劉 明
(河北新勘環(huán)境檢測有限公司,河北保定 071000)
俗話說“民以食為天”,一些不法分子在利益驅(qū)使下,在食品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)摻假、造假、違法使用添加劑,不僅威脅人們的健康,而且為食品檢驗工作帶來新挑戰(zhàn)?,F(xiàn)代生物技術,主要包括基因工程、細胞工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、發(fā)酵工程等,將其應用在食品檢驗中,不僅能提高檢驗效率,而且檢驗結果的精準度更高。本文結合筆者的工作實踐,闡述了新型生物技術在食品檢驗中的應用。
通過基因工程、細胞工程,對動物、植物、微生物進行改造,能提高作物產(chǎn)量,增強作物抗寒、抗病蟲害、抗除草劑等能力;可以改善食品的風味,提高營養(yǎng)價值,延長保存時間[1]。例如,利用生物技術培育出含水量低的洋蔥、馬鈴薯、西紅柿;培育出具有奶香味、易膨化加工的玉米;培育出轉基因鯉魚、超級水稻、富含不飽和脂肪酸的油料作物等。
食品添加劑是食品加工生產(chǎn)中的重要配料,嚴格按照標準使用添加劑,不會對人體造成危害,同時能改善食品的色香味。以發(fā)酵工程為例,其是生產(chǎn)食品添加劑的主要方法,可生產(chǎn)出的添加劑種類有:①甜味劑,如木糖醇、甜味多肽;②酸味劑,如琥珀酸、蘋果酸;③增稠劑,如普魚蘭、黃原膠;④風味劑,如香茅醇、琥珀酸鈉;⑤芳香劑,如異丁醇、脂肪酸脂;⑥防腐劑,如殺菌肽、防御素;⑦生物活性劑,如活性多肽、保健活菌等。
我國《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》中,對食品質(zhì)量檢驗作出明確規(guī)定,包括食品的內(nèi)外包裝、標志、外觀特性、理化指標和衛(wèi)生指標等[2]。目前的檢驗工作,以感官檢驗、理化檢驗為主,生物檢測技術的出現(xiàn),不僅豐富了食品檢驗手段,而且提高了檢驗效率和質(zhì)量。
生物酶是由活細胞產(chǎn)生的有機物,以蛋白質(zhì)為主,通常具有一定的催化作用。常見的生物酶有果膠酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶等,最初用于食品發(fā)酵。目前,生物酶檢測技術的應用比較普遍,可以分析食品的組成結構,精細化辨別對人體有害的物質(zhì),為消費者提供安全健康的食品。該檢測技術具有的優(yōu)點是:①靈敏度高,檢測結果準確;②可以減輕檢驗人員的工作難度,為食品檢驗行業(yè)帶來便利。
PCR指的是聚合酶鏈式反應,可對特定的DNA片段進行擴增,常用在微生物和轉基因食品的檢驗中。①利用PCR技術分析食品中的微生物種類和數(shù)量,從生物遺傳的角度評價食品的質(zhì)量,看食品對人體是否有危害,得出定性和定量分析結果。相比于理化檢驗,該技術不僅靈敏度高,而且耗用的時間短。②隨著轉基因食品的增多,該類食品的安全成為人們的熱議話題。利用PCR技術,可以檢測出食品原料中是否含有外源性DNA,從而鑒別普通食品和轉基因食品。③水產(chǎn)品和肉制品中的細菌,侵入人體會造成嘔吐、發(fā)熱、感染等癥狀,利用PCR技術可以檢出食品中的細菌含量。例如,使用熒光定量PCR儀,可對食品中的銅綠假單胞菌進行檢測。
基因探針技術也稱為核酸分子雜交技術,屬于DNA分析的一種?;蛱结?,指的是帶有標記的基因片段,基于堿基配對原理下,互補的核酸單鏈可組成為雙鏈。該技術應用在食品檢驗中,主要是檢測致病病原菌,基本方法如下:對病原菌的核酸片段進行分離、標記,配置成基因探針,和待測食品樣本進行雜交,如果樣本中含有邊緣體,探針會和它的核酸序列結合,在結合部位獲得可以識別的信號,從而檢出病原菌。從目前國內(nèi)外研究來看,基因探針技術在食品檢驗領域的應用效果良好,具有簡便、快速、敏感度高的優(yōu)勢。
基因芯片技術,是DNA芯片和微陣列的組合,能高效獲取大量信息。簡單來說,基因芯片是利用微電子、微加工技術,在固相基質(zhì)的表面建立生化分析系統(tǒng),針對細胞、蛋白質(zhì)、核酸等分子進行檢測,表現(xiàn)出快速、準確、高通量的特點。具體操作上,其是對食品樣本的生物分子進行標記,然后加入大量生物分子、進行排序,將生物分子固定在載體上,促使標記和未標記的分子雜交,進而形成新分子。使用特定儀器對新分子進行分析,可以得到分子含量,評價食品樣本是否安全。有學者利用基因芯片技術,檢測食品中常見的微生物,獲得了比較理想的檢測結果[3]。該技術的檢測效率和精度較高,但缺點是檢測成本高,未來隨著生命信息科學的發(fā)展,基因芯片技術依然有良好的應用前景。
新型生物檢測技術的應用,首先能鑒別食品的主要成分。①經(jīng)過檢測判斷食品的成分及含量,明確有益成分和有害成分。例如,葡萄糖傳感器可以檢測出食品中的葡萄糖含量,幫助消費者合理選擇食品,避免糖分攝入過量,保障人體健康。②人們在購買食品時,在配料表中看到的各種成分,是通過生物技術檢測后得到的,既能明確食品的組成成分,又能判斷其新鮮程度,保證食品質(zhì)量。
食品變質(zhì)通常是有害微生物引起的,常見如大腸桿菌、沙門氏菌、鏈球菌、金黃色葡萄球菌、霉菌和非芽孢桿菌等。人們食用變質(zhì)的食品后,不僅會引起胃腸道反應,嚴重者累積血液、皮膚、肝腎腦等系統(tǒng)和組織,具有一定的致死風險[4]。采用生物技術,可快速檢出食品中的有害微生物,明確微生物的類型和數(shù)量,防止“病從口入”。以大腸桿菌、短乳桿菌為例,傳統(tǒng)理化檢測分別需要3 d、7 d時間,而新型生物檢測技術只需要8 h、15 h。
以農(nóng)作物為原料的食品,在田間管理階段通常使用農(nóng)藥防治病蟲害,農(nóng)藥在殺蟲的同時,也會有部分成分殘留在果蔬上。一旦農(nóng)藥進入人體內(nèi),會造成不同程度的中毒反應,因此農(nóng)藥殘留成為人們飲食中關注的一個重點問題。對此,食品檢驗部門頒布了農(nóng)作物的農(nóng)藥殘留限量標準,傳統(tǒng)檢驗技術主要是光譜法、色譜法,缺點是操作步驟復雜,而且對有機磷之外的農(nóng)藥成分的檢測靈敏度低。新型生物檢測技術的應用,以生物熒光法、酶聯(lián)免疫分析法、生物傳感器為代表,不僅能得到準確的檢測結果,而且操作方法簡單,檢測時間明顯縮短。其中,生物熒光法的原理是酶抑制+熒光反應,農(nóng)藥殘留和熒光素酶反應會發(fā)出熒光,如果農(nóng)藥殘留物越多,熒光強度越弱[5]。
綜上所述,在食品加工工業(yè)中,利用生物技術可改良食品的原料,生產(chǎn)食品添加劑。本文以生物酶技術、PCR技術、基因探針技術、基因芯片技術為例,介紹了常見生物技術在食品檢驗中的應用。在未來,隨著生物技術的進一步發(fā)展,生物檢測技術具有良好的應用前景,推動食品檢驗行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,從而為人們提供安全健康的食品。