论文部分内容阅读
[摘 要]随着经济社会的高速发展，人民生活水平的不断提高，食品安全问题日益严重，国家对食品安全的重视程度也日益明显。传统的食品检测方法已经不能适应现代社会的发展要求，因此探索快速、准确、灵敏、能进行多组分分析的检测技术成为食品安全领域亟需解决的问题。主要从食品检测的角度探讨了微生物与食品安全的关系以及生物技术在食品检测中的应用。
[关键词]食品检测；生物技术；食品安全
中图分类号：F407.82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0351-01
世界卫生组织2012年3月公布的信息表明，全球每年发生食源性疾病病例高达50亿例，即便是在发达国家也至少有1/3 的人口患食源性疾病。美国每年在食源性疾病上的花费达数十亿美元，我国的食品安全现状也不容乐观，特别是近年来食品安全事件频频发生，给人们的生命和健康带来了巨大威胁。传统的食品检测方法已经不能适应现代社会的发展要求，因此探索快速、准确、灵敏、多组分分析的检测技术成为食品安全领域亟需解决的问题。本文将从食品检测的角度探讨微生物与食品安全的关系以及生物技术在食品检测中的应用。
1.微生物与食品安全的关系
1.1 食源性疾病增加的原因
凡是通过摄食进入人体的病原体，使人体患中毒性或感染性的疾病都称为食源性疾病，这里提到的病原体主要包括寄生虫及病毒、细菌、衣原体、真菌等微生物。造成食源性疾病增加的原因主要有以下2 个方面：一是社会人口学方面，首先地球生态系统遭到严重破坏，人类居住的环境不断恶化，加剧了病原菌的传播，其次一些贫困地区卫生条件差，一直保留生食食物的习惯，增加了感染和中毒的机会；二是生物学方面，生物本身的进化机制增加了食源性疾病，如细菌进化过程中的基因重组、基因突变以及基因的水平转移，另外医疗和养殖过程中的抗生素滥用也催生了“超级细菌”。
1.2 引起食源性疾病的主要微生物
引起食源性疾病的微生物有很多，受到人们普遍关注的主要由以下几种：禽流感病毒、朊病毒、弯曲杆菌、沙门氏菌、出血型大肠杆菌O157∶H7、单核细胞增生李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌及其肠毒素、致病性弧菌、黄曲霉毒素、肉毒杆菌毒素以及能够引起人畜共患病的幽门螺旋菌、莱姆病、口蹄疫等，这些微生物能够严重污染食品，容易引起食品安全事故。
2.生物技术在食品检测中的应用
目前生物技术已经成为食品安全检测技术中最具竞争力和挑战力的檢测新技术，如免疫学检测技术、PCR 技术、基因探针技术、生物传感器技术、生物芯片技术等生物技术已经广泛应用在食品检测领域。
2.1 免疫技术
免疫测定技术的最基本原理为抗原和抗体的结合，目前常用的免疫技术有免疫凝集试验、免疫沉淀反应、免疫标记技术，免疫技术作为用途最广泛的一门生物技术，具有检测成本低、灵敏度高、特异性强、分析容量大、方便快捷的特点。
目前，酶联免疫吸附试验在食品检测领域已经得到广泛应用，例如用来检测转基因玉米所加工的食品中Cry1A （b） 蛋白。酶联免疫吸附试验主要是通过将具有特异的抗体标记上酶制成既具有酶的底物催化特性又具有抗原抗体反应特性的酶标抗体，再加上相应底物后，就可以根据底物的显色情况对被检测的抗原作出定性判断。另外酶联免疫吸附试验一般只能用于对接受基因工程改造生物体或鲜活组织的初步检测，因为当被检测样本中蛋白质浓度较低时可能会出现阴性，因此酶联免疫吸附试验存在一定局限性。
2.2 PCR 技术
PCR 技术又称为聚合酶链式反应，Sano 等于1991 年首次将PCR 技术引入免疫反应，经过多年的实践研究发展，近年来才逐步应用到食品安全检测领域，如Taq Man PRC 快速检测食物中的空肠弯曲菌和实时荧光定量PCR 技术在转基因食品检测领域中的应用。PCR 技术由变性、复性、延伸3 个基本反应步骤构成，其基本原理是以一对分别与拟扩增的DNA 分子模板互补的寡核苷酸片段为引物，按照半保留复制的机制，在DNA 聚合酶的作用下，沿着模板链延伸直至完成DNA 合成，经过多次扩展的PCR 产物可以满足各种分析的需求。
PCR 技术结合了PCR 惊人的扩增速度，只需要很微量的物质就可以扩增到大量需要的目标片断，进而完成对检测样品的定性、定量分析。该技术需要的检测仪器昂贵、操作复杂、技术含量高，同时对相关操作人员的专业水平具有很高的要求。
2.3 基因探针技术
所谓的分子杂交技术就是基因探针技术，主要利用DNA 分子的复性、变性以及碱基互补配对的高度精确性，对某一特异性的DNA 序列进行探查的新技术。
目前，应用于食品检测领域的基因探针技术有同相杂交和异相杂交2 种，但其关键技术都在于构建DNA 探针，该技术与传统的微生物检测方法相比，具有灵敏度高、特异性强的优点，例如可以依据大肠杆菌中葡糖苷酸酶的基因序列制作DNA探针，检测食品中总的大肠杆菌含量。但是该检测方法效率低，检测成本相对较高。
2.4 生物传感器技术
生物传感器主要由生物敏感元件、信號处理放大装置以及换能元件构成，利用具有化学分析识别功能的生物材料进行病菌检测。当前该技术在食品检测方面的应用主要有2 个方面：一是用来检测食品生熟度和味道，如日本最新研制的一种新型生物传感器可以品尝肉汤的口味；二是用来检测肉、鱼等食品的新鲜度。生物传感器技术在食品检测方面具有很大优势，如操作简单、样品用量少、响应快、可联机操作、可连续分析等。
3.食品检测新技术的发展趋势
由于食品安全直接关系到人们的切身利益，未来的食品检测技术要求快速、实用、准确、操作方便，因此生物技术作为食品检测方法正朝着可以随身携带的试剂盒方向发展。另外，一些电化学发光检测技术、近红外光谱检测技术发展前景也较大。
[关键词]食品检测；生物技术；食品安全
中图分类号：F407.82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0351-01
世界卫生组织2012年3月公布的信息表明，全球每年发生食源性疾病病例高达50亿例，即便是在发达国家也至少有1/3 的人口患食源性疾病。美国每年在食源性疾病上的花费达数十亿美元，我国的食品安全现状也不容乐观，特别是近年来食品安全事件频频发生，给人们的生命和健康带来了巨大威胁。传统的食品检测方法已经不能适应现代社会的发展要求，因此探索快速、准确、灵敏、多组分分析的检测技术成为食品安全领域亟需解决的问题。本文将从食品检测的角度探讨微生物与食品安全的关系以及生物技术在食品检测中的应用。
1.微生物与食品安全的关系
1.1 食源性疾病增加的原因
凡是通过摄食进入人体的病原体，使人体患中毒性或感染性的疾病都称为食源性疾病，这里提到的病原体主要包括寄生虫及病毒、细菌、衣原体、真菌等微生物。造成食源性疾病增加的原因主要有以下2 个方面：一是社会人口学方面，首先地球生态系统遭到严重破坏，人类居住的环境不断恶化，加剧了病原菌的传播，其次一些贫困地区卫生条件差，一直保留生食食物的习惯，增加了感染和中毒的机会；二是生物学方面，生物本身的进化机制增加了食源性疾病，如细菌进化过程中的基因重组、基因突变以及基因的水平转移，另外医疗和养殖过程中的抗生素滥用也催生了“超级细菌”。
1.2 引起食源性疾病的主要微生物
引起食源性疾病的微生物有很多，受到人们普遍关注的主要由以下几种：禽流感病毒、朊病毒、弯曲杆菌、沙门氏菌、出血型大肠杆菌O157∶H7、单核细胞增生李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌及其肠毒素、致病性弧菌、黄曲霉毒素、肉毒杆菌毒素以及能够引起人畜共患病的幽门螺旋菌、莱姆病、口蹄疫等，这些微生物能够严重污染食品，容易引起食品安全事故。
2.生物技术在食品检测中的应用
目前生物技术已经成为食品安全检测技术中最具竞争力和挑战力的檢测新技术，如免疫学检测技术、PCR 技术、基因探针技术、生物传感器技术、生物芯片技术等生物技术已经广泛应用在食品检测领域。
2.1 免疫技术
免疫测定技术的最基本原理为抗原和抗体的结合，目前常用的免疫技术有免疫凝集试验、免疫沉淀反应、免疫标记技术，免疫技术作为用途最广泛的一门生物技术，具有检测成本低、灵敏度高、特异性强、分析容量大、方便快捷的特点。
目前，酶联免疫吸附试验在食品检测领域已经得到广泛应用，例如用来检测转基因玉米所加工的食品中Cry1A （b） 蛋白。酶联免疫吸附试验主要是通过将具有特异的抗体标记上酶制成既具有酶的底物催化特性又具有抗原抗体反应特性的酶标抗体，再加上相应底物后，就可以根据底物的显色情况对被检测的抗原作出定性判断。另外酶联免疫吸附试验一般只能用于对接受基因工程改造生物体或鲜活组织的初步检测，因为当被检测样本中蛋白质浓度较低时可能会出现阴性，因此酶联免疫吸附试验存在一定局限性。
2.2 PCR 技术
PCR 技术又称为聚合酶链式反应，Sano 等于1991 年首次将PCR 技术引入免疫反应，经过多年的实践研究发展，近年来才逐步应用到食品安全检测领域，如Taq Man PRC 快速检测食物中的空肠弯曲菌和实时荧光定量PCR 技术在转基因食品检测领域中的应用。PCR 技术由变性、复性、延伸3 个基本反应步骤构成，其基本原理是以一对分别与拟扩增的DNA 分子模板互补的寡核苷酸片段为引物，按照半保留复制的机制，在DNA 聚合酶的作用下，沿着模板链延伸直至完成DNA 合成，经过多次扩展的PCR 产物可以满足各种分析的需求。
PCR 技术结合了PCR 惊人的扩增速度，只需要很微量的物质就可以扩增到大量需要的目标片断，进而完成对检测样品的定性、定量分析。该技术需要的检测仪器昂贵、操作复杂、技术含量高，同时对相关操作人员的专业水平具有很高的要求。
2.3 基因探针技术
所谓的分子杂交技术就是基因探针技术，主要利用DNA 分子的复性、变性以及碱基互补配对的高度精确性，对某一特异性的DNA 序列进行探查的新技术。
目前，应用于食品检测领域的基因探针技术有同相杂交和异相杂交2 种，但其关键技术都在于构建DNA 探针，该技术与传统的微生物检测方法相比，具有灵敏度高、特异性强的优点，例如可以依据大肠杆菌中葡糖苷酸酶的基因序列制作DNA探针，检测食品中总的大肠杆菌含量。但是该检测方法效率低，检测成本相对较高。
2.4 生物传感器技术
生物传感器主要由生物敏感元件、信號处理放大装置以及换能元件构成，利用具有化学分析识别功能的生物材料进行病菌检测。当前该技术在食品检测方面的应用主要有2 个方面：一是用来检测食品生熟度和味道，如日本最新研制的一种新型生物传感器可以品尝肉汤的口味；二是用来检测肉、鱼等食品的新鲜度。生物传感器技术在食品检测方面具有很大优势，如操作简单、样品用量少、响应快、可联机操作、可连续分析等。
3.食品检测新技术的发展趋势
由于食品安全直接关系到人们的切身利益，未来的食品检测技术要求快速、实用、准确、操作方便，因此生物技术作为食品检测方法正朝着可以随身携带的试剂盒方向发展。另外，一些电化学发光检测技术、近红外光谱检测技术发展前景也较大。