)免疫檢測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)定量檢測，該方法靈敏度高、準(zhǔn)確度好，適合多種乳及乳制品中三聚氰胺的快速檢測[94]。此外，一些公司已經(jīng)開發(fā)了多種肉類物種ELISA檢測試劑盒，用于檢測和識別熟的、生的和熱加工的肉類、肉制品和動物飼料中的物種含量[95]。根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，膠體金免疫層析技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確、無污染和操作簡單等優(yōu)點，已用于食品中非法添加物的檢測[96]。

2.6 組學(xué)技術(shù)在食品真實性鑒別中的應(yīng)用

2.6.1 蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)是在整體水平上研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)表達(dá)、組成及其活動規(guī)律的一門學(xué)科，不僅可以鑒別蛋白質(zhì)種類，還可進(jìn)行蛋白質(zhì)定量，為分析不同物種、產(chǎn)地、成熟階段的食品蛋白質(zhì)組分和含量提供了新思路。蛋白質(zhì)組學(xué)關(guān)鍵技術(shù)包括蛋白質(zhì)芯片技術(shù)、電泳技術(shù)、基于蛋白組學(xué)的酵母雜交系統(tǒng)、質(zhì)譜技術(shù)、色譜技術(shù)、蛋白質(zhì)信息技術(shù)[97]。利用這些關(guān)鍵技術(shù)對蛋白質(zhì)的成分進(jìn)行分析，獲得對食品中蛋白質(zhì)各種特征的真實性認(rèn)識，從而對食品真?zhèn)芜M(jìn)行鑒別。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于食品的物種鑒別、真?zhèn)握鐒e、產(chǎn)地溯源，涉及肉及肉制品[98]、海產(chǎn)品[99]、乳及乳制品[100]、葡萄酒[56]、蜂蜜[57]等。如利用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF MS)和蛋白質(zhì)指紋技術(shù)可以對來自不同國家、不同地區(qū)的蜂蜜的地理來源進(jìn)行鑒別[57]。再如，肉中的氨基酸、肽類和蛋白質(zhì)組成因物種不同而存在差異，通過定量、定性分析能反映其中的摻假情況。Flaudrops等[101]使用MALDI-TOF-MS蛋白質(zhì)圖譜，成功地對含有牛肉、馬肉、羊肉、雞肉和豬肉的幾種樣品中存在的肉類物種進(jìn)行了分類，為肉類摻假鑒別提供了解決方案。Stahl等[99]開發(fā)了包括54種魚類的MALDI-TOF蛋白質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫，并通過118個未知樣品的成功測定，驗證了方法的有效性。Montowska等[102]用肉蛋白的無標(biāo)簽定量方法(label-free LC-MS/MS)評估加工肉制品的物種組成，報告了20種針對雞肉、鴨肉和鵝肉的熱穩(wěn)定性多肽，該方法也可以用來檢測雞肉與豬肉的混合物。

通過對食品中蛋白質(zhì)的定性和定量分析，除了能夠確定食品中是否摻假外，還能檢測出摻假的物種，還可以對摻假物進(jìn)行定量。但是蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)無法完全解決食品鑒偽的所有問題，操作自動化程度提升、工作量減少、重復(fù)性好、周期短、良好的分離能力與高分辨率能力相結(jié)合等，依然是蛋白質(zhì)組學(xué)在食品檢測領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

2.6.2 代謝組學(xué)

代謝組學(xué)是對存在于生物系統(tǒng)中的代謝物進(jìn)行鑒別和量化的方法[103]。代謝組學(xué)研究主要包括兩種方法，代謝物指紋圖譜和代謝輪廓圖譜[104]。由于代謝組的巨大復(fù)雜性和動態(tài)范圍，沒有單一的分析儀器能夠一次分析整個代謝組。盡管最常報道的代謝物是初級極性化合物(例如有機(jī)酸、氨基酸、糖、胺)、極性和非極性脂質(zhì)、萜類化合物和甾醇，但這些技術(shù)的卓越分析性能允許同時分析多種成分。目前，代謝組學(xué)已在食品物種或品種鑒別、產(chǎn)地溯源和真?zhèn)握鐒e等領(lǐng)域得以應(yīng)用。涉及肉制品[105]、海產(chǎn)品[106]、奶制品[107]、蔬菜水果[108]、蜂蜜[109]及葡萄酒[110]等多類食品。在物種及品種鑒別方面，采用基于LC-MS的代謝組學(xué)技術(shù)對麥盧卡蜂蜜以及國內(nèi)主要蜂蜜品種的代謝圖譜進(jìn)行分析，能實現(xiàn)蜂蜜的區(qū)分[58]。在產(chǎn)地溯源方面，采用1H-NMR檢測不同產(chǎn)地咖啡中的代謝產(chǎn)物，運用偏最小二乘法判別分析能實現(xiàn)對產(chǎn)自哥倫比亞和其他地區(qū)咖啡的產(chǎn)地鑒定[59]。代謝組學(xué)的最大優(yōu)勢在于它的整體分析能力以及外源性物質(zhì)對生物的整體性效應(yīng)，可以更好地反映外界環(huán)境對食品成分產(chǎn)生的微小差異。代謝組學(xué)技術(shù)也存在制約因素有待研究和突破，亟須開發(fā)價格適中、功能強(qiáng)大的儀器。此外，構(gòu)建完備的代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫，并與基因組、蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)庫相互銜接，形成系統(tǒng)生物學(xué)數(shù)據(jù)鏈，將對食品真實性鑒別研究有重要意義。

3 總結(jié)與展望

從食品真實性鑒別技術(shù)來看，分子生物學(xué)技術(shù)的優(yōu)點在于特異性強(qiáng)、靈敏度高，對肉類摻假檢驗應(yīng)用廣泛，但需要研發(fā)精準(zhǔn)的定量檢測技術(shù)。色譜技術(shù)存在篩查不全面、檢測周期長、成本高等不足，有必要建立能夠高通量、簡單、快速、高靈敏度和高準(zhǔn)確度的方法。穩(wěn)定同位素質(zhì)譜廣泛用于確定食品的地理來源，然而儀器成本相當(dāng)高，分析速度有待提高。振動光譜技術(shù)具有制樣簡便、無損、綠色與高效等特點，化學(xué)計量學(xué)所建立的模型預(yù)測效果良好，但數(shù)據(jù)分析模型的精度和穩(wěn)定性受光譜預(yù)處理方法、波段選擇和建模方法等因素的影響，并且預(yù)測模型的應(yīng)用必須與建模前所用的基質(zhì)相一致，否則不能得到較好預(yù)測，同時需要擴(kuò)大樣品范圍，增加模型的通用性。ELISA技術(shù)的優(yōu)點是易于操作，使用范圍廣泛，減少了昂貴、精密的設(shè)備投入，分析時間短、靈敏度和通量較高，但找到一個熱穩(wěn)定的抗原或者使特異性蛋白復(fù)性，研制出針對此抗原的特異性單克隆抗體難度較大?？傮w來看，多組學(xué)聯(lián)合分析、核磁共振波譜技術(shù)是未來發(fā)展的方向之一。但新技術(shù)也存在一定局限性，如深加工產(chǎn)品DNA提取較難，蛋白分子立體結(jié)構(gòu)特異性、肽譜特異性等，通常作為快速篩查方法使用，且多為定性檢測方法。食品從簡單的農(nóng)產(chǎn)品到復(fù)雜加工品的轉(zhuǎn)變對食品真實性鑒別技術(shù)提出了更高的要求，目前以理化分析技術(shù)和以PCR為代表的分子生物學(xué)技術(shù)是應(yīng)用最多的技術(shù)，預(yù)期未來可通過多組學(xué)聯(lián)合分析實現(xiàn)融合發(fā)展，從技術(shù)發(fā)展方向上會實現(xiàn)更加高通量、精準(zhǔn)和快速，以基于大數(shù)據(jù)的高通量食品組學(xué)為引領(lǐng)，輔以無損現(xiàn)場快速檢測，將是食品真實性鑒別的主要發(fā)展方向。