劉 雪，宋菁景，林小暉

（濟(jì)南市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東濟(jì)南 250000）

1 分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)食品檢驗(yàn)的意義

食品是人們生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，與人們的身體健康息息相關(guān)。食品原料真?zhèn)蔚蔫b別、轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)、微生物污染等是影響食品質(zhì)量和安全的關(guān)鍵因素，對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，從而將安全理念貫徹落實(shí)于食品產(chǎn)銷(xiāo)的全過(guò)程，對(duì)保證居民飲食安全具有重要意義。隨著科技的不斷進(jìn)步，分子生物學(xué)技術(shù)在食品檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域得到了更多的關(guān)注和應(yīng)用，該檢測(cè)技術(shù)以核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子作為目標(biāo)檢測(cè)物，可以克服傳統(tǒng)顯微鏡檢、理化鑒別和生化分析等方法靈敏度低、操作煩瑣、特異性差等不足，能夠更加快速、高效地檢測(cè)食品相關(guān)指標(biāo)，對(duì)食品安全性作出準(zhǔn)確判定。鑒于其檢測(cè)結(jié)果靈敏度更高、特異性更強(qiáng)的特點(diǎn)，在食品安全檢驗(yàn)中，應(yīng)發(fā)揮好分子生物學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)提升其與新技術(shù)的融合，提升食品安全檢測(cè)的高效性和準(zhǔn)確性，給食品安全提供有力的技術(shù)支持和保障。

2 食品檢驗(yàn)常用的分子生物學(xué)技術(shù)

2.1 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)

該技術(shù)原理是在DNA聚合酶的作用下，通過(guò)特異性引物，在體外高速擴(kuò)增特定DNA分子片段，實(shí)現(xiàn)在生物體外的DNA復(fù)制，再根據(jù)其基因序列比對(duì)確定生物的基因型。該技術(shù)由于具有快速、靈敏等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于食品檢驗(yàn)的各項(xiàng)領(lǐng)域，但在檢驗(yàn)微生物時(shí)，存在死亡細(xì)菌的情況下容易出現(xiàn)檢測(cè)誤差。近年來(lái)，與新技術(shù)相融合形成的熒光實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）技術(shù)、多重PCR技術(shù)、微滴式數(shù)字PCR技術(shù)等，能有效解決特異性和定量性問(wèn)題，在食品檢驗(yàn)中應(yīng)用更加深入，在未來(lái)的食品檢驗(yàn)中發(fā)揮更重要的作用。

2.2 基因探針技術(shù)

基因探針技術(shù)是利用被標(biāo)記物標(biāo)記的已知序列的單鏈核酸片段，能與之互補(bǔ)的核酸序列配對(duì)，標(biāo)記物釋放信號(hào)，從而對(duì)某一特異性的序列進(jìn)行探查，可用于樣品中特定基因序列的檢測(cè)?；蛱结樇夹g(shù)廣泛應(yīng)用于微生物的檢測(cè)，將某微生物特異性的核酸序列片段通過(guò)分離標(biāo)記后制成核酸探針，通過(guò)特異性配對(duì)反應(yīng)，即可檢測(cè)出食品中是否存在特定病原微生物。這種檢測(cè)方法操作難度較低、靈敏度高，但設(shè)備成本高，得出檢測(cè)結(jié)果的速度較慢。

2.3 生物芯片技術(shù)

生物芯片技術(shù)是借助生物分子的親和反應(yīng)，研究被檢測(cè)生物是否具有不同種類(lèi)的生物分子并精確計(jì)算其含量。基本原理是借助微電子和微加工技術(shù)，將已知序列、固定標(biāo)記的探針集成在固態(tài)基片表面形成生物芯片，通過(guò)雜交分析待檢標(biāo)本的相應(yīng)成分，實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA、蛋白質(zhì)等生物成分的高通量檢測(cè)。這是集化學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)學(xué)科于一體的學(xué)科交叉的新技術(shù)，流程化和自動(dòng)化水平較高，能同時(shí)在一個(gè)芯片上檢測(cè)多種生物分子，適用于大規(guī)模檢測(cè)，被廣泛應(yīng)用于篩選檢測(cè)藥物、尋找新基因、檢測(cè)微生物以及臨床診斷，是當(dāng)前常用的檢驗(yàn)技術(shù)之一[1]。

2.4 酶聯(lián)免疫分析技術(shù)

酶聯(lián)免疫分析技術(shù)將免疫學(xué)和酶學(xué)進(jìn)行結(jié)合，制作既有免疫活性又有酶活性的酶標(biāo)抗體，可與抗原發(fā)生反應(yīng)，也具有酶底物催化的功能，抗原抗體反應(yīng)后，添加酶反應(yīng)底物，通過(guò)底物的顯色程度進(jìn)行定性或定量分析。酶的高催化效率可有效放大反應(yīng)程度，提高檢測(cè)結(jié)果的靈敏度和穩(wěn)定性。該技術(shù)可以對(duì)食品中農(nóng)藥殘留、致病微生物等進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，且具有高靈敏度、快捷方便、分析容量大及檢測(cè)成本低等優(yōu)勢(shì)，在世界各國(guó)的食品安全檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。大腸桿菌、李斯特氏菌和沙門(mén)氏菌等常見(jiàn)食品源性致病菌都使用此技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

2.5 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器是將生物活性物質(zhì)酶、蛋白質(zhì)、DNA等固定化為敏感原件與適當(dāng)?shù)睦砘瘬Q能器（氧電極、光敏管、壓電晶體等）及信號(hào)放大器組成分析檢測(cè)裝置。待測(cè)物質(zhì)與分子識(shí)別元件特異性結(jié)合產(chǎn)生生化反應(yīng)，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換元件將生化反應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為可定量處理的光信號(hào)或電信號(hào)，信號(hào)強(qiáng)弱與待測(cè)物的濃度成比例[2]。該技術(shù)可以檢測(cè)食品的口味、成熟度及奶、肉制品的新鮮程度，且具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，有助于食品檢測(cè)自動(dòng)化水平的提升。目前葡萄糖傳感器可獲取葡萄糖成分及含量，有比較成熟的應(yīng)用；免疫傳感器基于抗體或抗原作為特定的生物傳感元素，可以專(zhuān)一性檢驗(yàn)特定物質(zhì)，且具有小型化、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的潛能。

3 分子生物技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用

3.1 食品中微生物檢驗(yàn)

食品從生產(chǎn)加工到批發(fā)銷(xiāo)售環(huán)節(jié)較多，存在微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)食品安全存在危害。傳統(tǒng)檢驗(yàn)微生物的生化培養(yǎng)方法，操作繁雜、用時(shí)長(zhǎng)、靈敏度不高。PCR技術(shù)通過(guò)基因測(cè)序最快可在8 h內(nèi)提供檢測(cè)結(jié)果，能精確鑒定到菌株水平且可追溯污染源，有快速化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢(shì)?？赏ㄟ^(guò)PCR技術(shù)快速準(zhǔn)確檢測(cè)食物源性微生物，如牛奶制品中單核細(xì)胞增生李斯特氏菌、肉制品中肉毒梭菌、海鮮中副溶血弧菌等典型的食源致病菌等。LEE等[3]通過(guò)多重PCR方法在同一反應(yīng)體系中檢測(cè)大腸桿菌O157:H7、沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌及副溶血性弧菌，在對(duì)食品的模擬檢測(cè)中，細(xì)菌經(jīng)過(guò)12 h的富集，靈敏度都達(dá)到1 CFU/mL，縮短了檢測(cè)時(shí)間、提高了檢測(cè)效率。劉瑩[4]將基因芯片技術(shù)應(yīng)用在食源性致病菌大腸桿菌的檢測(cè)中，能夠明顯檢測(cè)出熒光標(biāo)記的病原菌，比傳統(tǒng)方法有更高的靈敏度。酶聯(lián)免疫反應(yīng)和PCR聯(lián)合的PCR-ELISA技術(shù)在大腸桿菌檢測(cè)中已得到較為普遍的應(yīng)用。

3.2 食品原料摻假檢驗(yàn)

用廉價(jià)肉代替牛羊肉、用雞血代替鴨血等食品摻雜摻假等違法問(wèn)題，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者的利益，有效快速定量檢測(cè)食品中摻假成分的技術(shù)十分重要，當(dāng)前PCR技術(shù)因其靈敏度和準(zhǔn)確度都相對(duì)較好，是摻雜物質(zhì)檢測(cè)中較為常用的技術(shù)。微滴式數(shù)字PCR是將樣本進(jìn)行微滴化處理后進(jìn)行PCR反應(yīng)，檢測(cè)器逐個(gè)檢測(cè)后計(jì)算出DNA分子的濃度，對(duì)起始樣品進(jìn)行絕對(duì)定量。苗麗等[5]建立了羊源性成分的微滴數(shù)字PCR定量檢測(cè)體系，用此方法準(zhǔn)確檢測(cè)出不同樣品中羊肉的含量，發(fā)現(xiàn)可能存在的摻假現(xiàn)象，其含量偏差最大為1.52%，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可用于肉制品中羊源性成分含量檢測(cè)。染料法熒光定量PCR根據(jù)不同物種DNA片段擴(kuò)增熔解溫度（Melting Temperature，Tm）不同，可同時(shí)鑒別多個(gè)指標(biāo)。LOPEZ-OCEJA等[6]利用此方法，通過(guò)擴(kuò)增Cytb基因148 bp片段，能夠同時(shí)對(duì)牛、羊、馬、雞、家豬、野生火雞及鵪鶉肉類(lèi)進(jìn)行鑒別。ALDEGUER等[7]設(shè)計(jì)了一種基于雙重探針的實(shí)時(shí)PCR分析方法來(lái)鑒別橙汁中的柑橘成分，耗時(shí)短、結(jié)果精準(zhǔn)。

3.3 食品中農(nóng)藥、獸藥殘留檢驗(yàn)

在農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)中，使用農(nóng)藥和獸藥減少病蟲(chóng)害的同時(shí)，農(nóng)藥、獸藥超標(biāo)或殘留問(wèn)題嚴(yán)重危害飲食安全。用于檢測(cè)食品中農(nóng)藥、獸藥殘留的光譜法、色譜法存在操作步驟復(fù)雜的問(wèn)題，且檢測(cè)有機(jī)磷以外的農(nóng)藥成分靈敏度較低。以生物傳感器法、酶聯(lián)免疫分析法為代表的分子生物學(xué)技術(shù)，具有結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單、用時(shí)短等優(yōu)點(diǎn)，在藥物殘留中應(yīng)用較廣，對(duì)食品安全質(zhì)量控制有重要意義。WANG等[8]通過(guò)電化學(xué)傳感器檢測(cè)樣品中的氯霉素殘留，該方法靈敏度很高且具有較好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，并已成功用于牛奶樣品中氯霉素的檢測(cè)。生物傳感器具有試劑消耗低、靈敏度高、省時(shí)省力等優(yōu)點(diǎn)。IVANOV[9]使用酶免疫吸附法檢測(cè)牛奶中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量，結(jié)果顯示此法可用于分離樣品中結(jié)合抗原和非結(jié)合抗原，且具有免疫分析靈敏度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。

3.4 轉(zhuǎn)基因食品檢驗(yàn)

轉(zhuǎn)基因食品逐漸走進(jìn)了人們的生活，其具有的潛在安全問(wèn)題備受關(guān)注，轉(zhuǎn)基因食品的安全性存在爭(zhēng)議。在食品轉(zhuǎn)基因的檢測(cè)中，分子生物學(xué)技術(shù)通過(guò)對(duì)活性酶及特定基因進(jìn)行檢測(cè)，能高效快速地獲得檢測(cè)結(jié)果。酶聯(lián)免疫吸附法在轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)中具有穩(wěn)定性高、特異性強(qiáng)、靈敏性高的優(yōu)點(diǎn)，但只適用于原料性食品，難用于加工產(chǎn)品。以PCR為基礎(chǔ)的核酸檢測(cè)應(yīng)用較為廣泛，基于DNA雜交原理的生物芯片-SPR傳感器，可以監(jiān)控探針與目的成分序列的雜交，PCR擴(kuò)增后通過(guò)SPR生物芯片檢測(cè)可對(duì)轉(zhuǎn)基因成分進(jìn)行定量。張玲等[10]將多重PCR擴(kuò)增與高通量檢測(cè)結(jié)合起來(lái)，在傳統(tǒng)PCR的基礎(chǔ)上引入熒光標(biāo)記的公共引物，實(shí)現(xiàn)多個(gè)擴(kuò)增產(chǎn)物的定量檢測(cè)，此多重檢測(cè)體系能夠準(zhǔn)確鑒別6種轉(zhuǎn)基因大豆，檢測(cè)靈敏度可達(dá)到為1 ng/μL。

4 應(yīng)用趨勢(shì)與展望

分子生物學(xué)技術(shù)極大地促進(jìn)了食品安全檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，與常規(guī)方法合并使用能顯著提高檢驗(yàn)效率和質(zhì)量，在食品檢驗(yàn)中發(fā)揮重要的作用，未來(lái)將會(huì)與化學(xué)、材料、物理等學(xué)科進(jìn)行更加深入的交叉聯(lián)合，開(kāi)發(fā)更加快捷、準(zhǔn)確的食品檢驗(yàn)新型技術(shù)。食品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室加大對(duì)分子生物技術(shù)的應(yīng)用是必然趨勢(shì)，相關(guān)機(jī)構(gòu)需要跟上科技發(fā)展的步伐，提高分子生物技術(shù)應(yīng)用水平，提高檢驗(yàn)質(zhì)量和效率，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，構(gòu)建食品安全屏障，保護(hù)人們的身體健康。