生物技术在食品安全检测中的应用分析

◎ 魏兴昀

（阳高县综合检验检测中心，山西 大同 038100）

随着人们生活水平的不断提高，人们对食品的质量需求也在逐步提高，为了让人们吃上更多健康的、高质量的食品，国家对食品安全的检测也越来越重视。目前我国对于食品安全检测的技术主要还是以传统的物理检测、化学检测和仪器检测为主，然而在实际应用的过程中，许多传统的检验方法已经逐渐跟不上时代发展的需求，食品研究学者们逐渐研发出了许多以生物技术为主的检测方法。

1 生物技术在食品安全检测应用中的特点及种类

1.1 生物技术在食品安全检测应用中的特点

（1）操作简单快捷。生物技术当中的免疫分析技术在进行食品安全检测时具有简单快速、可定性、定量使用的优点，一般用于对食品检测当中的初次筛选环节。生物技术能够灵敏地检测出食品当中的农药残留物、有害物质以及真菌毒素等。

（2）应用范围广。生物技术在当前的食品安全检测当中具有应用范围广的特点，随着食品安全检测各类技术的发展，生物技术也在不断进步，现阶段市场当中用于检测食品安全的生物传感器越来越微型化、智能化，大大提升了食品安全检测工作的效率。

（3）技术更新速度快。生物技术应用于食品安全检测中正处于成长期，在应用过程当中诞生了许多新兴技术，如生物芯片技术、基因探针技术等，我国科学家在实践的过程中吸取别国经验，通过与国外企业的产学研合作，研发出了许多适合我国国情的生物技术，为食品安全检测行业注入了新鲜活力。

（4）选择多样性。相较于传统的食品安全检测技术，现阶段的生物技术能够根据不同的食品以及食品的物质成分选择不同的检测技术。例如，基因探针技术具有灵敏度高且检测周期短的特点，非常适用于食品微生物的检测，食品免疫技术能灵敏地检测食品当中所含的蛋白质成分，非常适用于豆类、奶类食品的检测。

（5）技术优点融合性。现阶段的生物技术在食品安全检测当中不仅能够单一使用，还能根据不同技术的优缺点进行结合使用。例如传统的聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）技术存在检测成本较高，不适合一些生产成本较低的食品，且其检测的结果有时会出现假阳性偏差，现阶段通过将该技术进行改进，并与其他生物技术相结合大大降低了成本。

1.2 食品安全检测中的生物技术种类

1.2.1 分子杂交技术

分子杂交技术是食品安全检测中生物技术的代表，其中基因检测技术是分子杂交技术的核心，因此分子杂交技术也被称为DNA探针技术。由于食品当中的基因具有可变性和复杂性，分子杂交技术普遍应用于对食品当中各种菌类生物的检测上，且分子杂交技术从食品基因出发更加精准科学。但分子杂交技术也存在不足之处，在检测过程中效率较低，一般用来检测肉质产品的安全性，例如K.P.Snipes等在1990年提出的REA及Southern印迹法可将分离自火鸡的多杀性巴氏杆菌的疫苗株（M9）和致病株相鉴别，这也阻碍了其在日常食品安全检测当中的应用[1]。

1.2.2 免疫学检测技术

免疫学检测技术的原理是通过抗体和抗原结合所产生的反应来辨别食品安全性，该技术检测效率高，且在检测过程中具有较强的特异性，能够灵敏地检测食品蛋白质，主要包括免疫沉淀反应、免疫标记技术、免疫凝集试验技术。目前，研究者结合酶联免疫法与传统的检测方法开发出了放射免疫测定技术和荧光免疫测定技术或者几种方法结合的新型检测方法。例如，PCR-ELISA技术就是把酶联免疫技术和PCR技术结合起来用于大肠杆菌的检测，通过用酶标记特异抗体，根据酶的催化性作用和检测当中的特异性反应以及底物显色度辨别大肠杆菌的含量。在这项技术的应用中，由于酶催化效率高，能够放大反应的效果并保证结果的科学性和稳定性。

1.2.3 生物芯片技术

生物芯片技术具有数据处理量大、检测速度快、实用性高等优点，该技术通过微量点样将生物当中的大分子有秩序地固定于支持物上使其排列成二维分子，然后将这些序列分子与之前的特定分子混合并进行激光扫描，继而得出这些分子所产生的特定信号并进行快速检测，最终得到目标分子在所检测食品当中的占比率。生物芯片技术除了能对食品安全进行检测之外还能对食品当中所含的营养物高低进行检测，因此现阶段这项技术也在食品质量检测领域发挥了重要作用。然而生物芯片技术成本较高，因此在食品安全检测当中应用广泛度不足。

2 生物技术在食品安全检测中的具体应用

2.1 对于食品原料的检测

随着基因组测序技术的不断发展，许多动植物当中病原微生物的基因密码被破解，在食品安全检测的过程中利用已经公布的基因表达序列标签制作成植物检疫芯片能够对动植物当中所包含的病害进行快速诊断。目前美国的GeneTrak公司已经通过实验开发了许多检测系统，这些检测系统能够对存在基因问题的食品原料进行检验。通过基因芯片能够寻找到高产的、抗病虫能力高的高价值经济作物，还可以了解到动植物当中各种基因的功能以及外界因素对作物的影响，并基于此种植出更多基因缺陷较少、病原体较少的作物用于食品生产，从源头上大大降低了食品的不安全性。

2.2 检测食品当中的农药残留

生物技术在食品安全检测中最主要的具体应用就是对于食品中农药残留物的检测。在农业生产的过程中，农药的使用可以有效减少杂草的产生和病虫害，因此在蔬菜水果种植过程中喷洒农药是必然手段。然而农药本身是含有剧毒的，如果农民在种植蔬菜水果的过程中大量使用农药，则会使过多农药残留在食品当中进而对人们的身体健康造成巨大的危害。因此，利用生物技术对农药残留量进行检测至关重要，而现阶段生物传感技术和生物酶检测在农药残留量检测过程中是应用广泛和使用效果较佳的技术。

2.3 食物当中的致病菌检测

生物技术在食品安全检测中的应用还包括对食物当中致病菌的检测。研究者们用光学免疫传感器实现了对鼠伤寒沙门氏菌的快速检测，他们通过用包有抗沙门氏菌的磁性微珠与抗原体结合分离出待检测溶液当中的沙门氏菌，而后通过人工碱性磷酸酯酶作标记的二抗形成检测结构，能够通过对硝基苯酚的吸光度来测量沙门氏菌的总数[2]。相关研究人员在2003年研究了一种电位交互式生物传感器，这种传感器能够通过大肠杆菌脉酶作用而产生的NEl所引起的P值的变化来检验食物当中所含的大肠杆菌数量。此外还有学者研究出了一种快速测量乳制品当中细菌含量以及对大肠杆菌、啤酒酵母、霍乱弧菌及卡介菌苗进行测量的电化学生物传感器，能够有效识别食物当中的致病菌[3]。

2.4 食品当中生物毒素的检测

在食品生产的过程中，许多商家为了让食品更具吸引力，会添加各种各样的食品添加剂，这些添加剂一旦过量就会转变为对人体有害的生物毒素，因此利用生物技术对食物当中的生物毒素进行检测是必不可少的。有研究人员利用瞬逝波生物传感器对食品当中包含的葡萄球菌肠毒素进行检测，在检测过程中毒素先与传感器上的“一抗”相结合，再与人工捕捉的“二抗”混合起来，能够在少量或者干扰量较小的条件下准确检测出食品当中的生物毒素，因此被普遍应用于热狗、薯条、牛奶和蘑菇制品等复杂的食品安全检测当中。此外，相关研究人员还研究了用来检测食品当中葡萄球菌肠毒素的生物分子交感分析质谱法（Biomolecular Interaction Analysis-Mass Spectrum，BIA-MS），这项技术通过SPR检测毒素与传感器表面的抗体结合，而后用基质辅助激光对特定的毒素成分进行检测。现阶段常用的一种免疫荧光生物传感器能够对食品当中最强致癌物黄曲霉素进行检测，该技术常常被用于蛋糕、面包、肉质熟食等食品安全度的检测当中[4]。

2.5 对转基因食品的检测

科学技术的发展造就了许多转基因食品，这些食品主要来源于在农作物种植初期对基因进行改变，为了提高产量、增强农作物的品质，转基因技术也在人们生产生活中备受关注。但转基因食品自身的不稳定也备受媒体和食品领域的关注。由于转基因植物所导入的基因并非原本的植物所有，很可能掺杂了不同科目、不同种属的其他基因，这些其他基因当中可能存在的变异细菌和病毒、食物的毒性或者过敏性、基因过程中所选择的抗生素性标记在进入人体之后是否会产生耐药的病菌等都需要进行严格检测。因此现阶段生物技术在食品安全检测当中对于转基因食品的检测也发挥着重要作用，应用于转基因食品检测的生物技术主要有巢式定性PCR法、聚合酶链式反应-酶联免疫吸附剂测定法（Polymerase Chain Reaction-Enzyme Linked Immunosorbent Assay，PCR-ELISA）、mRNA差异显示法、微卫星分子标记法和同工酶分析法等[5]。

3 生物检测技术在食品安全检验中的发展趋势

（1）更加高效。目前市场上的食品越来越多样化，食品安全检测技术也需要基于这一趋势更加快速的发展，研究出更多新的生物检测技术，使食品安全检测更加高效、更加快速。此外，对于现有的生物技术也需要在各个环节当中进行反应物、检测配方的优化，不断提高生物技术的检测速度，更好地满足当前社会对食品安全检测的实际需求。

（2）更加多元化。生物技术应用到食品安全检测领域当中能够更加安全、更加精准地实现对食品当中有害物质、致病菌、农药残留等的检测，因此食品安全检测市场需要更加多样的生物技术应用到食品检验工作当中。随着生产技术的提高，当前环境污染的问题也越来越严重，环境的污染同样也严重威胁到了食品的安全，传统的一些单一食品安全检测生物技术已经无法满足检验需求。因此研发者们应根据现阶段食品当中新的有害成分研发出更多有效识别污染物的生物检测技术，这也是未来食品安全检测发展的主要趋势。

（3）更加灵敏。在食品中的成分越来越复杂的大背景下，生物技术在未来势必要发展的越来越灵敏。科学技术的不断提升为生物技术的提升与更新换代打下了坚实的基础，我国食品安全检验工作的质量也在逐步提高。然而现阶段食品领域还面临着农药残留较高的问题，为了保证食品安全性，进一步提升生物技术的检测灵敏度，更加精准、快速地检测出食品当中的农药残留量与农药残留种类是发展的必然趋势。

4 结语

综上所述，食品安全是保证人们高质量生活的前提，因此对食品安全检测技术提出高标准的要求是非常必要的。由于生物技术具有成本低、灵敏性高的优势，已经成为了我国食品安全检测领域的重点应用技术，但是生物技术也存在着研究过程复杂、学科涉及面较广、部分技术成本较高等问题。因此相关人员需要根据不同技术的特点有针对性地进行研究，通过各种技术的结合提高其应用效率，使其在食品安全检测中充分发挥出自身的优势，从而提升检测效率、确保食品的安全，让人们的健康得到保障。