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1、食品安全检测技术及发展摘要：食品安全检测技术有：化学比色检测技术；生物学发光检测法；转基因食品检测技术；酶联免疫法,标记免疫学技术；生物传感器技术；生物芯片等。关键词：食品安全；检测技术；发展趋势食品质量安全涉及国计民生,与人民群众身心健康息息相关。20世纪80年代末以来, 由于一系列食品原料的化学污染、畜牧业中抗生素的应用、基因工程技术的应用, 使食品污染导致的食源性疾病呈上升趋势, 食品安全问题为全世界所关注。为了保障我国食品安全,政府启动并实施了一系列食品安全保障体系建设的重大举措 1 :制订了一系列与食品安全相关的法律和法规,发布了一系列涉及食品安全的国家标准和行业标准,初步建立了我国
2、食品安全保障体系,而其技术支撑就是食品安全检测技术和仪器。食品中具有的危害性通常称为食源性危害，可分为物理性、化学性和生物性危害。其中，生物引起的食源性危害是影响我国食品安全的最主要因素。主要包括致病性细菌，病毒、蠕虫，原生动物、藻类以及产生的某些毒素，属于生物性危害。根据这些食品安全检测技术有：化学比色检测技术；生物学发光检测法；转基因食品检测技术；酶联免疫法；标记免疫学技术；生物传感器技术；生物芯片等。1. 转基因食品检测技术对于转基因食品，尚无统一的定义。可以理解为含有转基因生物成分或者利用转基因生物生产加工的食品。转基因食品，也可以是多种不同的转基因生物及非转基因生物的混合物。目前转基
3、因食品主要来源于转基因植物。对转基因产品的安全性，一直是世界各国及联合国等国际组织关心的焦点问题，2000年联合国通过了“生物安全议定书”，得到了全世界绝大多数国家的认可，并已生效。该议定书中最重要的措施之一就是对转基因产品要进行检验，以明确其种类，确定是否是已批准的或已获得许可的转基因产品，以防止一些具有风险的转基因产品任意扩散，造成不可挽回的损失。总的来说转基因食品检测方法主要有3种： (1)核酸检测方法，它包括了聚合酶链式FxjPCR、连接酶链式反应(LCR、指纹图谱法RFLP，AFLP及RAPL等)、探针杂交法等； (2)蛋白质检测方法，包括蛋白质单向电泳、蛋白质双向电泳、Westem
4、 杂交分析及ELISAl(3)酶活性检测方法等。最近几年出现的基因芯片技术可以解决大数量基因检测问题，是一种更有效、快速，特别是高通量的检测方法。基因芯片又称DNA微阵列，是指将许多特定的寡核甘酸片段或基因片段作为探针，有规律地排列固定于支持物上形成的DNA的分了阵列。芯片与待测的荧光标记样品的基因按碱基配对原理进行杂交后，再通过激光共聚焦荧光检测系统等对其表面进行扫描即可获取样品信息。我国开发的转基因产品检测芯片基本上能实现：确定是否是转基因产品、是哪种转基因产品、是否是我国已批准的转基因产品。目前研制的芯片能检测国内外已批准商品化转基因作物物种：大豆、玉米、油菜、棉花、马铃薯、烟草、西红柿
5、、木瓜、西葫芦、甜椒等；含有启动子、终止子、筛选基因与报告基因等通用基因位点用作筛选是否是转基因产品，含有并包括抗虫、耐除草剂、雄性不育与育性、恢复基因等各物种特定的目的基因，及品种特异的边界序列用于确定是哪种转基因品种。2.生物学发光检测法 2 生物学发光检测法利用细菌细胞裂解时会释放出三磷酸腺苷(ATP) , 使用荧光虫素和荧光虫素酶可使之释放出能量产生磷光, 光的强度就代表ATP的量, 从而推断出菌落总数。美国NHD公司推出ATP食品细菌快速检测系统的Profile213560通过底部有筛孔的比色杯将非细菌细胞和细菌细胞分离,这种比色杯细菌细胞无法通过, 之后用细菌细胞释放液裂解细菌细胞
6、, 检测释放出的ATP量则为细菌的ATP量, 得出细菌总数。此检测系统与标准培养法比对, 相关系数在90%以上且测定只需5 min,已被美军采用。美国CharmScience Inc有一系列通过检测细菌的ATP量控制不同食品卫生安全的产品,如检验食物表面的PoctetSwab Plus、检测水产品表面的WaterGieneTM 、检测生肉的Charm CHEF等, 操作方法都是使用专用药签刮抹待测部位, 然后将药签装入笔形管内, 插入便携检测仪读数即可。3.化学比色检测技术化学比色技术是利用迅速产生明显颜色的化学反应检测待测物质，通过与标准比色卡比较进行目视定性或半定量分析。化学比色分析法与一
7、般的仪器分析方法相比, 具有价格低, 操作相对简便, 结果显示直观, 一次性使用, 不需检修维护, 有一定的灵敏度和专一性等优点。目前， 常用的化学比色法包括各种检测试剂和试纸， 随着检测仪器的不断发展， 与其相配套的微型检测仪器也相应出现。化学比色分析技术在有机磷农药、硝酸盐、亚硝酸盐、甲醛、二氧化硫、吊白块、亚硫酸盐等化学有害物质和菌落总数、大肠菌群、霉菌、沙门氏菌和葡萄球菌等微生物的检测方面已经得到广泛应用。4.酶联免疫法酶联免疫法( EL ISA)是一种以酶作为标记物的免疫分析方法, 也是目前应用最广泛的免疫分析方法之一, 它将酶标记在抗体/抗原分子上形成酶标抗体/酶标抗原, 酶作用于
8、能呈现出颜色的底物, 通过仪器或肉眼进行辨别。目前, EL ISA方法常用的固相载体是96孔聚苯乙烯酶标板, 常用的酶是辣根过氧化物酶, 常用的底物是邻苯二胺和四甲基联苯胺等 3 。虽然EL ISA方法是一项比较成熟的技术, 但针对具体的检测项目还有许多工作需要完善。由于抗体的特异性直接影响免疫反应的特异性, 在多克隆抗体之后, Kohler和Milstein创建了杂交瘤技术并成功制备绵羊红细胞单克隆抗体, 目前单克隆抗体主要由杂交瘤技术或基因重组技术制备。国外已用兽药单克隆抗体制备出了兽药残留检测的EL ISA试剂盒, 国内已研制出几种兽药单克隆抗体, 并建立了兽药免疫检测的EL ISA法,
9、 但尚缺乏商品化的产品。5.标记免疫学技术是指抗原（抗体） 被酶、同位素和荧光素等标记后与相应的抗体（抗原） 反应， 通过测定酶催化反应生成的产物， 同位素的放射性强度或荧光素产生的荧光强度来计算抗原（抗体） 结合量， 从而进行检测的方法。酶联免疫法（ ELISA） 是目前应用最广泛的免疫分析方法之一。它将酶标记在抗原 抗体分子上形成酶标抗体 酶标抗原， 酶作用于能呈现出颜色的底物，通过仪器或肉眼进行辨别。ELISA 技术因不需昂贵仪器设备， 对人体无害等优点而被广泛采用。ELISA 技术在沙门菌、大肠杆菌O157、单增李斯特菌等微生物检测以及孔雀石绿， 氯霉素、瘦肉精等农药残留和霉菌毒素等方
10、面应用较多。6.生物传感器技术生物传感器( biosensor)是一类对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器,其核心由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成。生物传感器作为一种新型的检测技术,可以做到小型化和自动化,具有方便、省时、精度高、可现场检测等优点,被广泛的应用于食品中的添加剂、农药及兽药残留、对人体有害的微生物及其产生的毒素、以及激素等多种物质的检测。在食品添加剂的分析中,科学家成功地研制出了一些检测食品添加剂的生物传感器,例如检测亚硫酸盐
11、、亚硝酸盐、烟酸、乳酸和苹果酸的传感器。亚硫酸盐通常用于食品工业,除具有漂白作用外,还有防止食品氧化和抑止微生物生长的作用。由于亚硫酸盐对人体有致敏性,可引起哮喘,用亚硫酸盐氧化酶作为敏感材料,可以制成亚硫酸盐的生物传感器 4 ;亚硝酸盐是肉类制品的发色剂,但其可导致婴儿高铁血红蛋白血症,并且具有潜在的致癌性。利用亚硝酸盐与亚硝酸盐还原酶发生接触反应时的光学变化,可以制成光纤亚硝酸盐生物传感器 5 ;烟酸属B 族维生素,也可作为肉类食品发色剂使用,维持肉类新鲜颜色。食用过多含烟酸的肉制品,可导致充血、面部潮红、瘙痒、头痛等中毒症状,虽然在日本已禁止使用,但肉制品中烟酸仍是我国卫生部门关注的问题
12、。采用酶传感器测定烟酸, 3 min 即可完成一个样品的测试,结果与高效液相色谱接近。7生物芯片生物芯片是九十年代初发展起来的一种全新的微量分析技术,综合了分子生物技术、微加工技术、免疫学、计算机等多项技术,在食品领域中具有广阔的基础研究价值和产业化前景。其原理是在硅片或载玻片或高分子聚合物薄片上,将大量的生物探针(基因探针、基因片段、抗原、抗体)按特定方式固定的排列,形成可供反应的固相载体,并在一定条件下与荧光标记过的待检测样品进行作用,由于生物分子特异性亲和反应(如核酸杂交反应,抗原抗体反应等) ,检测样品中的待检测成分分别和芯片上固定化的生物识别分子结合反应,反应结果用化学荧光法、酶标法
13、、同位素法显示并通过生物芯片扫描仪作数据采集和分析,实现对样品的分析和检测。其中基因芯片又称为DNA 微阵列(DNA micro array) ,是按特定的排列方式排列固定有大量基因片段的硅片、玻璃片或塑料片,通过分子杂交方式对所加样品进行分析,从而大规模高效地获取相关的生物信息;蛋白质芯片,又称为蛋白质微阵列(p roteinmicro array) ,是大量的蛋白质分子(例如抗体或抗原分子)或肽链有序排列固定在载体薄片上,利用蛋白质或肽能特异性地与配体分子(如抗体或抗原)结合的原理,芯片上的蛋白质分子或肽链与样品中的相关成分发生反应,然后加入标记分子,并用阅读仪分析和存储结果。随着社会经济
14、的不断发展,各个国家在食品安全卫生控制方面,正在逐步降低安全卫生指标限量值,这对食品安全检测技术提出了更高的要求。一方面食品安全检测技术日益趋向于高技术化、系列化和智能化,使检测仪器朝着高灵敏度和高选择性的复杂仪器体系发展,分析方法的联用成为仪器分析的一个热点;另一方面,现场检测仪器在小型便携化的同时,向专业化、速测化、自动化和智能化、信息化纵深发展。高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和无损检测方法及多元参数的检测技术成为检测技术的发展趋势。生物传感器技术、生物芯片技术和电子鼻等仿生感觉技术必将发挥越来越大的作用。所以目前的食品现场快速检测主要呈现5大趋势：(1)由于高新技术的应用，检测能力
15、不断提高，检测灵敏度越来越高，残留物的超痕量分析水平已达到10-7g；(2) 在保证检测精度的前提下， 食品检测所需时间越短越好。检测速度不断加快，智能化芯片和高速电子器件与检测器的使用，使食品安全检测周期大大缩短；(3)选择性不断提高，高效分离分段、各种化学和生物选择性传感器的使用，使在复杂混合体中直接进行污染物选择性测定成为可能；(4)由于微电子技术、生物传感器、智能制造技术的应用，检测仪器向小型化、便携化方向发展，使实时、现场、动态、快速检测正在成为现实。（5 ）目前市场上的食品安全快速检测技术产品大多是进口产品或国外技术生产的产品， 检测成本很高。检测产品国产化，研究生产具有我国自主知
16、识产权的食品安全快速检测技术产品是大势所趋。针对我国的特殊国情，目前我国基层单位很多速测技术的应用还只处于定性或半定量水平，易用型的小型化仪器的应用是目前和今后快速检测技术的发展趋势。另外食品样品复杂多样，前处理烦琐费时，建立快速检测方法的同时进一步完善样品的前处理方法，研制适合的小型前处理装置，对于缩短现场快速测定时间及提高测定的准确性具有重要的意义。参考文献 1 蒋士强1我国食品安全保障体系建设和检测技术的现状 J 1分析仪器, 2008, (3) : 1 - 61 2 解立斌, 黄建, 霍军生. J . 国外医学: 卫生学分册, 2007, 34 (7) : 192 - 196. 3 张彦峰. D . 天津: 南开大学, 2006: 31 - 35. 4 刘洁生,彭志英1生物传感器在食品工业中的
