食品分析與檢測專業(yè)(食品檢驗(yàn)和分析)

文 / 程宇斐 黃建萍 楊 韜 馬邦慶

近年來，人們越來越關(guān)注食品安全問題?，F(xiàn)階段，食品種類逐漸增多，檢測項(xiàng)目也隨之增多，原有的食品檢測技術(shù)已經(jīng)很難滿足當(dāng)下工作需求。在食品檢驗(yàn)工作中，生物檢測技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，該種檢測技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)食品中的不合理成分，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測方式的不足，提升食品檢測質(zhì)量?；诖?，相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，靈活利用生物檢測技術(shù)，充分發(fā)揮出生物檢測技術(shù)的價值，保證食品安全。

生物檢測技術(shù)對于食品檢驗(yàn)的意義在新時代背景下，食品工業(yè)得到良好發(fā)展，加之人們生活水平越來越高，對于食品質(zhì)量的要求也在不斷上升。傳統(tǒng)的理化方法已經(jīng)無法滿足食品檢測工作需要，相關(guān)單位需要具有較強(qiáng)特異性、檢測過程簡便快捷，且具有較高靈敏度的檢測方法。生物檢測技術(shù)近幾年逐漸出現(xiàn)在了人們的視野中。大部分食品都是來源于動植物，生物材料，如酶、組織、細(xì)胞等對化學(xué)物質(zhì)會發(fā)生靈敏響應(yīng)，且具有特異性識別。當(dāng)下，生物檢測技術(shù)大多應(yīng)用在食品品質(zhì)檢測、食品污染物檢測。生物檢測技術(shù)具有較高選擇性，且具有特異生物識別功能，檢測結(jié)果精確，檢測速度快速。這些優(yōu)勢決定了其在食品檢驗(yàn)工作中具有較大的應(yīng)用潛力，將逐步應(yīng)用在食品檢測各個領(lǐng)域中，如質(zhì)量監(jiān)督、食品品質(zhì)評價、生產(chǎn)過程監(jiān)督等。

食品檢驗(yàn)中的常見生物檢測技術(shù)基因探針技術(shù)。基因探針技術(shù)主要是經(jīng)過DNA分子變性、復(fù)性，以及堿基互補(bǔ)配對高度精確性，對某一特異性的DNA虛列進(jìn)行探察。現(xiàn)階段，基因探針雜交技術(shù)主要有兩種類型，分別是同相雜交和異相雜交。該技術(shù)的關(guān)鍵是DNA探針構(gòu)建。不同于傳統(tǒng)微生物檢測技術(shù)，基因探針技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測技術(shù)的不足，如靈敏度較高、特異性較強(qiáng)，檢測過程簡便，可以節(jié)省時間。但是需要注意的是，該技術(shù)也具有一些劣勢，檢測速度相對較慢，且需要較高成本，在未來科研中需要針對該技術(shù)的這些地方進(jìn)行優(yōu)化。

PCR技術(shù)。PCR主要涉及三個基本反應(yīng)步驟，包括變性、退火（復(fù)性）、延伸。該技術(shù)的工作原理主要是對DNA分子進(jìn)行擬擴(kuò)增，且把其作為模板，把分別與模板互補(bǔ)的寡核苷酸片段作為引物，通過DNA聚合酶的作用，結(jié)合半保留復(fù)制，根據(jù)模板鏈，延伸到完整的DNA合成。在該過程中，經(jīng)過多次擴(kuò)增，可以達(dá)到雙倍的個數(shù)，進(jìn)而有效滿足各種檢測分析的需求。成功案例有轉(zhuǎn)基因食品檢測中實(shí)時熒光定量PCR技術(shù)、快速檢測食品中空腸彎曲菌中TaqManPCR技術(shù)。此外，該技術(shù)通過微量物質(zhì)就可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)增，還可以對檢測樣品進(jìn)行定性和定量分析。但是，需要注意的是該技術(shù)的要求相對較高，所用的儀器價格較高，技術(shù)含量較高，檢測流程較為復(fù)雜，需要操作人員具備較高的檢測能力和操作水平。

免疫技術(shù)。免疫技術(shù)通常可以分為以下幾種類型：第一種是免疫標(biāo)記技術(shù)，第二種是免疫沉淀反應(yīng)，第三種是免疫凝集試驗(yàn)。該技術(shù)的原理是抗原和抗體的結(jié)合反應(yīng)。當(dāng)下在生物學(xué)檢測方法中，免疫檢測是用途最廣泛的一種，不僅方便快捷、檢測成本較低、分析容量較大，還具有較強(qiáng)的特異性和較高的靈敏度，特別是對食品檢測較為敏感，常被應(yīng)用在分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中。

目前，酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)是最常用的免疫學(xué)檢測技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在食品檢測中。酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)，主要是指把特異的抗體，在酶支撐酶標(biāo)抗體上進(jìn)行標(biāo)記，促使其具備抗原抗體反應(yīng)特性，具備酶的底物催化特性，其與對應(yīng)抗原節(jié)后，加上對應(yīng)底物，根據(jù)底物顯色情況，可以進(jìn)行抗原判斷。例如，在食品檢測中利用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測轉(zhuǎn)基因玉米加工食品中Cry1A（b）蛋白。因?yàn)槊妇哂休^高催化率，可以在很大程度上放大反應(yīng)效果，進(jìn)而保證測定結(jié)果具有較高穩(wěn)定性、靈敏度。但是，該種檢測技術(shù)也具有一些不足，若檢測樣品的蛋白濃度不夠，容易影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確性?；诖?，酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)通常應(yīng)用在現(xiàn)貨組織檢測、對接受基因工程改造生物體的初步檢測中。

生物芯片技術(shù)。該技術(shù)主要是把大量生物識別分子，結(jié)合預(yù)先設(shè)置好的順序進(jìn)行排列，在載體表面進(jìn)行固定，如波片、高聚物載體等，通過生物分子特異性親和反應(yīng)，分析各種生物分子存在量的情況。在食品檢測中，該技術(shù)具有高通量優(yōu)勢。在以往檢測工作中，需要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，并且都是通過手動完成，導(dǎo)致每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定差異性。而利用該技術(shù)能夠有效解決該問題，大量基因探針標(biāo)記和雜交等，都可以在一次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，自動化水平較高，且檢測結(jié)果客觀、可靠。需要注意的是，生物芯片技術(shù)不能精確對多細(xì)胞類型組織中的待測基因定位做判斷。此外，很多蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)功能并不是根據(jù)是否表達(dá)，或者是根據(jù)表達(dá)量多少，而是根據(jù)蛋白質(zhì)磷酸化去磷酸化等?；诖耍迷摷夹g(shù)進(jìn)行食品檢測的意義較小，在未來可以加大對蛋白類芯片的研究力度。

生物檢測技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的具體應(yīng)用在有害微生物檢測中的應(yīng)用。食品中有害微生物主要有遠(yuǎn)病菌、腐敗菌，會給人類健康帶來較大傷害，并且很多食品如肉制品、家畜、蛋等是多種病原菌的傳播媒介。在食品加工中，腐敗菌會帶來嚴(yán)重危害，尤其是在發(fā)酵工業(yè)中，腐敗菌會導(dǎo)致整批產(chǎn)品變質(zhì)。若可以及早發(fā)現(xiàn)腐敗菌，及時采取有效手段控制，可以有效保證食品安全，減少經(jīng)濟(jì)損失。此外，有害微生物還會影響到食品品質(zhì)、儲藏。因此，在實(shí)際工作中，需要找到有效、快速的檢測方法，對有害微生物傳播途徑進(jìn)行控制?，F(xiàn)如今，在食品有害微生物檢驗(yàn)中，PCR技術(shù)、生物傳感器、酶聯(lián)免疫技術(shù)等都得到了廣泛應(yīng)用，且獲得了不錯的效果。例如，利用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)方法檢測350份奶羊的沙門氏菌，和常規(guī)檢測技術(shù)相比，酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)特異性為99.70%、敏感性為100.00%，所需檢測時間是2d-3d。

在殘余農(nóng)藥檢測中的應(yīng)用。現(xiàn)階段，食品中農(nóng)藥殘余問題已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注，農(nóng)藥殘留分析方法與技術(shù)也得到了越來越多的重視。在食品檢測中，常用酶技術(shù)、生物傳感器來檢測農(nóng)藥殘余。1989年，有相關(guān)報道電流式生物傳感器用來測定有機(jī)磷殺蟲劑中的人造酶，通過有機(jī)磷殺蟲劑水解酶、硝肖基酚、二乙基酚測定極限是10-7mol，在40℃條件下進(jìn)行測定僅僅需要4分鐘。后來，美國生產(chǎn)出了酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)，檢測限均在ppb級。

在成分、品質(zhì)檢測中的應(yīng)用。生物感應(yīng)器最早用來檢測食品成分和品質(zhì)，應(yīng)用較為廣泛。但是，最早的生物傳感器為葡萄糖傳感器，用來對食品中含糖量進(jìn)行檢測。1991年，VahjenW等人利用固定化鏈霉菌中L-氨酸氧化酶，開發(fā)出來了多種食品中測谷氨酸的介體酶傳感器，線性范圍在0.2mmolL-2mmolL。Vlope等人把黃嘌呤氧化酶作為生物敏感材料，通過過氧化氫電極，對魚食品降解中產(chǎn)生的次黃嘌呤、肌苷、磷酸肌苷濃度進(jìn)行測定，進(jìn)而對魚類的新鮮度進(jìn)行評價。

總之，在新時代背景下，在食品檢驗(yàn)中應(yīng)用生物檢測技術(shù)，不僅可以有效提升食品檢驗(yàn)質(zhì)量，保證食品安全，還可以促進(jìn)食品行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。目前，由于受到多種因素影響，食品檢驗(yàn)中還存在一些問題，食品安全問題時有發(fā)生。要有效改善這一現(xiàn)狀，相關(guān)部門首先要重視食品檢驗(yàn)，并結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)合理利用生物檢測技術(shù)，加強(qiáng)食品檢驗(yàn)力度，及時發(fā)現(xiàn)食品中不合理成分，有效提升食品檢驗(yàn)水平。

（作者單位：浙江昊天檢測技術(shù)服務(wù)有限公司，黃建萍為 本文通訊作者）