食品检验中生物技术的应用

孙妤婕

（武汉科技大学化学与化工学院，湖北武汉 430081）

随着科学技术的不断发展，近年来我国食品行业也发展迅速，但是食品质量发展现状并不乐观，因食品问题引起的不良事件越来越多，因此食品安全如今成为全民关注的焦点之一。为保证食品的安全和质量，大量的生物技术被运用到食品检验中，有效检测食品安全，为食品安全提供技术上的支持。

1 食品检验的对象

食品检验主要用于对人体有害物质的检验，主要有以下几类[1]：

1.1 治病菌和有害微生物的检验

包括大肠杆菌、葡萄球菌和沙门氏菌等，当它们的含量达到一定程度时会引起人体的细菌感染，导致疾病的发生和传播。

1.2 生物毒素类物质的检验

常见的有黄曲霉素和肉毒素。

1.3 药物残留和化肥残留物的检验

主要包括农药残留物、兽药残留物及化肥残留物等，其含量必须控制在安全范围内。

1.4 重金属离子的检验

土壤、水系中的重金属离子可能会导致食品重金属含量超标，导致人体中毒和器官衰竭，甚至危及生命。

1.5 转基因成分的检验

由于转基因技术的安全性有待进一步验证，人们对于食品中转基因成分的检验也愈加关注。

2 食品检验的过程

实际操作中，可将食品检验工作分为以下几步。首先，抽样检测。该步骤通常有固定的操作步骤，有特定的工作人员按规划制度进行。其次，样品制备。该步即将抽检样品按要求混合制备以便检测。然后，进行检验前的准备工作。该步需根据样品及检验目标选择合适的检验方法，并进行环境卫生准备及仪器准备等。最后，按相关要求进行样品检验。

3 食品检验领域中生物技术的应用

3.1 分离培养法

该法是通过对食品中有毒有害微生物进行分离和培养，获取微生物，然后进行形态和生物特征的检验，接着采用电子显微镜或光学显微镜对微生物进行确认。

3.2 生理生化检测技术

3.2.1 ATP生物发光法

通过检测食品样品中的ATP浓度可以计算出活菌的数量，再使用光度计检测荧光强度即可确定细菌的数量。

3.2.2 微量生化法

主要分为微热量技方法和放射测量方法。前者运用不同菌种在生产过程中产生的热量不同的原理而进行区分。后者则通过菌群发展过程中产生的放射性CO2的量得出食品样品中菌群的种类及数量。通常后者的精确度更高且检验速度较快，因而更常使用。

3.3 免疫学检测技术

3.3.1 免疫凝集

该法运用在电解质环境中，颗粒状的抗原能够与之对应的抗体结合在一起而生成人眼可见的凝集块的凝集反应原理。主要用来检验抗体的效价，以及区分细菌、病毒的种类[2]。

3.3.2 荧光免疫法

将待检样本加以固定，在其上滴加荧光抗体溶液，一段时间后进行洗脱，然后利用专门的仪器检测反应后的样品的荧光特征，判断其属性。例如微型自动荧光酶分析即运用此原理。光散射信号可以有效反映细胞体积大小，荧光信号强弱可反映检测物质浓度大小，将数据集合即可用于定量分析。

3.3.3 沉淀反应法

分为单向扩散和双向扩散两种。对单向扩散而言，每一种抗体或者抗原在琼脂中扩散的速度存在差异，将待测样品放入琼脂内部时会因扩散速度的差异产生多条存在一定距离的沉淀带。而双向扩散中，抗原及抗体会朝着琼脂的中心位置扩散，生成一条条沉淀带。由此，根据沉淀带的数量多少可有效确定食品样品中所包含的抗原及抗体种类。

3.3.4 免疫电泳法

该方法将电泳以及琼脂扩散沉淀反应两者结合运用。首先是把抗原置于琼脂凝胶内部进行电泳，蛋白质抗原经电泳后会带电，此时会朝负极方向运动，待添加抗血清之后，区点不一样的抗原可与抗体发生沉淀反应，且二者相接触后会形成一条沉淀带，依据沉淀带所处的位置可检验得出蛋白质的各种组分。

3.4 生物酶检测技术

3.4.1 酶联免疫吸附法

首先将待测样品固定于某固相载体表面，然后加入与待测抗原对应的抗体温育，洗脱后加入针对上述抗体的酶联抗体，洗脱后再加入底物，根据反应的颜色判断检验结果。该法实用性强、灵敏度高且检测结果准确，因而已被广泛运用。

3.4.2 多酶偶联测定法

如果待检测的物质无法使用物理或化学方法进行检验，则可选择两种或以上的酶对其展开连续式或平行式的偶联反应。经过多次反应后，不易检验的底物就转化为易检验的底物。

3.5 PCR法检测技术

该法原理即酶促DNA合成反应。结合食品检验工作内容及要求等，依次收集样品、制作模版、进行PCR反应及琼脂糖凝胶电泳，然后科学分析实验过程及结果。该方法可以显著提高检验精确性，因而使用较多。

3.6 生物传感器检测技术

将被测物质与固定在载体上的特定分子识别物质进行结合，利用微电子技术将过程中产生的生物活性物质转化为光、电、温度等信号输出到分析仪器上。该法检验结果精确、效率高、成本低，是目前食品检验领域应用最广泛的生物技术[1]。

3.7 生物芯片技术

主要是采用微量点样和光导原位合成标记食品样品中的生物分子，然后对大量的生物分子进行排序、固化和指定载体，并形成二维分子排序，再将其杂交于标记的生物分子上，然后应用相关仪器测定和分析生物分子信号强度[3]。该法具有样品用量少、检测时间短、高通量等优势，此外由于生物芯片具有良好的特异性，能有效保证检验结果的准确性。

3.8 代谢学电阻抗法

由于培养基中富含细菌，持续生长繁殖后，会使培养基内脂类等大分子物质新陈代谢加快并形成电活性小分子物质，因而能够使培养基电导性增强，使培养基电阻抗受到影响，经分析后对细菌类别可加以确定[4]。

4 食品检验中生物技术应用的发展趋势

4.1 越来越多样

我国工业化进程进一步加快，工业生产带来的各类污染问题愈来愈严重，导致食品受到污染的现象也日益突出。由于各类污染源所引起的对食品的污染也越来越复杂，因此传统的单一的检验技术已经无法满足人们的需求，所以多样化的生物检验技术显得十分重要，只有如此，才能保障人们的食用食品安全。

4.2 越来越高效

随着科学技术的日益进步，生物技术的应用将会朝着高效性的方向发展。要想在短时间内，用较少的样品量就可得到精确性较高的检验结果，提高检验的效率，那么提高生物技术应用的高效性就显得尤为重要。例如，结合我国相关法规，应用PCR法进行检测可以显著提高食品安全的检验效率。

4.3 越来越灵敏

所使用生物技术的灵敏性与食品检验结果直接相关，所用技术的灵敏性越高可直接提高食品检验的精确度，因此食品检验工作中对于所用技术的灵敏度要求也日趋严格。只有提高生物技术的灵敏度，才能使得检验结果更加准确，以便更好地保障食品的质量安全。

5 结语

食品于人的重要性不言而喻，因而食品安全问题越来越引人关注，由此食品检验方面也越来越受到重视。生物技术是综合运用生物化学、微电子、生物学以及医学技术等发展而来，取代了传统的分析技术，以其应用广泛、精确度高、操作简便和使用高效等优势，现已在食品检验领域得到广泛应用和不断发展。