生物技术在食品检测中的应用

◎陈金斌

（温岭市食品药品检验检测中心，浙江 台州 317500）

生物技术在食品检测中的应用

◎陈金斌

（温岭市食品药品检验检测中心，浙江 台州 317500）

食品安全关系广大民众的切身利益，更关系到国家经济社会的平稳发展和社会的安定团结。随着生活水平的不断提高，人们对食品问题的关注程度也逐渐增加。因此， 依靠生物技术手段进行准确、便捷的食品检测便应运而生。本文介绍几种常用的生物技术检测手段，给相关领域工作者提供参考和帮助。

生物技术；食品检测；PCR；ELISA；DNA探针

食品检测是以国家法律法规及其相关标准为依据，来判断食品质量是否过关、卫生情况是否合格。食品药品检验检测中心作为基层单位，担负着重要的食品检测使命［1］。随着社会经济的快速发展、人民生活水平的不断提高，人们对食品卫生质量的要求也越来越高。传统的检测方法已经无法满足现代社会的发展需求，这就要求基层工作人员寻找新的检测手段或方法来突破目前的瓶颈。因此，结合生物技术手段进行高效、灵敏的食品检测成为食品安全领域发展的新趋势［2］。根据近年来国内外相关的研究进展及报道，本文将对聚合酶链式反应（PCR）、酶联免疫吸附（ELISA）、基因（DNA）探针及生物传感器等生物技术手段在食品检测中的应用做一简单介绍。

1　PCR技术在食品检测中的应用

自20世纪90年代末至今，不断有报道提出运用PCR方法检测食品中的病原体［3-4］。目前，从基因水平进行食品检测的方法主要有传统PCR技术、实时荧光定量（Real-time）PCR技术、巢式（Nested）和半巢式PCR技术、变性梯度凝胶电泳（DGGE）PCR技术等［5］。PCR技术需对检测样品进行DNA提取，根据检测需求设计并合成特定引物，再开展PCR扩增目的条带，对扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳后于凝胶成像仪中观察，以此来确定有无目的条带，若有，再根据需要进行进一步的DNA鉴定及序列分析。该技术只需要微量的样本就可扩增到大量的目的片断，进而完成对检测样品的定性、定量分析。下面分别介绍几种不同PCR的应用范围。

1.1传统PCR技术

PCR全称为聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction），是生物学家于20世纪80年代中期发明的体外扩增DNA技术。传统PCR技术在食品检测中应用已较为广泛，可用于检测多种病原菌。如可根据金黄色葡萄球菌的16sRNA的保守序列设计引物，以此引物进行PCR，便可检测样品中是否存在该致病菌。同样，还可利用该技术检测转基因食品，如转基因玉米的检测，可以根据转基因植物中广泛应用的启动子或终止子序列设计引物，有针对性地进行PCR检测。

1.2实时荧光定量PCR技术

实时荧光定量PCR技术（Real-time PCR）是20世纪90年代中后期在传统PCR技术基础上发展起来的一门新技术，是指在原PCR基础上加入荧光探针，以此来对PCR全程进行实时监测，最终根据标准曲线对所检测片段进行定量分析。由于该技术灵敏度比普通PCR高很多，可以检测更微量的样品。近来，该技术越来越广泛地应用于食 品检测中，如在检测致病菌、外源DNA（如转基因食品）等方面都具有重要的作用。

1.3巢式PCR技术

巢式PCR（Nested PCR）是在传统PCR基础上改良而来的一种新型PCR 技术。该技术的原理是通过设计两对不同的引物，先由一对引物扩增出第1轮产物，再以第1轮产物为模板通过另一对引物扩增新的产物，最终检测的是第2轮PCR获得的产物。同理，半巢式PCR （Semi- nested PCR） 技术便应运而生。顾名思义，半巢式PCR只需设计3条引物，其中一条引物被重复利用。该方法特异性高，可降低假阳性出现的概率。

1.4变性梯度凝胶电泳PCR技术

变性梯度凝胶电泳（Denatured Gradient Gel Electrophoresis）PCR技术（DGGE-PCR）是变性梯度凝胶电泳（DGGE）和PCR的结合，在变性条件适当的情况下可分离长度相同但只有一个碱基不同的DNA片段混合物，具有操作简单、可重复性高等优点。运用该手段，Ampe等人成功的分离并鉴定出面团中的乳杆菌以及木薯淀粉发酵物中存在的细菌菌落［5］。

2　ELISA技术在食品检测中的应用

ELISA技术的原理依据为抗体抗原可以特异性结合，通过酶或辅酶的标记，经底物反应后，可根据底物显色与否判断被检测样品是否存在阳性物质［6］。该方法将生物酶技术与免疫学方法相结合，能对检测样品进行批量分析，具有反应快速、操作简便等特点，因此广泛应用于食品检测中，如可以检测样品中有无农药残留、食品是否霉变、是否有致病菌污染及是否为转基因食品等。由于ELISA 技术测定样品快速简捷，测定标本类型广泛，对于活性物质和非活性成分均可检测，因此应用前景广泛。

3　DNA探针技术在食品检测中的应用

DNA探针技术是以病原体的DNA（或RNA）的一段已知序列为模板，人工合成一段携带同位素或生物素做标记的核酸序列。核酸杂交是该技术的核心理论依据。其原理是两条碱基互补的DNA（或RNA）链在适当的环境下形成互补配对并最终形成杂交的核酸分子。根据其检测对象不同，又可细分为Southern Blot、Northern Blot和Western Blot3种不同类型，可分别有针对性的检测DNA、RNA、蛋白质3种生物大分子。对食品检测而言，可根据致病菌特异性表达的蛋白质基因序列制作DNA 探针，检测食品中病原体的总含量［7］。如今，DNA探针技术在食品检测中的应用已较为成熟，可以实现对大肠杆菌、沙门菌、金黄色葡萄球菌等的检测。该技术操作便捷灵活，让结果更加准确，很好地弥补了传统检测工作中的漏洞。

4　生物传感器技术在食品检测中的应用

生物传感器主要由固定化的生物敏感材料（如酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织和核酸等物质）、物理或化学换能器及信号放大系统组成。目前生物传感器技术已成功应用于农产品的药物残留检测和病原菌检测等领域［8］。生物传感器技术在食品检测方面具有诸多优势，如专一性强、准确度高、操作系统较为简单、容易实现自动分析等，因此能够最大限度地满足食品安全检测领域的各种要求。

5　生物技术在食品检测中的缺陷

当前生物学的各种技术虽已成为食品检测中不可或缺的检测手段，各种技术从DNA水平、RNA水平及蛋白质水平等方面广泛应用于食品检测领域，但生物技术在食品检测中仍然存在缺陷［9］。如普通PCR存在出现假阳性的可能、实时荧光定量PCR则需要较为昂贵的仪器和试剂等；酶联免疫吸附技术应用于较低浓度的蛋白质样本时可能出现阴性；DNA探针技术检测成本相对较高；生物传感器使用寿命短，进行检测的稳定性也很难把握。种种因素在一定程度上制约了生物技术在食品检测中的推广应用。

6　小结

今后食品检测技术一定是朝着准确、灵敏、高效、操作简便的方向发展，因此，生物学手段要完全取代传统的食品检测方法还有很长的路要走，还有大量的工作要做。比如持续研发各种新型的检测设备，改良原有的检测技术，改进现有的试剂和耗材，从而逐步提高检测结果的可靠性，提升检测工作的效率［10］。总之，随着社会经济和生物技术的发展，我国食品安全检测方面的工作将再上一个台阶，取得更大的成绩。

[1]赵 敏，赵蓉英，许丽敏.国际视野下食品检测研究热点及前沿的可视化分析[J].食品工业，2011（2）：85-90.

[2]陈怡婷.简析食品检测新技术的应用[J].食品工程，2014（1）：10-11.

[3]何小维，刘玉.PCR技术在食品检测中的应用[J].食品研究与开发，2006，27（5）：107-109.

[4]刘 辉，杨利平，张 滨.PCR及其改进技术在食品检测中的应用[J].食品与机械，2008，24（4）：166-169.

[5]吴 彤.现代生物技术在食品检测领域中的应用[J].质监园地，2011（3）：73-75.

[6]刘晓华，曹郁生.生物技术在食品检测中的应用[J].食品工业科技，2002，23（8）：85-87.

[7]李浩林，刘 箐，杨珏萍，等.生物技术在食品安全检测中的最新应用[J].食品与发酵工业，2013，39（6）：163-168.

[8]舒晓霞.微生物技术在食品检测中的应用及发展趋势探究[J].科技向导，2014（20）：211.

[9]唐黎标.食品检测中生物技术的有效运用[J].粮食问题研究，2016（1）：15-16，20.

[10]邱清华，邓绍云.我国食品检测技术发展现状与展望[J].江苏科技信息，2014（21）：47-48.

Application of Biotechnology in Food Inspection

Chen Jinbin
（Wenling Inspection and Testing Center for Food and Drug， Taizhou 317500，China）

Food safety issues is related to the vital interests of the general public， but also related to the stable development of national economic and society.With the improvement of living standards gradually，people pay more attention to food issues. Therefore， biotechnological tools have come into being whichfor accurate and convenient food safety testing. This article describes several common biotechnological detecting methods， which canprovide reference and help to the relevant field workers.

Biotechnology； Food inspection； PCR； ELISA； DNA probe

TS207.3

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.06.020