现代生物工程技术在食品检测中的应用

食品污染可以分为两大类：一类是生物性污染，一类是化学性污染。生物性污染主要是指病原体的污染。细菌、霉菌及寄生虫卵侵染蔬菜、肉类等食物后，都会造成食品污染。在受潮霉变的食物上，能生长一种真菌，即黄曲霉，它能产生一种剧毒物质——黄曲霉毒素，这种物质致癌力比苯并芘高4000倍。霉菌毒素的污染，可能是世界上某些湿热地区肝癌高发的重要原因。化学污染是指有毒、有害化学物质引起食品的污染，与环境污染密切相关。

污染食品的病原体主要有李斯特杆菌、沙门氏菌和弯曲杆菌等，微生物毒素的污染有细菌内源毒素和真菌毒素。食品成分及污染物的传统检验方法都不同程度地存在着操作烦琐、耗时、特异性差等不足。因此，人们开始运用现代生物工程新技术如PCR技术、探针技术及抗体检测系统来取代许多传统的检测方法，这些新的方法操作简便、经济有效、检测效率高、特异性好，改善了食品供应的安全标准。

1.PCR技术的应用

现代生物学，尤其是分子生物学的飞速发展，为食品检测提供了先进的技术手段，其中的PCR技术，由于具有快速、特异、灵敏的特点，在检测食品致病微生物和追踪传染源方面已被广泛应用，尤其适合于那些培养困难的细菌和抗原性复杂的细菌的检测鉴定。

沙门氏菌是一种重要的人畜共患疾病病原菌（pathogen），主要寄生在人和动物的肠道，引起食物中毒、急性胃肠炎和动物腹泻。因此，不管是食品卫生还是动物检疫，沙门氏菌都是必检项目之一。现在可采用酚提取法或碱裂解法制备样品并利用PCR诊断试剂盒来检测。用试剂盒检测人工感染和自然发病动物血液、粪便中的沙门氏菌，阳性率均比培养法高，而且PCR法仅需几小时，极大缩短了检测时间。

肉毒杆菌毒素可引起各种动物发生中毒性疾病，毒株鉴定靠检测毒素予以证明。PCR技术可检测其A～E型毒素基因。谢芝勋等建立了检测鉴别火鸡支原体的PCR方法，用该法能检出100 fg的火鸡支原体DNA。

李斯特单核增生菌是一种聚集性的革兰氏阳性杆菌。在所有的李斯特属中，李斯特单核增生菌似乎是唯一的人类病原菌，已发生过几次李斯特单核增生菌引起的食物中毒。该细菌可在许多食品加工场所生存，并导致食品加工后的污染。PCR已成为李斯特单核增生菌检测的技术基础。检测的目标基因是李斯特单核增生菌细胞溶血素0基因（hly），由hly基因编码的LLO是LM最主要的毒力因子。目前的研究也证实，只有感染李斯特菌毒力菌株的动物才能检测到LLO的表达，而且能诱导保护性免疫反应。(www.xing528.com)

PCR技术不仅可以用于细菌、螺旋体等的检测，还可用于病毒的检测，尤其是对那些难以进行病毒培养和血清学检验的病毒，用PCR法可快速检测诊断。

2.免疫学技术的应用

抗原（antigen）与抗体（antibody）的作用是免疫学的基础。食品中一些大分子或小分子物质可以直接或间接成为抗原，使免疫学技术成为研究和检测食品的快速、灵敏、专一、高效的方法。抗原与抗体特异性结合的结果，可以通过酶促显色反应、荧光反应、放射性同位素方法来显示，由此建立了一系列敏感而实用的免疫技术。免疫检测方法可以测试许多含量极低的物质，如微量残留物、真菌毒素、抗生素、激素、细菌毒素等。

免疫学技术已用于食品成分及安全性的检测中，如食品营养成分、香气成分和某些不期望成分，以及如病原微生物或微生物毒素、杀虫剂、抗生素和食品掺假物等。食品在储藏过程中会受到霉菌等微生物的污染，其结果不仅导致感官品质和营养价值的降低，更重要的是某些霉菌能产生毒素。用ELISA方法可以快速检出食品中的霉菌。黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉产生的致癌、致突变物。对这种真菌毒素的免疫学分析方法有放射免疫分析（RIA）和ELISA等。新一代ELISA引入了一系列放大机制，使ELISA敏感性大为提高，如底物循环放大机制，使碱性磷酸酶不直接催化有色物质生成，而是使NADP脱磷酸生成NAD，NAD进入由醇脱氢酶和黄素酶催化的氧化还原循环，导致有色物质的生成，这种放大机制使碱性磷酸酶的信号比标准ELISA放大了250倍。一种专一的微量竞争ELISA实验，检测黄曲霉毒素B1的灵敏度可达25 pg。为降低黄曲霉毒素B1与黄曲霉毒素B2之间的交叉反应，用抗黄曲霉毒素B2的单克隆抗体进行间接竞争ELISA，灵敏度为50 pg。对黄曲霉毒素检测专用的AF免疫试剂盒已成为世界各地分析实验室常规使用的方法。

转基因食品已逐步进入普通百姓的生活，为保护广大消费者的权益，满足其选择权和知情权及国际贸易的需要，转基因食品的检测越来越受到重视。由于转基因物质有可能在耕种、收获、运输、储存和加工过程中混入食品中，对食品造成偶然污染。因此，不论是对转基因食品贴示标签，还是对转基因与非转基因原料进行分别运输，转基因原料和食品的检测都是必不可少的。另外，要区分转基因与非转基因食品，对转基因食品进行选择性标记、对食品中转基因原料含量的多少加以限制，也需要准确有效的检测技术。

转基因食品的检测方法是对转基因食品进行确定、生产和管理的必要手段。转基因产品的检测，其实质就是检测转基因产品中是否存在外源DNA序列或重组蛋白产物。目前，全世界转基因农作物的种类多、数量大，所以检测难度很大。且与庞大的植物基因组相比，转基因作物中外源DNA的含量实在是太小了，这就要求检测技术的灵敏度非常高。由于转基因生物的特征是含有外源基因和表现外源基因的性状，因此，目前国际社会对植物性转基因食品的检测采用的技术路线有两条：一是检测插入的外源基因，主要应用PCR法、Northern杂交及Southern杂交、生物芯片技术等；二是检测表达的重组蛋白，主要采用ELISA法、Western杂交及生物学活性检测等。对转基因成分进行检测，必须快速、准确、灵敏、可靠。但是含有转基因成分的农产品种类多、数量大，尤其是含有转基因成分的食品，组成复杂，待检测成分（核酸或蛋白质）往往已被降解或破坏，检测难度很大。