現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

張德花 王璐 黃佳琪 孫鑫澤 黨春林

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)食品安全整體情況穩(wěn)中有升，但形勢(shì)依舊嚴(yán)峻。食品檢測(cè)是保障食品安全的重要基礎(chǔ)，著力解決檢測(cè)技術(shù)難題，是提升食品檢測(cè)工作質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本文闡明了我國(guó)當(dāng)前食品安全突出問(wèn)題和現(xiàn)階段食品檢測(cè)技術(shù)狀況，通過(guò)介紹典型現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用情況，以期更好地了解現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢測(cè)工作中發(fā)揮的積極作用和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

關(guān)鍵詞：食品安全；食品檢測(cè)；現(xiàn)代生物技術(shù)；應(yīng)用

Abstract： In recent years， the overall situation of food safety in China has been stable and rising， but the situation is still serious. Food testing is an important basis for ensuring food safety， focusing on solving testing technical problems， and is an important link in improving the quality of food testing. This paper clarifies the current prominent problems of food safety in China and the current situation of food testing technology. By introducing the application of typical modern biotechnology in food testing， it is expected to better understand the positive role and development potential of modern biotechnology in food testing.

Keywords： food safety; food testing; modern biotechnology; application

食品安全關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，對(duì)人們的身體健康至關(guān)重要。為了更好地保障食品安全，開(kāi)展食品質(zhì)量安全檢測(cè)工作是有力抓手，特別是科學(xué)準(zhǔn)確的檢測(cè)手段和技術(shù)能力，是有效控制食品安全問(wèn)題的基礎(chǔ)。因此，著力解決我國(guó)食品安全工作中遇到的檢測(cè)技術(shù)難題，是提升食品檢測(cè)工作質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)?，F(xiàn)代生物技術(shù)相比于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，更具科學(xué)性、權(quán)威性。將現(xiàn)代生物技術(shù)引入食品檢測(cè)中，不僅可以縮短檢測(cè)分析時(shí)間，避免人為誤差的重復(fù)出現(xiàn)，同時(shí)還可以高效開(kāi)展食品分析檢測(cè)，確保能夠?qū)崿F(xiàn)痕量檢測(cè)，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[1]。本文通過(guò)概述食品安全突出問(wèn)題，介紹典型現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢測(cè)工作中的應(yīng)用實(shí)踐，以期為構(gòu)建高水平、高層次、多角度的食品安全監(jiān)管體系提供借鑒。

1 我國(guó)食品安全突出問(wèn)題

當(dāng)下，我國(guó)食品安全狀況整體向好，這一切可以歸功于有責(zé)任心的監(jiān)管、持續(xù)完善的食品安全風(fēng)險(xiǎn)治理體系和食品安全標(biāo)準(zhǔn)體系、不斷提升的技術(shù)能力以及更加成熟和現(xiàn)代化的治理體系和治理能力。但還是要看到，現(xiàn)階段我國(guó)食品安全問(wèn)題仍然新舊交織，層出不窮，重點(diǎn)問(wèn)題突出。①在我國(guó)空氣、水資源、土壤等環(huán)境污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，引發(fā)的食品安全問(wèn)題日益嚴(yán)重，原材料的污染成為主要的風(fēng)險(xiǎn)因素，短時(shí)間難以化解。由于環(huán)境污染，重金屬、農(nóng)藥等化學(xué)物質(zhì)從生產(chǎn)源頭被帶入食品中，導(dǎo)致存在較大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，加大環(huán)境治理力度，是治理食品安全問(wèn)題的重要手段之一。②食品制假摻假是我國(guó)食品安全領(lǐng)域中較為突出的問(wèn)題，如用摻有棉籽油的植物油假冒高級(jí)花生油、驢肉火燒中摻雜馬肉原料等，這些假冒偽劣的食品可能并不會(huì)直接影響人體健康，但是這種食品摻假售假行為，會(huì)降低消費(fèi)者對(duì)政府監(jiān)管的信任，對(duì)食品行業(yè)的影響不言而喻[2]。

2 食品檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

食品檢測(cè)是指運(yùn)用生物、化學(xué)、物理等學(xué)科的基礎(chǔ)理論及各門(mén)類(lèi)科學(xué)技術(shù)，按照現(xiàn)行有效的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)食品生產(chǎn)過(guò)程中涉及的原輔料、中間品、成品等進(jìn)行檢測(cè)分析，對(duì)食品狀態(tài)、成分含量、質(zhì)量安全等情況進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。在食品檢測(cè)過(guò)程中，為更好地開(kāi)展檢測(cè)工作，達(dá)到檢測(cè)目的和要求，實(shí)驗(yàn)室會(huì)根據(jù)被檢測(cè)樣品的性質(zhì)、狀態(tài)以及檢測(cè)項(xiàng)目等，選擇更合理的檢測(cè)方法。常見(jiàn)的食品檢測(cè)方法有微生物檢測(cè)法、色譜法、感官檢測(cè)法等。隨著科技的高速發(fā)展，為了更好地適應(yīng)食品安全監(jiān)管需求，科技工作者不斷將更多現(xiàn)代化技術(shù)融入食品檢測(cè)方法中，產(chǎn)生了一系列的現(xiàn)代食品檢測(cè)技術(shù)，如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）技術(shù)、DNA探針技術(shù)、食品組學(xué)技術(shù)等[3]。

現(xiàn)代食品檢測(cè)技術(shù)中，生物技術(shù)在食品檢測(cè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該技術(shù)主要具備以下特點(diǎn)。①與傳統(tǒng)食品檢測(cè)方法相比，運(yùn)用現(xiàn)在生物技術(shù)對(duì)食品進(jìn)行檢測(cè)，通常檢測(cè)時(shí)間更短，出具結(jié)果更快。例如，PCR技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)批量檢測(cè)大量樣本并對(duì)結(jié)果實(shí)現(xiàn)同步分析，大大提升了檢測(cè)工作效率。②運(yùn)用生物技術(shù)檢測(cè)或分析食品中微量生物分子或特異性生物標(biāo)記物，靈敏度較高，即使是痕量存在，也可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確鑒定，檢測(cè)出食品中各類(lèi)有害物質(zhì)，如病原體、化學(xué)污染物等。③生物技術(shù)涉及領(lǐng)域較廣，包含眾多技術(shù)以及方法，如DNA探針技術(shù)、生物芯片技術(shù)等。針對(duì)不同食品基質(zhì)、不同食品狀態(tài)、不同檢測(cè)項(xiàng)目，可以使用不同的生物技術(shù)，在達(dá)到檢測(cè)要求的同時(shí)，提供科學(xué)的檢測(cè)數(shù)據(jù)[4]。

3 典型現(xiàn)代生物技術(shù)在食品檢測(cè)工作中的應(yīng)用

3.1 PCR技術(shù)

PCR技術(shù)作為分子生物學(xué)一項(xiàng)新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于食品檢測(cè)工作。食源性致病菌檢測(cè)工作一直是食品安全監(jiān)管工作的重點(diǎn)之一，常規(guī)的檢測(cè)方法步驟較為復(fù)雜，對(duì)人力、物力占用較多，可操作性不足，實(shí)驗(yàn)人員需要對(duì)待測(cè)樣品中被檢測(cè)微生物進(jìn)行富集培養(yǎng)，當(dāng)微生物繁殖到可檢測(cè)濃度后，才能對(duì)其進(jìn)行不同種微生物分離、形態(tài)特點(diǎn)觀察、菌種類(lèi)型鑒定等工作。而且，有部分微生物培養(yǎng)繁殖較為困難，這種常規(guī)方法難以達(dá)到檢測(cè)目的。而PCR技術(shù)不僅具備檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便、靈敏性及特異性高的特點(diǎn)，還對(duì)待測(cè)樣品無(wú)特殊要求，能夠達(dá)到分離鑒定的目標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果一目了然[5]。因此，其在食源性致病菌檢測(cè)鑒定工作中作用較為明顯，已成為該領(lǐng)域的有力工具。

3.2 核酸探針檢測(cè)技術(shù)

核酸探針檢測(cè)技術(shù)具有強(qiáng)特異性，可以根據(jù)細(xì)胞的DNA或RNA，從分子水平去研究食品中待測(cè)有機(jī)體相互間是否存在親緣關(guān)系，同時(shí)指出核酸片段中這一特定基因的位置。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，進(jìn)出口畜禽肉類(lèi)量逐年增多，而由畜禽肉引發(fā)的食品中毒事件也是頻頻發(fā)生，潛在的問(wèn)題嚴(yán)重地影響著消費(fèi)者的身體健康。

在畜禽肉類(lèi)食用農(nóng)產(chǎn)品中致病菌的檢測(cè)中，通常采用傳統(tǒng)的細(xì)菌分離培養(yǎng)法、血清學(xué)凝集試驗(yàn)、沉淀試驗(yàn)等。采用上述常規(guī)方法檢測(cè)畜禽肉類(lèi)食用農(nóng)產(chǎn)品，一般檢測(cè)步驟繁雜，而且實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，耗費(fèi)大量人力，檢測(cè)報(bào)告出具周期要一周左右，并且檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性很難保證，不僅給監(jiān)管工作帶來(lái)了諸多問(wèn)題，同時(shí)還無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)實(shí)際的檢測(cè)需求。因此，核酸探針技術(shù)成為高效、準(zhǔn)確檢測(cè)畜禽肉類(lèi)食品中致病菌的主要方法之一，該技術(shù)在食品微生物檢測(cè)領(lǐng)域的相關(guān)研究較多，主要集中在對(duì)沙門(mén)氏菌、輪狀病毒、狂犬病毒等多種病原體的檢驗(yàn)檢測(cè)工作上[6]。

3.3 分子印跡納米探針

分子印跡納米探針是在制備納米探針的過(guò)程中，引入分子印跡技術(shù)以賦予納米探針特殊的識(shí)別功能，該類(lèi)探針兼具分子印跡技術(shù)的高度專(zhuān)一性和納米材料的光（電）特性，為食品安全檢測(cè)提供了有效途徑。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比較，分子印跡納米探針因具有強(qiáng)特異性、高靈敏度等特點(diǎn)。目前分子印跡納米探針技術(shù)主要運(yùn)用在對(duì)食品或食用農(nóng)產(chǎn)品中獸藥殘留、農(nóng)藥殘留、非法添加等小分子待測(cè)物的檢測(cè)工作中，其在食品檢測(cè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯[7]。

現(xiàn)階段，食品類(lèi)別較多，基質(zhì)較為復(fù)雜。在開(kāi)展食品檢測(cè)樣品前處理工作時(shí)，對(duì)于復(fù)雜基質(zhì)的食品，只有將痕量待測(cè)物準(zhǔn)確分離出來(lái)，同時(shí)去除基質(zhì)干擾，才能提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，保證檢測(cè)效率的高效性?，F(xiàn)階段研究成果顯示，在食品檢測(cè)前處理過(guò)程中，科技工作者已運(yùn)用到以半導(dǎo)體基、碳基、金屬基納米材料為載體合成的表面分子印跡聚合物，同時(shí)結(jié)合高效液相色譜、氣相色譜等檢測(cè)手段，成功開(kāi)展對(duì)重金屬、非法添加有害物質(zhì)等的檢測(cè)分析。此外，在食品的復(fù)雜基質(zhì)中，兩種或多種殘留物質(zhì)同時(shí)存在的情況非常普遍，經(jīng)常需對(duì)同一樣本中的不同待測(cè)組分進(jìn)行多次檢測(cè)，這樣對(duì)開(kāi)發(fā)檢測(cè)食品中多種殘留物的復(fù)合型分子印跡納米探針就提出了新的要求[8]。

3.4 組學(xué)技術(shù)

組學(xué)技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，尤其是蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)，已經(jīng)從生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域逐漸發(fā)展到食品檢測(cè)領(lǐng)域。代謝組學(xué)通過(guò)研究脂類(lèi)、多糖、酚類(lèi)等食品基質(zhì)中重要的小分子代謝物，分析代謝產(chǎn)物的代謝路徑和變化規(guī)律，揭示其生理活動(dòng)的代謝機(jī)制。蛋白質(zhì)組、代謝組和脂質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展極大地豐富了食品安全領(lǐng)域的分析檢測(cè)手段，這些技術(shù)方法能夠?qū)κ称穼傩浴⑵焚|(zhì)、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)、功能以及安全性的各種形成機(jī)制中所涉及的蛋白質(zhì)、小分子代謝產(chǎn)物和脂質(zhì)組分提供高通量、高分辨率、高精度的質(zhì)譜檢測(cè)分析，并結(jié)合組學(xué)數(shù)據(jù)手段對(duì)海量譜圖進(jìn)行有效信息提取和結(jié)果分析[9]。這一綜合技術(shù)體系已成功應(yīng)用于食品真?zhèn)舞b別、產(chǎn)地溯源、品質(zhì)評(píng)價(jià)鑒定、產(chǎn)品質(zhì)量控制、轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物、農(nóng)藥獸藥殘留和食品微生物毒素檢測(cè)，在食品檢測(cè)中的作用愈發(fā)凸顯，并極大地拓展了該研究領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也為完善我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系提供了新的研究方向[10]。

相比傳統(tǒng)的食品檢測(cè)技術(shù)，蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，但是組學(xué)技術(shù)從研究階段到真正走向日?；⑸虡I(yè)化檢測(cè)依然任重而道遠(yuǎn)。組學(xué)技術(shù)中有關(guān)樣本采集、實(shí)驗(yàn)重復(fù)性準(zhǔn)確性、方法耐用性、實(shí)驗(yàn)室間驗(yàn)證、生物標(biāo)志物的篩選以及生物信息學(xué)分析等方面還需進(jìn)一步完善，才能進(jìn)一步加快推動(dòng)組學(xué)技術(shù)在食品檢測(cè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的推陳出新，基于食品安全檢測(cè)領(lǐng)域監(jiān)管需求，防范食品安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，現(xiàn)代生物技術(shù)將會(huì)不斷被應(yīng)用到食品檢測(cè)中，檢驗(yàn)檢測(cè)方法更具多元性、高效性、靶向性。相關(guān)人員應(yīng)不斷發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，通過(guò)對(duì)PCR技術(shù)、核酸探針檢測(cè)技術(shù)、分子印跡納米探針、組學(xué)技術(shù)等生物技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，讓食品安全從“被動(dòng)檢測(cè)”向“主動(dòng)發(fā)現(xiàn)”轉(zhuǎn)變，確保廣大消費(fèi)者能買(mǎi)得放心、吃得放心。

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作者簡(jiǎn)介：張德花（1980—），女，吉林長(zhǎng)春人，碩士，副主任藥師。研究方向：不合格食品處理。