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淺析生物技術在食品檢測中的應用
近年來，隨著城市工業化程度越來越高，食品安全已成為人們越來越關注的焦點問題，下面是小編搜集整理的一篇探究生物技術在食品檢測中應用的論文范文，供大家閱讀參考。
摘 要:隨著我國經濟的飛速發展,人們生活水平的不斷提高,國家對食品安全問題的重視程度日益明顯。各種新設備、新技術陸續運用到食品檢測中,當中生物技術在食品檢測中的應用尤為廣泛,生物技術不但提高了食品檢測的精確度,也開拓了食品檢測新的方向。本文根據筆者多年的實踐經驗,就生物技術在食品檢測中的應用進行了詳細分析,對相關從業人員有一定的參考價值。
關鍵詞:生物技術 食品檢測 基因探針技術 PCR技術
近年來,隨著城市工業化程度越來越高,由此引發的環境問題日益嚴重,食品安全已成為人們越來越關注的焦點問題。傳統的食品檢測方法已經不能適應現代社會的發展要求,基因探針法、PCR技術、免疫學檢測技術、生物芯片和生物傳感器技術等生物技術在食品檢測中已經得到廣泛應用。充分利用現代生物技術為人們的生活質量保駕護航,已是迫在眉睫。
1 生物技術在食品檢測中的應用
在當前的食品檢測方法中,基因探針法、PCR技術、免疫學檢測技術和生物芯片技術是最為常見的生物技術。下文中,筆者將會逐一進行詳細介紹。
1.1 基因探針技術
基因探針技術即DNA探針技術,又稱分子雜交技術,是利用DNA分子的變性、復性以及堿基互補配對的高度精確性,對某一特異性DNA序列進行探查的新技術。
目前,基因探針雜交方法總體上可以分為兩種:一種是異相雜交;另外一種是同相雜交,其關鍵技術都在于DNA探針的構建。例如,在食品微生物檢測中,大腸桿菌具有葡糖苷酸酶的特性,利用大腸桿菌中編碼該酶的基因序列作為目標DNA,并制成DNA探針,用以檢測食品中的總大腸桿菌。與傳統微生物檢測方法相比,基因探針技術不僅能克服傳統食品微生物檢驗方法的不足,而且還具有特異性強、靈敏度高和操作簡便、省時等優點。與此同時,基因探針技術也存在其局限性,如檢測成本高、速度慢、效率相對較低,這些都是在以后的科研中需要改進的地方。
1.2 PCR技術
PCR技術又名聚合酶鏈反應技術,是由Korana于1971年最早提出核酸體外擴增的設想而產生的,并經過多年的實踐研究發展,近年來才逐漸應用到食品安全控制中。PCR由變性,退火(復性),延伸三個基本反應步驟構成,其基本工作原理是以擬擴增的DNA分子為模板,以一對分別與模板互補的寡核苷酸片段為引物,在DNA聚合酶的作用下,按照半保留復制的機制沿著模板鏈延伸直至完成的DNA合成。經過n次擴增后,PCR產物(復制出的DNA的片段)可達2n個,可以滿足各種分析的需要。2011年,實時熒光定量PCR技術在轉基因食品檢測領域中的應用和Taq Man PCR快速檢測食品中的空腸彎曲菌都是近期PCR技術在食品檢測中比較成功的案例。
PCR技術只需要使用很微量的物質,就能擴增到大量我們需要的目的片斷,并且可以對檢測樣品進行定性和定量的分析。但同時PCR實驗室要求嚴格,檢測儀器價格昂貴,技術含量高,操作復雜,對相關技術人員要求較高。
1.3 免疫技術
抗原與抗體的結合反應是一切免疫測定技術的最基本原理。免疫技術一般可分為三類:免疫標記技術、免疫沉淀反應和免疫凝集試驗。免疫檢測是目前生物學檢測方法中用途最廣泛的一種方法,具有特異性強、靈敏度高、方便快捷、分析容量大、檢測成本低等特點,尤其對于食品檢測非常敏感,通常會用在蛋白質結構分析中。
目前最常用的免疫學檢測技術中,酶聯免疫吸附試驗(ELISA)在食品檢測方面已得到普及。ELISA是將特異的抗體標記上酶制成酶標抗體酶標抗體既具有抗原抗體反應的特性,又具有酶的底物催化特性,它與相應的抗原結合后,加上相應的底物,根據底物顯色的深淺對抗原做出定性或定量的判斷。例如用該法檢測轉基因玉米所加工的食品中Cry1A(b)蛋白便是成功的案例。由于酶既有很高的催化效率,可極大的放大反應效果,從而使測定達到很高的靈敏度和穩定性。不過在應用中ELISA分析法也有一定的局限性,在被檢測樣品的蛋白濃度較低時可能會出現陰性,因此,ELISA分析法一般用于對鮮活組織的檢測和對接受基因工程改造生物體的初步檢測。
1.4 生物芯片技術
生物芯片是將大量生物識別分子按預先設置的排列固定于一種載體(如硅片、玻片及高聚物載體等)表面,利用生物分子的特意性親和反應,如核酸雜交反應,抗原抗體反應等來分析各種生物分子的存在及其量的一種技術。
基因芯片的最大優點在于其高通量。傳統方法檢測眾多基因要經歷多次實驗而且自動化程度低,因而每次實驗之間是存在系統誤差的�；蛐酒梢钥朔@個缺點,眾多基因的探針的標記、雜交等過程是在一次實驗過程中完成的,而且自動化程度高,數據客觀可靠。基因芯片的缺點在于其不能對待檢測基因在多細胞類型組織中的精確定位進行判斷。另外很多蛋白質調節其功能主要不是依賴其是否表達或表達量高低,而是依賴蛋白質磷酸化-去磷酸化等方式。在這種情況下,用核酸類生物芯片就沒有什么意義了,正在研究開發中的蛋白類芯片可能會有所作為的。
1.5 生物傳感器技術
生物傳感器(Biosensor):是由固定化并具有化學分子識別功能的生物材料、換能器件及信號放大裝置構成的分析工具或系統。其主要由生物敏感元件、換能器和信號處理放大裝置構成。生物傳感器技術應用于食品檢測方面的優勢很多,它響應快,樣品用量少;分析操作簡單;除緩沖液外無需添加試劑;可連續分析,聯機操作,易于實現自動化測量等等。
當前,生物傳感器技術在食品檢測方面功能主要有兩個方面:一是檢測魚、肉和牛乳等食品的新鮮度;二是用來檢測食品滋味及熟度。例如:日本農林水產省研制出一種傳感器,可“品嘗”肉湯的風味,用于肉湯生產過程的質量控制。
除了上文論述的一些生物技術外,越來越多的新技術將會逐漸應用到食品檢測中,其前景是值得期待的。
2 結語
生物技術以其經濟、高效等特點得到廣大科研人員的普遍認可,成為當前食品檢測中重要力量。與此同時,國家也不斷加大投入和頒布相關法律、法規保障食品檢測技術的研究和應用。相信不久的將來,隨著我國科技的發展,在各方研究人員的共同努力下,生物技術在食品檢測中的應用定會更加成熟,為我國的食品安全,為人們的生活造福。
參考文獻
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