生物檢測技術(shù)在食品安全檢驗(yàn)中的應(yīng)用

劉麗英，黃 迪

（新疆產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，新疆烏魯木齊 830011）

近年來，公眾對食品質(zhì)量安全要求的提高推動(dòng)了食品安全檢驗(yàn)檢測技術(shù)的不斷發(fā)展。各種食品檢驗(yàn)檢測技術(shù)層出不窮，其中生物檢測技術(shù)是較為典型的一類技術(shù)。由于這類技術(shù)具有準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢，因此在食品檢驗(yàn)中也取得了較好的效果。

1 食品安全檢驗(yàn)中應(yīng)用生物檢測技術(shù)的優(yōu)勢

生物檢測技術(shù)是近年來新興的一項(xiàng)食品檢驗(yàn)檢測技術(shù)，其主要通過生物成分之間的反應(yīng)對食品中的目標(biāo)成分進(jìn)行檢測。這類技術(shù)的應(yīng)用有著較為重要的意義，其主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。①通過應(yīng)用生物檢測技術(shù)，能在一定程度上突破傳統(tǒng)檢測方式存在的局限，在短時(shí)間內(nèi)檢測出食品中的相關(guān)成分和含量，有效提升食品檢驗(yàn)檢測的工作效率。②通過應(yīng)用生物檢測技術(shù)，其能根據(jù)不同生物之間的特定反應(yīng)，準(zhǔn)確測定食品中的特定成分，從而有效提升食品檢驗(yàn)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。③生物檢測技術(shù)的綜合成本相對較低，基本能夠兼顧檢測效果和經(jīng)濟(jì)支出兩方面的需要，具有較高的可行性[1]。

2 當(dāng)前食品安全檢驗(yàn)工作中常用的生物檢測技術(shù)及應(yīng)用

2.1 生物傳感器檢測技術(shù)

生物傳感器檢測技術(shù)是近年來新興的一項(xiàng)檢測技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，由技術(shù)人員在傳感器識(shí)別系統(tǒng)中輸入相關(guān)信息后，系統(tǒng)即可對傳感器采集到的信息進(jìn)行分析，最終輸出檢測結(jié)果?；诓煌愋蜕飩鞲衅鞯奶禺愋?，技術(shù)人員既可實(shí)現(xiàn)對食品中的主要營養(yǎng)素種類及含量的準(zhǔn)確分析，同時(shí)也可對食品中的微生物等有害物質(zhì)進(jìn)行測定。從近年來的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，這項(xiàng)技術(shù)在效率和準(zhǔn)確性上具有較大優(yōu)勢[2]。

2.2 生物芯片檢測技術(shù)

生物芯片檢測技術(shù)又稱為微陣列技術(shù)，常被應(yīng)用于電子和機(jī)械等領(lǐng)域，近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而逐漸被覆蓋到食品檢驗(yàn)檢測領(lǐng)域中。在實(shí)際應(yīng)用過程中，這項(xiàng)技術(shù)主要基于光導(dǎo)原位合成及微量點(diǎn)樣等原理，對食品中的特定成分予以標(biāo)記，再將標(biāo)記后的成分在載體中完成固化，固化后的特定成分分子排布形式將轉(zhuǎn)變?yōu)椤捌矫婊保ㄟ^對平面陣列進(jìn)行分析即可準(zhǔn)確判斷樣品中的各種成分及含量等信息[3]。由于這種技術(shù)只需要痕量樣本即可實(shí)現(xiàn)檢測，因此其實(shí)用價(jià)值相對較高，以某研究團(tuán)隊(duì)為例，該團(tuán)隊(duì)的研究人員開發(fā)了一種寡核苷酸微陣列芯片，使用該芯片對食品中一些非必需的維生素成分進(jìn)行了精準(zhǔn)測定，其檢測效率和準(zhǔn)確度較高，且這種芯片的特異性較強(qiáng)，與其他成分之間未發(fā)生交叉反應(yīng)現(xiàn)象，其有望在今后的檢驗(yàn)檢測中得到推廣應(yīng)用。

2.3 PCR技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）技術(shù)同樣是當(dāng)前食品安全檢驗(yàn)檢測中的一項(xiàng)常見技術(shù)，其在實(shí)際應(yīng)用過程中主要基于以下3個(gè)步驟進(jìn)行。①通過過濾和離心等步驟，提取食品樣品中的DNA成分。②使用PCR技術(shù)，對提取出的DNA進(jìn)行擴(kuò)增。③通過延伸、退火和變性3個(gè)步驟對擴(kuò)增得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析。通過以上3個(gè)階段的處理后，食品中的特征性成分會(huì)結(jié)合DNA的特定位置，并逐步形成新的特征性成分DNA，因此即可用來實(shí)現(xiàn)對特定成分的判別。目前，這項(xiàng)技術(shù)在判斷動(dòng)物源食品成分真實(shí)性、檢測食品受微生物污染程度等方面均有較為廣泛的應(yīng)用，對于檢測轉(zhuǎn)基因食品的效果也較為突出。當(dāng)然，這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中仍有一定的提升空間，如PCR產(chǎn)物電泳檢測時(shí)間超過48 h則容易出現(xiàn)“假陰性”的問題，以及其在模板制備方面的局限等。目前，一些研究人員也在致力于將PCR技術(shù)與變性梯度凝膠電泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE）技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，打造多重PCR技術(shù)模式，以提高檢測效率及質(zhì)量[4]。

2.4 生物酶檢測技術(shù)

近年來，隨著酶學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，生物酶檢測技術(shù)也逐步應(yīng)用于食品安全檢驗(yàn)工作當(dāng)中。目前這種技術(shù)在檢測有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留方面應(yīng)用相對較多，其主要表現(xiàn)形式為應(yīng)用酶聯(lián)免疫試劑盒成品進(jìn)行檢測，如存在待檢測的物質(zhì)，則試劑盒內(nèi)成分會(huì)基于抗體和抗原之間的相互作用而發(fā)生顯色反應(yīng)，以此實(shí)現(xiàn)對這些食品中藥物殘留的快速檢測。然而，由于不同食品材料的理化性質(zhì)等存在較多差異，針對不同類型的食品也需要使用與之對應(yīng)的酶聯(lián)免疫試劑盒進(jìn)行檢測。整體來看，由于生物酶檢測技術(shù)具有較強(qiáng)的特異性，其檢測精度較高，能夠達(dá)到ng級(jí)別，實(shí)踐應(yīng)用效果較為顯著，預(yù)計(jì)隨著這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來該技術(shù)的檢測精度有望達(dá)到pg級(jí)。

2.5 代謝學(xué)電阻抗法

代謝學(xué)電阻抗法是近年來新興的一項(xiàng)食品安全檢驗(yàn)檢測技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用配置電阻材料的培養(yǎng)基進(jìn)行檢測。將食品樣品放入培養(yǎng)基中后，如樣品中存在微生物，則微生物會(huì)在培養(yǎng)基中大量繁殖，培養(yǎng)基中的一些大分子化合物將被微生物分解為小分子化合物。小分子化合物對培養(yǎng)基中的電阻存在明顯的干擾，因此可通過電阻值的變化，以專業(yè)儀器對相關(guān)數(shù)據(jù)及變化情況進(jìn)行采集和分析，此環(huán)節(jié)主要通過分許標(biāo)準(zhǔn)菌株與樣品菌株的電阻抗檢測數(shù)據(jù)，從而得出檢測結(jié)果[5]。

2.6 免疫學(xué)檢測

免疫學(xué)檢測主要針對食品中的食源性病原菌進(jìn)行檢測，這種檢測方法發(fā)展時(shí)間較長，目前已基本發(fā)展成熟，只需使用常規(guī)的儀器設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的檢測，相對而言，這種檢測方法具有較高的性價(jià)比。在具體的檢測過程中，先培養(yǎng)相應(yīng)的食源性病原菌菌種，觀察微生物的代謝情況以及微生物菌落發(fā)生的各種生化反應(yīng)，檢測人員通過對生物代謝環(huán)節(jié)進(jìn)行全流程觀察，記錄食源性病原菌生長、代謝過程中出現(xiàn)的酶類物質(zhì)，并對酶類物質(zhì)進(jìn)行鑒定，分析檢測數(shù)據(jù)得到結(jié)果。由于免疫學(xué)檢測方法的特點(diǎn)，這種方法也被稱之為“培養(yǎng)鑒定”，相較于其他生物檢測技術(shù)，這種檢測方法的直觀性更為突出，也是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的檢測方法之一。近年來，這種技術(shù)也經(jīng)歷了一系列的發(fā)展創(chuàng)新，其中較具代表性的是“酶聯(lián)免疫技術(shù)”，這項(xiàng)技術(shù)能夠在特定抗體中，將抗體轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的“酶標(biāo)抗體”，這類抗體能與抗原和抗體產(chǎn)生反應(yīng)，反應(yīng)完成后，使用酶標(biāo)儀即可準(zhǔn)確分析食品樣品中可能存在的有毒有害物質(zhì)。

2.7 基因探針檢測

基因探針檢測技術(shù)又稱為DNA探針技術(shù)，主要基于DNA分子變性、復(fù)性和堿基互補(bǔ)配對等原理，對食品中的特異性DNA序列進(jìn)行探查，以確定食品的質(zhì)量安全水平。當(dāng)前，這種檢測技術(shù)的應(yīng)用尚屬于初始階段，整體上分為異相雜交和同相雜交兩種，但兩種應(yīng)用方向本質(zhì)上并無顯著差異，其均在DNA探針構(gòu)建的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測。以食品微生物的檢測為例，其通常預(yù)先提取細(xì)菌的基因序列作為目標(biāo)DNA，在此基礎(chǔ)上制成DNA探針，以實(shí)現(xiàn)對食品中特定細(xì)菌含量的檢測。整體來看，與傳統(tǒng)的生物檢測技術(shù)相比，基因探針檢測技術(shù)有效打破了以往檢測工作的局限性，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作便利度高等諸多優(yōu)勢。當(dāng)然，基因探針檢測技術(shù)尚屬于初級(jí)發(fā)展階段，因此其局限性仍然存在，如檢測成本高、速度較慢等，這些是后續(xù)的研究工作中尚需改進(jìn)的地方。

3 食品安全檢驗(yàn)工作中生物檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 發(fā)展更傾向于多元化

在當(dāng)前的食品安全檢驗(yàn)工作中，生物檢測技術(shù)因具有特異性、準(zhǔn)確性和便捷性等諸多優(yōu)勢，在食品安全檢測工作中的應(yīng)用占比呈不斷上升的態(tài)勢，對提高食品安全檢驗(yàn)檢測水平發(fā)揮了重要的作用。但隨著市場對食品檢測需求的多樣化和復(fù)雜化發(fā)展，現(xiàn)有的生物檢測技術(shù)也需要不斷發(fā)展以契合動(dòng)態(tài)變化的檢測需求。在這一要求的推動(dòng)下，未來的生物檢測技術(shù)將朝著多元化的方向發(fā)展，預(yù)計(jì)各項(xiàng)生物技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用或生物技術(shù)與其他類型的檢測技術(shù)等聯(lián)合應(yīng)用，將成為今后生物檢測技術(shù)的發(fā)展方向，通過各項(xiàng)檢測技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，各項(xiàng)檢測技術(shù)的優(yōu)勢將得以有效整合，有望實(shí)現(xiàn)多元化的檢測，從而進(jìn)一步提高食品檢驗(yàn)檢測的質(zhì)量水平，降低食品安全風(fēng)險(xiǎn)[6]。

3.2 靈敏化程度進(jìn)一步提升

整體來看，當(dāng)前生物檢測技術(shù)仍處于發(fā)展階段，部分生物檢測技術(shù)尚處于初級(jí)發(fā)展階段，難以達(dá)到高準(zhǔn)確度和低檢出限的要求。為解決這一問題，當(dāng)前一些研究團(tuán)隊(duì)正致力于提升生物檢測技術(shù)的靈敏度，如引入微波消解和電感耦合等離子質(zhì)譜儀等實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)痕量檢測。通過上述新技術(shù)的應(yīng)用，檢測的靈敏度將進(jìn)一步提升，同時(shí)降低檢測結(jié)果誤差，使生物檢測技術(shù)的優(yōu)勢得到更為全面的發(fā)揮。

3.3 便捷化程度將進(jìn)一步提升

近年來，隨著食品種類的不斷豐富，食品安全檢驗(yàn)檢測的工作量隨之增大，為了提高檢測效率，降低工作強(qiáng)度，這就對食品安全檢驗(yàn)檢測技術(shù)的便捷化程度提出了更高的要求。在應(yīng)用這些技術(shù)模式時(shí)，通常先使用快速檢測技術(shù)進(jìn)行初步檢測，如在初步檢測中發(fā)現(xiàn)有問題的食品，再對這些有問題的食品進(jìn)行單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)室檢測。采用這種檢測技術(shù)，能夠在保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確的前提下，明顯提高檢測效率。此外，目前各種食品檢驗(yàn)試劑盒等產(chǎn)品也不斷被推出，這些產(chǎn)品也能滿足快速檢測的需要，契合檢測機(jī)構(gòu)及監(jiān)管部門的要求，預(yù)計(jì)這類產(chǎn)品在未來也將取得快速發(fā)展。

4 結(jié)語

整體來看，在當(dāng)前的食品安全檢驗(yàn)工作中，生物檢測技術(shù)尚處于發(fā)展階段，仍然有著相對較高的發(fā)展空間。因此在今后的工作中，相關(guān)單位仍需要加強(qiáng)對最新的生物檢測技術(shù)理論和經(jīng)驗(yàn)等方面的學(xué)習(xí)與研究，并結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇生物檢測技術(shù)，以此滿足公眾對食品質(zhì)量安全的實(shí)際需求，推動(dòng)食品行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。