生物技术作物食品检测技术研究进展_尹全
江西农业学报 2010,22(5):135～137A c t a A g r i c u l t u r a e J i a n g x i
生物技术作物食品检测技术研究进展
尹全
1,2
,宋君
1,2
,刘勇
2
收稿日期:2010-03-19基金项目:转基因重大专项“转基因生物安全评价共性技术”(2008Z X 08011-006);转基因重大专项“转基因生物抽样和精准检测技术
(2008Z X 08012-001)”;四川省财政育种工程专项资金项目(2009Q N J J -037)。
作者简介:尹全(1981-),男,四川成都人,研究实习员,硕士研究生,主要从事转基因植物环境安全研究工作。
(1.四川省农业科学院分析测试中心,四川成都610066;2.农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心(成都),四川成都610066)
摘 要:对国内外生物技术作物食品的检测技术进行了概述,重点介绍了目前使用较广泛的检测技术的特点及其存在的主要问题,并提出了今后生物技术作物食品检测技术的发展方向。
关键词:生物技术作物;食品;检测;基因芯片
中图分类号:Q 503 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2010)05-0135-03
R e s e a r c hP r o g r e s s i nD e t e c t i o nT e c h n i q u e s f o r F o o df r o m B i o t e c hC r o p s
Y I NQ u a n 1,2,S O N GJ u n 1,2,L I UY o n g
2
(1.A n a l y s i s a n dT e s t C e n t e r ,S i c h u a n A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e ,C h e n g d u 610066,C h i n a ;2.I n s p e c t i o nT e s t C e n t e r f o r E n v i r o n m e n t a l S a f e t y o f T r a n s g e n i c C r o p s ,M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e ,C h e n g d u 610066,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e t e c t i o n t e c h n o l o g i e s o f t h e d o m e s t i c a n d i n t e r n a t i o n a l f o o d f r o mb i o t e c h c r o p s w e r e r e v i e w e d ,a n d t h e c h a r a c t e r i s -t i c s o f t h e e x t e n s i v e l y -a p p l i e dt e s t i n g t e c h n o l o g i e s a t p r e s e n t a n d t h e i r m a i n p r o b l e m s w e r e i n t r o d u c e d .T h e f u t u r e d e v e l o p m e n t a l d i -r e c t i o no f t e s t i n g t e c h n o l o g y f o r t h e f o o df r o mb i o t e c h c r o p s w a s p r o p o s e d .K e y w o r d s :B i o t e c hc r o p s ;F o o d ;D e t e c t i o n t e c h n o l o g y ;P r o b l e m s
生物技术作物食品是以生物技术作物为直接食品或为原料加工生产的食品
[1]
。许多发达国家和发展中国
家投入了大量的人力和财力,研究、开发和推广生物技术,生物技术作物已进入大规模商品化生产阶段,生物技术作物食品当然也会随着生物技术作物大规模的商业化应用而不断扩大。农业生物技术应用国际服务组织(I S A A A )发布的《2009年度全球生物技术作物商业化现状报告》显示
[2]
,2009年全球共有25个国家的1400万农
民种植了1.34亿h m 2
的生物技术作物;目前还有其他30个国家已经批准进口生物技术作物产品用作食品和饲料的加工原料,或进行环境释放试验,共有24种生物技术作物的144个项目获得670项批准。I S A A A 预计,到2015年,全球将有40个国家的2000万农民种植生物技术作物,种植面积将达到2亿h m 2
。2009年生物技术作物的全球市场价值达92亿美元。
在中国,2009年生物技术作物种植面积370万h m 2
,在全球生物技术作物种植面积超过100万h m 2
的国家中位居第6位。为了促进我国生物技术作物产业快速、健康地发展,2008年中国政府投入约35亿美元启动了名为“转基因生物新品种培育”的重大科技专项;2009年1个生物技术玉米和2个生物技术水稻获得安全证书,这表明我国生物技术玉米、水稻等作物商品化又迈进了一大步。由于各国都在加大对生物技术作物的投入,这给全世界带来了巨大的社会、经济效益,但与此同时,也存
在许多潜在的问题,由于目前尚缺乏科学依据证明生物技术作物产品对人类健康和环境的安全性,生物技术作物产品对健康和环境潜在的风险引起了世界各国政府和公众的极大关注与广泛的忧虑,特别是生物技术作物食品,由于被消费者直接食用,因此更容易引起了人们对生物技术作物食品安全性的质疑。
鉴于目前关于生物技术作物食品对人体健康、生态环境和其它生物安全的影响在国际上尚无定论,所以在销售此类产品时,必须对这类产品进行标注,让消费者具有根据自己需求选择商品的权利。欧盟、日本和韩国等国家或地区先后出台了生物技术作物产品的标签制度,大于规定阈值的必须标志
[3]
(欧盟0.9%、日本5%、韩国
3%)。我国自2002年3月20日起也施行对农业生物技术作物进行标志管理,第一批实施标志管理的农业生物技术作物目录为:大豆、玉米、番茄、菜籽、棉花等5类17种。由于各国的食品制造商、销售商及消费者等多方面原因,也迫切需要各种食品标志,预计在不久的将来,我国将推出更多需要标志的产品。
目前,欧盟等要求生物技术作物食品在各个环节都需要进行检测和监控,为此,生物技术作物产品的检测、鉴定已成为各主要贸易国检验的一项重要工作,并纷纷建立了一流的检测机构和具有内部质量控制的标准化检测体系,以适应各种生物技术作物产品的检测。我国农业部规划完成审批35家具有生物技术成分检测能力的
标准化检测实验室,国家质检总局和环保总局也为我国生物技术作物产品进出口贸易建立了相关的检测实验室;一些生物技术研发公司也具有相当的实力,建立了得到国际或某些国家或地区认可的国际化标准实验室。在检测方法上,国际上还没有统一的标准,综合各国对生物技术作物食品检测的方法,主要有核酸检测和蛋白质免疫检测2大类技术,这主要适用于生物技术作物原材料食品或者原材料初加工食品,而对大部分D N A被降解及蛋白质变性的深加工食品主要采用核酸检测法。
1 核酸检测技术
1.1 聚合酶链式反应(P C R)检测法 聚合酶链式反应(P o l y m e r a s e C h a i n R e a c t i o n,P C R)是一种利用D N A变性和复性原理在体外进行特定的D N A片段高效扩增的方法之一,可检出微量靶序列(甚至少到1个拷贝),其中又可分为定性P C R和定量P C R两大类,1996年德国伯恩斯坦大学的M e y e r R o l f等论证了P C R检测生物技术食品的可能性。随着生物技术的发展,不断衍生出巢氏P C R、反向P C R、热不对称交错P C R、连接介导P C R等技术。它们是目前生物技术产品检测中应用最广泛的技术,具有快速、简便、灵敏等诸多优点。利用这些方法,只要严格按照标准及实验室操作要求,就能比较容易地达到对生物技术作物及其初加工食品的检测目的,很少出现假阳性或假阴性的检测结果。但是,对生物技术作物深加工食品来说,由于深加工过程中各种处理如油炸、各种添加剂的使用、p H值的剧烈变化,使其D N A发生了化学修饰和断裂降解,D N A提取含量就会非常低,加之在检测过程中各种反应的抑制因子(如C a2+、F e2+、微量重金属、碳水化合物、单宁、酸、酚类、盐分、亚硝酸盐等)的干扰,常常会导致P C R检测结果呈假阴性。因此,建立深加工食品的D N A提取方法是生物技术作物深加工食品检测的关键。目前,P C R检测技术在生物技术作物食品上也取得了一些成就,生物技术作物深加工食品检测也有一定的发展,如栾凤侠等[4]对大豆精加工产品的D N A提取方法及转基因检测研究;黄昆仑等[5]用巢式和半巢式P C R成功检测出生物技术大豆R o u n d u pR e a d y 及其深加工食品;刘光明等[6]用多重荧光P C R同时检测出生物技术成分C a M V35S和N O S基因成分;覃文等[7]采用荧光P C R-G e n e S c a n技术,在进口食品中检测出B t 和E P S P S基因成分。
1.2 基因芯片检测法 基因芯片是将目前通用的报告基因、抗生素抗性标记基因、启动子和终止子等大量已知的特异性片段探针分子,按照特定的序列方式固定于玻片、硅片或薄膜等固相载体上,形成的D N A微矩阵[8],标记的样品分子与位于微阵列上的已知序列按碱基配对原理进行杂交,通过激光共聚焦荧光检测系统检测杂交信号的强度,通过计算机软件进行数据比较和综合分析,转化成不同样本中特异基因的丰度,获得样品的分子数量和序列特征等信息,从而判断待测样品是否为生物技术作物产品,其最大的不足是每种检测样品首先必须有与之相配的非生物技术作物的芯片,而且成本高。但是,基因芯片技术由于可以同时将大量探针固定于支持物上,所以可以一次性对样品大量序列进行检测和分析,从而解决了传统核酸印迹杂交技术的操作繁杂、自动化程度低、操作序列数量少、检测效率低等不足,是一种在生物技术产品检测中极有发展前景和应用价值的技术,也是近年来国内外研究的热点,基因芯片检测技术完全可能成为21世纪最具活力的检测技术之一。
黄迎春等[9]选用目前常用的β-葡糖醛酸糖苷酶报告基因(G U S)、绿色荧光蛋白报告基因(G F P)、卡那霉素抗性基因(K A N)、潮霉素抗性基因(H g y)、花椰菜花叶病毒C a M V35S启动子、C a M V35S终止子和胭脂碱合成酶基因(N O S)终止子序列为探针,将其P C R扩增产物用M i c r o G r i dⅡ型全自动点样仪按矩阵排列点样于包埋有氨基的载玻片上,制备成生物技术作物检测型基因芯片,并利用该芯片对4种生物技术作物—水稻、木瓜、大豆、玉米进行检测,结果表明:该芯片能对生物技术作物做出快速、准确的检测。R u d i等[10]研制出一种基于P C R的复合定性D N A阵列的M Q D A-P C R系统,并用于食品中生物技术玉米的定量检测,能成功检测出0.1%以上的生物技术成分。德国G e n e-S c a nG m b H公司已开发出大豆、玉米、油菜、西红柿和土豆等植物的基因芯片[11]。美国B i o i n f o T e c h公司和四川省投资集团公司合资组建的百奥生物信息科技有限公司研制出用于鉴定生物技术作物的基因检测芯片,集成了多种基因片段的基因芯片,通过检测可以判断该植物是否含有外来的基因序列,从而鉴定该植物是否为生物技术作物。
2 蛋白质检测技术
蛋白质检测是利用免疫化学原理,将外源基因表达的蛋白质制备抗体,根据抗原抗体特异性结合、酶对底物的高效催化的原理,从而达到检测目标蛋白的目的。主要有酶联免疫吸附法(E n z y m e-l i n k e dI m m u n o s o r b e n t A s s a y,E L I S A)、试纸条以及W e s t e r n杂交技术等。其中, E L I S A试剂盒是目前生物技术检测系列产品中最成熟的商业化试剂盒[12],检测灵敏度高于0.1%,具有可定量分析、操作简单、易自动化等优点。L i p p等[13]使用E L I S A 法,通过抗体特异性地与C P4-E P S P Sf5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(来源于农杆菌C P4)蛋白结合,检测抗草甘膦大豆(R o u n d u pR e a d yS o y b e a n,R R S)。U r-b a n e k-K a r l o w s k a等[14]用E L I S A法检测玉米种子或未加工食品中的抗虫蛋白C r y1A b,其检测值达到1%的水平。严吉明等[15]分别以聚苯乙烯酶标板和硝酸纤维素膜为固相载体,利用E L I S A间接法检测了生物技术抗虫棉中的B t蛋白。而试纸条法检测表达蛋白的最低值可达到0.15%,具有快速、易操作、可随身携带的优点。目
136江 西 农 业 学 报 22卷
前已开发出针对检测抗除草剂的莽草酸羟基乙酰转移酶(E P S P S)、草丁膦乙酰转移酶(P A T)以及抗虫的B t毒蛋白(C r y1A c、C r y1C、C r y3A、C r y2A、C r y9C)等多种商业化检测试剂盒或试纸条[16]。
W e s t e r n杂交是植物基因工程中检测外源基因是否表达出蛋白质的权威方法,但该方法需要转膜和杂交,操作繁琐且费用高,不适合大批量样品的检测。其缺陷主要有一下几点:由于外源基因的表达有组织特异性,对一些诱导型基因表达的蛋白质在特定的材料中无法检测;蛋白质容易在加工过程中变性,因此不适合用于深加工产品的检测,只适合用于原材料和初加工产品的检测;需要制备特异的抗体,制备过程繁琐等因素极大地限制了其在生物技术作物食品检测方面的应用。
3 其它检测技术
3.1 近红外光谱检测技术 近红外光谱区介于可见光区与中红外光区之间,波长范围为0.75～2.5μm[17]。通过近红外光谱,可以得到样品中所有有机分子含氢基团的特征信息,所以能同时检测多种有机分子。近红外光对物质的穿透能力较强,所以近红外分析不需对样品作任何预处理。近红外光谱还具有不会对人体造成伤害或对环境造成任何污染,以及快速、高效的特点。目前近红外在农产品中的应用已经相当成熟,但在生物技术农产品检测中应用的报道很少。H u r b u r g h等[18]成功地采用近红外光谱分析法将R R S从普通非生物技术大豆中分开,准确度可达84%。芮玉奎等[19]用B P网络识别模型对24个转B t基因玉米进行识别分析,结果表明:当绝对误差不超过0.05时,待判样品检验结果输出识别正确率可达100%,所建的生物技术玉米B P网络识别模型具有较好的识别效果。由于近红外光谱技术不能检出具体的化合物,不能准确检测出生物技术产品中D N A或某个蛋白质所发生的变化,因此在生物技术食品检测中的应用有很大的局限性。
3.2 电化学发光检测技术 电化学发光(E l e c t o c h e m i l u-m i n e s e e n c e,E C L)是在电极上施加一定的电压,利用电化学反应来直接或间接地引发化学发光现象。E C L无放射性危害,是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应,具有灵敏度高、检测线性范围宽、检测速度快的特点,检测仅需几十秒到几分钟。刘晋峰等[20]将电化学发光技术、P C R技术和双探针杂交技术结合起来,用于检测C a M V35S启动子,成功判断出样品中是否含有生物技术成分。由于这种方法需结合P C R等技术,因此核酸质量的好坏直接影响检测结果的准确性,且该方法操作步骤繁琐、成本高,在生物技术作物食品检测中适用性不强。
4 生物技术作物食品检测技术存在的问题和发
展方向
生物技术作物食品检测主要有核酸检测和蛋白质免疫检测2大类技术,这2种方法的发展都存在一定的制约因素,P C R检测技术用于初加工品生物技术成分检测时相对容易,而用于深加工品检测时却面临着严峻的挑战,主要是能否有效地从众多深加工的产品中提取到原料D N A,这是后续生物技术作物食品检测成功与否的关键,也是后续检测的瓶颈。由此可见,生物技术作物食品核酸检测技术存在的问题集中体现在能否提取到高质量的核酸。目前,针对这一问题,需突破2个关键技术:一是针对不同深加工产品中含有的各种抑制剂进行净化的前处理技术;二是小片段、低含量D N A的纯化和富集技术。国内外有很多研究,也卓有成效,如德国C O N G E N 公司生产出一种深加工生物技术作物产品的D N A提取试剂盒,P r o m e g a公司生产出深加工生物技术作物产品的D N A提取试剂盒等。中国农业科学院生物技术研究所研制出大豆油、酱油、豆腐乳、淀粉和蜂蜜等D N A提取试剂盒,上海市农业科学院生物技术中心开发出一种试剂盒,适用于所有的深加工产品。蛋白免疫学检测技术由于缺乏自主研制的检测试剂,因而严重限制了该方法的使用范围,且由于深度加工会使蛋白质变性,灵敏度较低,此法仅适用于原材料及初加工食品的检测。
由于生物技术作物食品直接关系到人们的身体健康和切身利益,所以对生物技术作物食品的检测要求快速、准确、实用、操作简便。生物技术作物食品的检测正朝着试剂盒的方向发展,甚至让普通百姓通过用可随身携带的试纸条,短时间内就能检测自己所购买的食品是不是生物技术作物食品,让消费者有更多的知情权和选择权。
参考文献:
[1]丁武,魏益民.关于转基因食品[J].中国食物及营养,2003,
(1):14～17.
[2]C l i v e J.2009年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势
[J].中国生物工程杂志,2010,30(2):1～22.
[3]金芜军,贾士荣,彭于发.不同国家和地区转基因产品标志管
理政策的比较[J].农业生物技术学报,2004,12(1):1～7. [4]亲凤侠,张洪祥,白月.大豆精加工产品D N A提取方法及转基
因检测[J].大豆科学,2005,24(3):232～235.
[5]黄昆仑,罗云波.用巢式和半巢式P C R检测转基因大豆
R o u n d u p R e a d y及其深加工食品[J].农业生物技术学报,
2003,11(5):461～466.
[6]刘光明,李庆阁,王群力,等.多重荧光P C R同时检测转基因
成分C a M v35S和N O S方法的建立[J].厦门大学学报(自然科学版),2002,41(4):493～497.
[7]覃文,董洁,高东微,等.P C R-G e n e S c a n法检测转基因产品
[J].生物技术,2001,11(5):36～39.
[8]J o s e p hW.F r o m D N A B i o s e n s o r s t oG e n eC h i p s[J].N u c l e i c
A c i d s R e s.,2000,28(16):3011～3016.
(下转第140页)
137
5期 尹全等:生物技术作物食品检测技术研究进展
力学参数,定量评估C Y P450活性是药理学上广为应用的一种方法[3,11]。
对人和其他哺乳动物而言,P B是经典的C Y P450诱导剂,可以促进肝脏内质网增生和微粒体膜结合蛋白合成,尤其是细胞色素P450含量的增加,因此C Y P450诱导作用的出现常常伴随着肝脏重量和微粒体蛋白含量的增加。但P B对鸡肝微粒体C Y P450有无诱导作用,机制何在,尚未见报道。本试验结果表明,P B能显著增加鸡肝脏指数,提示其具有促进肝细胞内质网增生和蛋白质合成的作用,这一点可从肝微粒体蛋白、细胞色素P450含量和主要亚型活性的显著提高而得到进一步证实。而体内试验表明,经P B处理后,探针药物A P在鸡体内的代谢加快。综合体外和体内试验结果,表明P B对鸡肝微粒体C Y P450具有明显的诱导作用,可显著提高鸡C Y P450的活性,这与哺乳动物上的研究报道[12,13]基本一致。
参考文献:
[1]舒焱,周宏灏.细胞色素P450药物氧化代谢酶的遗传药理学
进展[A].王永铭,苏定冯.药理学进展[M].北京:科学出版社,2000.19～36.
[2]J u nW.E f f e c t o f p h e n o b a r b i t a l o ni n t r a l o b u l a r e x p r e s s i o no f
C Y P2B1/2i nl i v e r so f r a t s[J].B i o c h e m i c a l P h a r m a c o l o g y,
2000,60:285～291.[3]H a n i Z.E f f e c t o f p h e n o b a r b i t a l o n h e p a t i c C Y P1A1a n d C Y P1A2
i n t h e A h r-N u l l m o u s e[J].B i o c h e m i c a l P h a r m a c o l o g y,1998,
55:235～238.
[4]G i a m i l a F,G r a z i a G,M i r e l l a Z,e t a l.T h eu p r e g u l a t i n g e f f e c t o f
d e x a m e t h a s o n e o n t u m o r n e c r o s i s f a c t o r p r o d u c t i o n i s m e d i a t e d b y
a n i t r i c o x i d e-p r o d u c i n g c y t o c h r o m e P450[J].C e l l u l a r I m m u-
n o l o g y,1995,160:305～308.
[5]徐叔云,卞如濂,陈修.药理学实验方法[M].北京:人民卫生
出版社,2001.511～512.
[6]杨海峰,江善祥.鸡肝微粒体细胞色素P450酶系检测方法的
建立[J].中国兽医科学,2006,36(2):147～150.
[7]A d n a n EI Y,D a l e AR,H a t i mA,e t a l.S i m p l i f i e d d e t e r m i n a-
t i o n o f a n t i p y r i n e c l e a r a n c e b y l i q u i d c h r o m a t o g r a p h y o f s a l i v a o r p l a s m a[J].P h a r m a c e u t i c a l R e s e a r c h,1991,8(2):269～272. [8]刘定勇,王浴生,凌保东.利福定和利福平对小鼠肝微粒体酶
的影响比较[J].中国抗生素杂志,1989,14(5):318～322. [9]王青秀.细胞色素P450表达的诱导机制及其筛选方法的研究
进展[J].国外医学药学分册,2000,30(1):43～46.
[10]刘移民.细胞色素氧化酶P450研究新进展[J].卫生毒理学
杂志,2000,14(4):243～246.
[11]M o n o s t o r y K,V e r e c z k e y L.T h e e f f e c t o f p h e n o b a r b i t a l a n d d e x-
a m e t h a s o n c o a d m i n i s t r a t i o n o n t h e a c t i v i t y o f r a t l i v e r P450s y s-
t e m[J].B i o c h e m i c a l a n dB i o p h y s i c a l R e s e a r c hC o m m u n i c a-t i o n s,1994,1:351～358.
(上接第137页)
[9]黄迎春,孙春昀,冯红,等.利用基因芯片检测转基因作物[J].
遗传,2003,25(3):307～310.
[10]R u d i K,R u dI,H o l c k A.AN o v e l M u l t i p l e x Q u a n t i t a t i v e D N A
A r r a y
B a s e d P
C R(M Q
D AP C R)f o r Q u a n t i f i c a t i o n o f T r a n s g e n i c
M a i z e i nF o o da n dF e e d[J].N u c l.A c i d sR e s.,2003,31
(11):62.
[11]张华,王静.生物芯片技术在食品检测中的应用[J].生物信
息学,2004,(3):43～48.
[12]翁俊林,谭明,孙建伟.转基因作物(G M O)分子检测技术
[A].农业转基因生物技术进展(首届农业转基因生物技术
国际论坛论文集)[C].2006.58～60.
[13]L i p p M,A n k l a mE,S t a v e J W,e t a l.V a l i d a t i o n o f a n I m m u n o a s-
s a y f o r D e t e c t i o na n dQ u a n t i t a t i o no f aG e n e t i c a l l yM o d i f i e d S o y b e a n i n F o o d a n d F o o d F r a c t i o n s U s i n g R e f e r e n c e M a t e r i a l s:
I n t e r l a b o r a t o r y S t u d y[J].J o u r n a l o f A O A CI n t e r n a t i o n a l,2000,
83(4):919～927.
[14]U r b a n e k-K a r l o w s k a B,S a w i l s k a-R a u t e n s t r a u c h D,J e d r a M,e t
a l.D e t e c t i o n o f G e n e t i c M o d i f i c a t i o n i n M a i z e a n dM a i z e P r o d-
u c t s b y E L I S AT e s t[J].R o c z P a n s t wZ a k l H i g,2003,54(4):
345～353.
[15]严吉明,崔林开,叶华智,等.转B t基因植物中杀虫蛋白的酶
联免疫检测技术研究Ⅱ-B t杀虫晶体蛋白抗体的制备[J].
四川农业大学学报,2005,(3):280～284.
[16]E l k e A n k l a m,F e r r u c c i o G a d a n i,P e t r a H e i n z e,e t a l.A n a l y t i c a l
M e t h o d s f o r D e t e c t i o n a n d D e t e r m i n a t i o n o f G e n e t i c a l l y M o d i f i e d O r g a n i s m s i n A g r i c u l t u r a l C r o p s a n d P l a n t-d e r i v e d F o o d P r o d-u c t s[J].E u r o p e a nF o o dR e s e a r c ha n dT e c h n o l o g y,2002,214
(1):3～26.
[17]徐广通,袁洪福,陆婉珍.现代近红外光谱技术及应用进展
[J].光谱学与光谱分析,2000,20(2):134～142.
[18]H u r b u r g h CR,R i p p k e GR,H e i t h o f f C,e t a l.D e t e c t i o n o f G e-
n e t i c a l l y M o d i f i e d G r a i n s b y N e a r-i n f r a r e dS p e c t r o s c o p y[A].
P r o c e e d i n g s P I T T C O N.2000-S c i e n c e f o r t h e21s t C e n t u r y[C].
N e wD r l e a n s,2000.12～17.
[19]芮玉奎,罗云波,黄昆仑,等.近红外光谱在转基因玉米检测
识别中的应用[J].光谱学与光谱分析,2005,25(10):1581
～1583.
[20]刘晋峰,邢达,沈行燕,等.电化学发光P C R技术检测转基因
植物[J].生物化学与生物物理进展,2004,31(4):375～378.
140江 西 农 业 学 报 22卷
现代生物技术在食品检测的应用
现代生物技术在食品检测的应用 摘要：随着社会的不断发展及人们认知水平的不断提高，现代生物技术水平不断进步，并向多元多维的方向发展。该技术的发展为食品安全提供保障。本文对电子鼻和电子舌、生物传感技术、生物芯片技术与蛋白质检测技术在食品检测中的应用情况进行了阐述，以期能够提高食品检测的精准度，减少食品安全问题。 关键词：现代生物技术；食品检测；应用
近年来食品安全问题层出不穷，食品检测的必要性也由此而日益彰显，为了让食品更加安全、卫生，让人民买得放心吃得安心，需要加强对食品安全的重视，提高警惕，对食品污染来源追查到底，剖析出食品中对人体有害的物质。现在，我国的食品检测技术仍需完善，要完全胜任食品检测工作还需要进一步提高技术。所以不断钻研食品检测技术并使之日趋完善有十分重要的意义。而现代生物技术可以改良传统的技术，及时发现并预防食品安全问题，有效改善现状，让食品安全有保障。 1现代生物检测技术在食品安全监测中的重要性 古人有云“民以食为天”，“食”是民生之根本，但当前，食品安全问题层出不穷，对现代社会的食品安全带来了很大的影响。面对这种状况，传统的食品检测方法已不能很好地服务于食品检测督查工作。此时，在食品检测中应用现代生物技术就显得尤为重要，生物传感器、基因探针、蛋白质检测等技术不仅可以为我国食品安全问题的防护工作提供保障，而且比传统的方法更加高效、准确，在成本上省时又省力，由此种种便可见其在食品检测市场上的优越性、实用性[1]。 2现代生物技术在食品检测中的应用分析 2.1在食品检测中电子鼻与电子舌的运用
电子舌的功能类似于人体的舌头，可以感知食物中所含有的物质，以类脂膜为味觉传感器感知气味，并将气味信息变换成易于识别的物理信号。从而实现对食品中各种物质的感知。在食品检测中，通过味觉传感器及对气味的感知，能够对被检测食品的鲜嫩度以及水分含量做出判断，从而对其好坏进行评定。例如，通过检测水果中内酯的含量、各种肉类中酶的含量，从而判断其新鲜程度，除此之外，应用此技术能够有效辨别植物油以及酒类的品质；将电子鼻检测数据与新鲜产品数据进行对比，可判断各种果蔬、肉类的新鲜程度。 2.2生物传感器技术 生物传感器技术是将生物物质如酶、蛋白质、抗原、抗体与微生物等，作为被识别物质，并通过特定的转换器及信号放大器，将发生的生物化学反应转换成可定量的物理或化学信号，并由此完成化学物质的检测。生物传感器的两个组成部分分别为感应器和转换器。其中，感应器是对被检测物质（即底物）具有高选择性分子识别功能的膜；而转换器可以将膜上发生的生化反应所消耗或生成的化学物质以及产生的光、热等转变成电信号，并对所得的电信号进行处理，然后在相应的仪器上记录并显示出来。根据生物传感器对被检测物质与膜的反应类型，其可以分为亲合型传感器、催化型感应器以及代谢型传感器；由所用识别物质的不同，可将其
《食品微生物检测技术》A卷
农产品质量检测专业及绿色食品生产与经营专业2015级《食品微生物检测技术》课程期末考试卷 （A卷） 一、名词解释（总分10分，每题2分） 1．菌落 2．菌落总数 3．培养基 4．乳酸菌 5．大肠菌群 二、填空题（总分20分，每空1分） 1．与食品工业密切相关的乳酸菌主要为乳杆菌属、双歧杆菌属和链球菌属中的等。采用法，检测酸奶中的各种乳酸菌可以获得满意结果。 2．我国卫生部颁布的食品微生物指标主要有、和三项。 3．在菌体形态观察中，需进行制片后才能进行显微镜下观察，观察细菌时采用的制片方法是，观察真菌采取的制片方法是。 4．微生物生长需要的营养要素有、、、、生长因子和能源。 5．根据细菌的生长曲线，可将细菌的生长分为、、、 四个时期，作为研究材料应取的细菌最合适。 6．一般培养基的制备主要程序可分为：称量、、调节pH、过滤、、加塞包扎、 和无菌检查等步骤。 7．无菌室的熏蒸消毒，主要采用熏蒸消毒法，测定无菌室无菌程度一般采用法。 三、单项选择题（总分20分，每题1分，将答案写在下面） 1——5：6——10： 11——15：16——20： 1.紫外线的杀菌机理可能是（） A.紫外线的高热作用 B.紫外线的辐射作用 C.紫外线凝固细菌蛋白质 D.紫外线干扰细菌DNA复制与转录
2.革兰氏染色的关键操作步骤是（） A.结晶紫染色 B.碘液固定 C.酒精脱色 D.复染 3.热力灭菌法分干热和湿热灭菌两类，并在同一温度下湿热灭菌效力较干热要强这是因为（） A.可迅速提高温度 B.湿热有一定潜热、穿透力大，促进菌体蛋白凝固 C.迅速破坏细菌的酶系统 D.促进糖类分解 4.关于金黄色葡萄球菌的描述不正确的是（）。 A.球状菌 B.G+ C.在血平板上形成的菌落为黑色D能产生凝固酶 5.GB/T4789.2-2010菌落总数检验方法是（）。 A.平板涂抹法 B.显微镜检查法 C.平板菌落计数法 D.菌落计数器法 6.检测金黄色葡萄球菌所用的增菌液是（） A.7.5%氯化钠肉汤 B.普通肉汤 C.蛋白胨水 D.TTB 7.在测定菌落总数时，首先将食品样品作成（）倍递增稀释液。 A.1：5 B.1：10 C.1：15 D.1：20 8.奶粉检验取样前，操作人员应（） A.用95％的酒精棉球擦手 B.用75％的酒精棉球擦手和容器口周圈 C.用65％的酒精棉球擦容器口周围 D.用酒精灯烤容器口周围 9.某微生物在有氧和无氧时均可以生长并可以利用氧，它属于（）。 A.微好氧菌 B.好氧菌 C.厌氧菌 D.兼性厌氧菌 10.一般培养基高压蒸汽灭菌的条件是：（） A.121℃/15-30min B.115℃/15-30min C.130℃/15-30min D.65℃/15-30min 11.采用湿热高压蒸汽灭菌，（）是影响灭菌质量的关键。
食品微生物检测方法的研究进展
食品微生物快速检测方法的研究进展 【摘要】本文从食品安全与卫生的角度出发，介绍了分子生物学方法中的核酸探针检测法、基因芯片检测法、PCR技术检测法的检测原理及优缺点、在食品微生物检测中的应用。 【关键词】食品微生物、快速、检测、分子生物学 随着世界食品开发、生产、销售的迅速发展与人们生活水平的不断提高，研究和建立食品微生物快速检测方法以加强对食品卫生安全的监测越来越受到各国科学家的重视，其关键是及时、准确地检测出食品中的微生物。传统的检测方法准确性、灵敏性均较高，但有涉及的实验较多、操作繁琐、效率低等缺点。近年来，微生物的快速检测和自动化研究进展声速，主要包括微生物学、分子化学、生物化学、生物物理学、免疫学和血清学等方面及其它们的结合应用。本文主要介绍分子生物学方法中的核酸探针检测法、基因芯片检测法和PCR技术检测法 分子生物学方法 随着微生物学、生物化学和分子生物化学的飞速发展，对微生物的鉴定已不再局限于对它的外部形态结构及生理特性等一般检验上，而是从分子生物学水平上研究生物大分子，特别是核酸结构及其组成部分。在此基础上建立的众多检测技术中，核酸探针和聚合酶链反应，以其敏感、特异、简便、快速的特点成为世人瞩目的生物技术革命的新产物，已逐步应用于信源性病原菌的检测。 1 核酸探针法 细胞核酸DNA 和RNA 是唯一一类可以传递遗传信息的大分子，而每一种病原体都有独特的核酸片段，核酸探针是带有将已知核苷酸DNA或RNA片段用同位素或其它方法标记的基因特异片段，它主要利用碱基配对原理，使互补的2条核酸单链形成双链。 根据核酸探针中核苷酸成分的不同，可将其分为DNA探针或RNA探针；根据选用基因的不同又可分为两种，一种探针能同微生物中全部DNA分子中的一部分发生反应，它对某些菌属、菌种、菌株有特异性，另一种探针只能限制性同微生物中某一基因组DNA发生杂交反应，它对某种微生物中的一种菌株或仅对微生物中某一菌属有特异性。 美国GENE-TRAK公司研制出了脱氧核糖核酸杂交筛选比色法，主要利用特异的基因探针对沙门菌、李斯特菌和大肠杆菌的rRNA进行检测。检测步骤如下：先设计出与细菌rRNA互补的基因探针，待检样经过增菌培养后，溶解细菌并加入带有标记的探针进行液相杂交：如果待检样中存在靶细菌rRNA、荧光素标记的检测探针和多聚脱氧腺嘌呤核苷酸末端捕获将与目标rRNA序列杂交；此后，把包被多聚脱氧胸腺嘧啶核苷酸的固相载体测杆插入杂交溶液中，利用多聚脱氧腺嘌呤核苷酸与多聚脱氧胸腺嘧啶核苷酸间的碱基配对将杂交核酸捕获于固体载体中，并将固相载体真培养于过氧化酶-抗荧光素接合剂中，使探针上的荧光素与结合剂结合；最后，将固相载体置于酶底物-色原溶液中，使过氧化酶与底物反应，在450nm处测量吸光度值，以确定样品中是否存在靶细菌。 总的来说，核酸探针技术是一种理想的快速检测技术，它最大优势是特异性和敏感性，而且兼备组织化学染色的可见性和定位性，主要用于食品致病性病原微生物的检测。但是也存在一定问题，如每检测一种菌就需要制备一种探针，而且目前尚未建立所有菌种的探针；要达到检测量还要对样品进行一定时间的培养；对毒素污染的食品有时因样品中不含产毒菌而无法检测出，所以该技术还有待进一步发展。 2基因芯片技术 基因芯片的基本原理是将各种寡核苷酸点样于芯片表面，微生物样品DNA经PCR扩增制备荧光标记探针，然后再与芯片上寡核苷酸点杂交，最后通过扫描仪定量和分析荧光分布模式来确定检测样品是否存在某些特定微生物。
现代生物技术研究进展
现代生物技术研究进展 luojuan 摘要：生物技术是21世纪最具有发展前景和活力的学科，世界各国都将生物技术视为一项高新技术，生物技术在相关领域中的应用也成为应用技术研究中的热点。生物技术又叫生物工程，是综合运用生物学、细胞生物学、微生物学、生物化学等基础科学和生化工程等原理和技术而形成的一门综合性的科学技术。 关键词：现代生物技术细胞工程酶工程发酵工程基因工程蛋白质工程研究进展 一、现代生物技术概述[1] 生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统生物技术主要是自然发酵技术和自然杂交育种技术。现代生物技术是指以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。现代生物技术主要包括：细胞工程、酶工程、发酵工程、基因工程、蛋白质工程。 二、细胞工程研究进展[2] 细胞工程的概念及其基本操作细胞工程属于广义的遗传工程,是将一种生物细胞中携带的全套遗传信息的基因或染色体整个导入另一种生物细胞,从而改变细胞的遗传性,创造新的生物类型。它包括细胞融合、细胞重组、染色体工程、细胞器移植、原生质体诱变及细胞和组织培养技术。 近年来，在该领域的研究最引人注目的是细胞融合技术和细胞杂交，并取得一些突破性研究进展。应用细胞融合技术可以培育新型生物物种。可实现种间育种。 1975年英国科学家研制成功了淋巴细胞杂交瘤技术，由此技术获得的单克隆抗体很快应用于临床实践，被称为20世纪80年代的“生物导弹”。目前单克隆抗体技术已用于治疗诊断癌症、艾滋病等多种疑难疾病，及快熟诊断人类、动物和农作物病害等方面，成为细胞工程在医学上最重要的成就之一。 日本秋田生物技术公司和遗传资源开发利用中心联合采用细胞工程的原生质体突变，将“秋田小町”稻育成“新秋田小町”新品种。该稻试种过程中，产量大大提高，取得了明显的经济效益。我国科学家利用细胞工程的原生质体育种在世界上首创了食用菌属间原生质体杂交。这种属间杂交新品种，既有香菇的独特香味和优良品质，又有平菇的高产量、生长周期短、易栽培、抗逆性强等特性。 随着细胞工程技术的不断发展，植物细胞和组织培养这一细胞工程技术也无例外地得到发展，目前已在许多植物上，特别是在农林生产实践中得到了广泛应用。尤其在林木优良品种和无性系的快速繁殖方面进展较快。 细胞工程已成为当代社会经济重要支柱性技术之一。 三、酶工程的研究进展[3] 酶工程就是在一定的生物反应装置中，利用酶的催化功能，将相应的原料转化成有用物质的一门技术。 化学酶工程又称初级酶工程，主要由酶学与化学工程技术相互结合而形成。在开发自然酶制剂方面，大规模生产和应用的商品酶只有数十种，如水解酶、凝乳酶、果胶酶等。在食品工业中的应用主要是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、食品烘烤及啤酒发酵；在轻化工业中的应用主要包括洗涤剂制造、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造、牙膏和化妆品的生产、造纸、废水废物处理和饲料加工等；在能源开发上的应用主要是利用微生物或酶工程技术从生物体中生产燃料，也可利用微生物作为石油勘探、二
食品微生物检测实验室要求
自来水水池至少有两个，工作台，药品试剂柜，超净工作台（无菌室），灭菌锅，培养箱，冰箱，干燥箱，电子天平，显微镜，平皿，试管，三角瓶等玻璃器皿。这些都是必备基本设备，只要能摆放的下就可以。 一、微生物实验室设计 微生物实验室由准备室、洗涤室、灭菌室、无菌室、恒温培养室和普通实验室六部分组成。这些房间的共同特点是地板和墙壁的质地光滑坚硬，仪器和设备的陈设简洁，便于打扫卫生。 二、微生物实验室基本要求（一）准备室 准备室用于配制培养基和样品处理等。室内设有试剂柜、存放器具或材料的专柜、实验台、电炉、冰箱和上下水道、电源等。（二）洗涤室 洗涤室用于洗刷器皿等。由于使用过的器皿已被微生物污染，有时还会存在病原微生物。因此，在条件允许的情况下，最好设置洗涤室。室内应备有加热器、蒸锅，洗刷器皿用的盆、桶等，还应有各种瓶刷、去污粉、肥皂、洗衣粉等。 （三）灭菌室 灭菌室主要用于培养基的灭菌和各种器具的灭菌，室内应备有高压蒸汽灭菌器、烘箱等灭菌设备及设施。（四）无菌室 无菌室也称接种室，是系统接种、纯化菌种等无菌操作的专用实验室。在微生物工作中，菌种的接种移植是一项主要操作，这项操作的特点就是要保证菌种纯种，防止杂菌的污染。在一般环境的空气中，
由于存在许多尘埃和杂菌，很易造成污染，对接种工作干扰很大。1. 无菌室的设置 无菌室应根据既经济又科学的原则来设置。其基本要求有以下几点： （1）无菌室应有内、外两间，内间是无菌室，外间是缓冲室。房间容积不宜过大，以便于空气灭菌。最小内间面积2×2.5＝5m2，外间面积1×2＝2m2，高以2.5m以下为宜，都应有天花板。 （2）内间应当设拉门，以减少空气的波动，门应设在离工作台最远的位置上；外间的门最好也用拉门，要设在距内间最远的位置上。（3）在分隔内间与外间的墙壁或“隔扇”上，应开一个小窗，作接种过程中必要的内外传递物品的通道，以减少人员进出内间的次数，降低污染程度。小窗宽60cm、高40cm、厚30cm，内外都挂对拉的窗扇。（4）无菌室容积小而严密，使用一段时间后，室内温度很高，故应设置通气窗。通气窗应设在内室进门处的顶棚上（即离工作台最远的位置），最好为双层结构，外层为百叶窗，内层可用抽板式窗扇。通气窗可在内室使用后、灭菌前开启，以流通空气。有条件可安装恒温恒湿机。 2. 无菌室内设备和用具 （1）无菌室内的工作台，不论是什么材质、用途的，都要求表面光滑和台面水平。 （2）在内室和外室各安装一个紫外灯（多为30W）。内室的紫外线灯应安装在经常工作的座位正上方，离地面2m，外室的紫外线灯可
食品微生物检验技术复习题完整版
食品微生物检验技术复 习题 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
名词解释 样品（sample）是指从某一总体中抽出的一部分。 食品采样（sampling）是指从较大批量食品中抽取能较好地代表其总体样品的方法。 接种：将微生物接到适于它生长繁殖的人工培养基上或活的生物体内的过程叫做接种。 菌落总数：指一定数量或面积的食品样品，在一定条件下进行细菌培养，使每一个活菌只能形成一个肉眼可见的菌落，然后进行菌落计数所得的菌落数量。 V-P试验：某些细菌在葡萄糖蛋白胨水培养基中能分解葡萄糖产生丙酮酸，丙酮酸缩合，脱羧成乙酰甲基甲醇，后者在强碱环境下，被空气中氧氧化为二乙酰，二乙酰与蛋白胨中的胍基生成红色化合物，称V－P（+）反应。 生理生化试验：微生物生化反应是指用化学反应来测定微生物的代谢产物，生化反应常用来鉴别一些在形态和其它方面不易区别的微生物。因此微生物生化反应是微生物分类鉴定中的重要依据之一。 硫化氢（H2S）试验：有些细菌可分解培养基中含硫氨基酸或含硫化合物，而产生硫化氢气体，硫化氢遇铅盐或低铁盐可生成黑色沉淀物。 增殖培养基: 在普通培养基中加入一些某种微生物特别喜欢的营养物质，以增加这种微生物的繁殖速度，逐渐淘汰其它微生物，这种培养基称为增殖培养基。 外源性污染：食品在生产加工、运输、贮藏、销售食品过程中不遵守操作规程或不按卫生要求使食品发生污染称为外源性污染，也称为第二次污染． 环状沉淀反应：是一种定性试验方法，可用已知抗体检测未知抗原。将已知抗体注入特制小试管中，然后沿管壁徐徐加入等量抗原，如抗原与抗体对应，则在两液界面出现白色的沉淀圆环。 微生物性食物中毒：食用被微生物或微生物毒素污染的食品而引起的中毒称为微生物性食物中毒。 无菌接种操作：培养基经高压灭菌后，用经过灭菌的工具在无菌条件下接种含菌材料于培养基上，这过程叫做无菌接种操作。 菌落：指细菌在固体培养基上生长繁殖而形成的能被肉眼识别的生长物，它是由数以万计相同的细菌集合而成。 细菌总数：指一定数量或面积的食品样品．经过适当的处理后，在显微镜下对细菌进行直接计数。其中包括各种活菌数和尚未消失的死菌数。 大肠菌群：系指一群在37度能发酵乳糖、产酸、产气、需氧和兼性厌氧的革兰氏阴性的无芽胞杆菌。 淀粉水解试验：某些细菌可以产生分解淀粉的酶，把淀粉水解为麦芽糖或葡萄糖。淀粉水解后，遇碘不再变蓝色。 糖酵解试验：不同微生物分解利用糖类的能力有很大差异，或能利用或不能利用，能利用者，或产气或不产气。可用指示剂及发酵管检验。甲基红（Methyl Red）试验：肠杆菌科各菌属都能发酵葡萄糖，在分解葡萄糖过程中产生丙酮酸，进一步分解中，由于糖代谢的途径不同，可产生乳酸，琥珀酸、醋酸和甲酸等大量酸性产物，可使培养基PH值下降至以下，使甲基红指示剂变红。 靛基质（Imdole）试验：某些细菌能分解蛋白胨中的色氨酸，生成吲哚。吲哚的存在可用显色反应表现出来。吲哚与对二甲基氨基苯醛结合，形成玫瑰吲哚，为红色化合物。尿素酶（Urease）试验：有些细菌能产生尿素酶，将尿素分解、产生2个分子的氨，使培养基变为碱性，酚红呈粉红色。氧化酶（Oxidase）试验：氧化酶亦即细胞色素氧化酶，为细胞色素呼吸酶系统的终末呼吸酶，氧化酶先使细胞色素C氧化，然后此氧化型细胞色素C再使对苯二胺氧化，产生颜色反应。硫化氢-靛基质-动力（SIM）琼脂试验：试验方法：以接种针挑取菌落或纯养物穿刺接种约1/2深度，置36±1℃培养18~24h，观察结果。培养物呈现黑色为硫化氢阳性，混浊或沿穿刺线向外生长为有动力，然后加Kovacs氏试剂数滴于培养表面，静置10min，若试剂呈红色为靛基质阳性。培养基未接种的下部，可作为对照。选择培养基:在培养基中加入某种物质以杀死或抑制不需要的菌种生长的培养基，称之为选择培养基。鉴别培养基: 在培养基中加入某种试剂或化学药品，使难以区分的微生物经培养后呈现出明显差别，因而有助开快速鉴别某种微生物。这样的培养基称之为鉴别培养基。 无菌技术:指在微生物实验工作中，控制或防止各类微生物的污染及其干扰的一系列操作方法和有关措施。 粪大肠菌群：系一群需氧及兼性厌氧，在℃培养24h内能发酵乳糖产酸产气和分解色氨酸产生靛基质的革兰氏阴性无芽胞杆菌。玻片凝集法：是一种常规的定性试验方法。原理是用已知抗体来检测未知抗原。常用于鉴定菌种、血型。试管凝集法：是一种定量试验方法。多用已知抗原来检测血清中有无相应抗体及其含量。常用于协助诊断某些传染病及进行流行病学调查。 沉淀反应：可溶性抗原与相应抗体结合，在有适量电解质存在下，经过一定时间，形成肉眼可见的沉淀物，称为沉淀反应（Precipitation）。絮状沉淀反应：将已知抗原与抗体在试管（如凹玻片）内混匀，如抗原抗体对应，而又二者比例适当时，会出现肉眼可见的絮状沉淀，此为阳性反应。琼脂扩散试验：利用可溶性抗原抗体在半固体琼脂内扩散，若抗原抗体对应，且二者比例合适，在其扩散的某一部分就会出现白色的沉淀线。每对抗原抗体可形成一条沉淀线。有几对抗原抗体，就可分别形成几条沉淀线。大肠菌群MPN：大肠菌群MPN是采用一定的方法，应用统计学的原理所测定和计算出的一种最近似数值。 大肠菌群值：大肠菌群值是指在食品中检出一个大肠菌群细菌时所需要的最少样品量。内源性污染：凡由动物体在生活过程中，由于本身带染的微生物而造成食品的污染者，称为内源性污染，也称第一次污染．食品腐败变质：是指食品受到各种内外因素的影响，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程．
食品中有害微生物快速检测方法概述
(一)、概述 食用被微生物污染的食品而导致的疾病，称作食源性疾病。导致这类疾病的微生物叫食源性致病菌。随着人们居住和卫生条件的不断改善，以及抗生素的滥用，人类对病菌的抵抗能力却在不断下降，食源性疾病一直呈上升的趋势。因此，对食品中致病菌的监测和检验也就越显示其重要性，常规的检验大多依靠培养目标微生物的方法来确定食品是否受到此微生物的污染，这些方法需要一定的培养时间，少则2～3天，多至数周，才能确定。而现行有效的一些快速检测方法不仅可以大大缩短检测时间提高微生物检出率并可用于微生物计数、早期诊断、鉴定等方面，以做到快速、简便、准确。快速方法包括了微生物学、分子化学、生物化学、生物物理学、免疫学和血清学等领域。 （二）、常见、常用的快速、简便的检测微生物数量的方法如下： 1、活细胞计数的改进方法 （1）、旋转平皿计数方法 （2）、疏水性栅格滤膜法（HGMF）或等格法（isogrid method） （3）、血膜系统（Pertrifilm） （4）、酶底物技术（ColiComplete） （5）、直接外荧光滤过技术（DEFT） （6）、“即用胶”系统（SimPlate） 2、用于估计微生物数量的新方法 （1）、阻抗法 （2）、A TP生物发光技术 3、其他方法 （1）、微量量热法 （2）、接触酶测定仪 （3）、放射测定法 （三）、食品中沙门氏菌的快速筛检方法 1、沙门氏菌显色培养基法 2、免疫学方法 3、分子生物学方法 4、自动传导法 （四）、大肠杆菌O157：H7快速检测方法 大肠杆菌O157：H7肠出血性大肠杆菌的主要血清型，自1982年在美国被分离并命名以来，陆续发现本菌与轻度腹泻、溶血性尿毒综合症、出血性肠炎、婴儿猝死综合症等多种人类病症密切相关，是食源性疾病的一种重要致病菌。E.coli O157：H7属于肠杆菌科埃希氏菌属，为革兰氏阴性杆菌，有鞭毛。近年来作为食品卫生及流行病学的研究热点，E.coli O157：H7的分离和鉴定方法已取得了较大进展。利用其生化特征、免疫原性建立的方法以及现代分子生物学技术的应用，可以从多方面对E.coli O157：H7进行检测。 1、E.coli O157：H7鉴别培养基及显色培养基 2、免疫学检测方法 3、分子生物学方法 （五）、金黄色葡萄球菌的快速检测方法 金黄色葡萄球菌为革兰氏阳性球菌，呈普通串状排列无芽孢，无鞭毛，不能运动。该菌在自然界中分布广泛，如空气、水、土壤、饲料和一些物品上，是最常见的化脓性球菌之一，食品受其污染的机会很多。金黄色葡萄球菌食物中毒是其肠毒引起的，目前已确认的肠毒素至少有A,B,C1,C2,C3,D,E和F8个型。由金黄色葡萄球菌肠毒素引发的中毒爆发事件，近年来
食品生物技术论文
姓名： ** 班级： *** 学号： *** 指导老师： *** 完成日期：2012****
生物技术在食品中的应用 ******（***） [摘要] 目前，生物技术在食品工业中的作用表现在4个方面：一是食品原料和微生物的改良，提高食品营养价值及加工性能；二是生产各种功能食品有效成分、新型食品和食品添加剂；三是可直接应用于食品生产过程中物质的转化；四是工业化生产预定的食品或食品的功能成分。此外，在食品生产相关领域，如食品包装、食品检测等方面，生物技术也得到越来越广泛的应用。随着现代生物技术的迅猛发展，生物技术在食品工业中的应用也日益广泛和深入。它的发展对于解决现存的食物资源短缺问题、丰富食品种类、满足不同消费需求，开发新型功能性食品等均有突出贡献。现以基因工程和酶工程为主要内容，分析生物技术在食品工业中的应用。 [关键词] 生物技术基因工程酶工程食品工业应用 [正文] 现代生物技术在食品中及食品加工制造上的应用，涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程以及现代分子检测技术。其中基因工程技术为核心技术，它能带动其他技术的发展。 基因工程技术是指将外源的核酸分子（目的基因）导入到原来没有这类基因的宿主生物体内，并能持续稳定的繁殖，从而使宿主生物产生新的性状。基因工程的基本程序：①获取所需的目的基因；②把目的基因与选好的载体（如小型环状DNA分子）连接在一起，即重组；③把重组载体转入宿主细胞；④对重组分子进行选择；⑤表达成蛋白，采用合适条件，获得高表达的产品。 自1973年美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer两位科学家成功地实现了DNA分子重组实验，揭开了基因工程发展的序幕，人类有能力按照自己的意愿去操作不同的基因，再接着1982年抗卡那霉素向日葵、1997年克隆羊多莉的诞生...基因工程的兴起和发展，使得转基因生物技术为食品行业的发展注入了新的动力，直接加快了对粮食产量的提高和食品营养的改善，解决了了发展中国家人民的温饱问题。 目前，基因工程在食品工业中的应用主要包括改良食品加工的原料、改良食品微生物菌种性能、应用于食品酶制剂的生产、改良食品加工工艺以及保健食品等。其中，改良食品加工的原料可分为改良动物性食品源和改良植物性食品源。例如为了提高奶牛的产奶量但又不影响奶的质量，可采用基因工程技术生产的牛生长激素BST注射到母牛上，便可达到提高母牛产奶的目的。为了提高猪的瘦肉含量或降低猪脂肪含量，则采用基因重组的猪生长激素，注射至猪上，便可使猪
食品微生物检测实验
实验一食品中细菌总数的检验 一、实验目的要求 1、了解细菌总数检验的意义。 2、掌握样品稀释处理的方法和菌落总数计数的方法 3、掌握国标法测定菌落总数的方法和技能 4、熟练无菌操作技术。 二、原理 菌落总数是指食品经过处理，在一定条件下培养后，所得1g或1ml检样中所含细菌菌落总数。菌落总数主要作为判别食品被污染程度的标志，也可以应用这一方法观察细菌在食品中繁殖的动态，以便对被检样品进行卫生学评价时提供依据。 菌落总数并不表示样品中实际存在的所有细菌总数，菌落总数并不能区分其中细菌的种类，所以有时被称为杂菌数，需氧菌数等。 三、试剂和仪器 （一）最先准备的器材（清洗、烘干、包扎、灭菌） 规格名称数量用途 1、500ml广口瓶1个稀释样品 2、500ml三角瓶1个配制生理盐水 3、250ml三角瓶2个配制营养琼脂 4、18×180mm试管3支稀释样品 5、1ml移液管 5 支 6、直径为90mm平皿10套倒营养平板 7、250ml量筒1支 8、玻璃珠：直径约5mm （二）应灭菌、消毒的器材 剪刀1把不锈钢药匙1把称量纸：适量 酒精消毒的器材：吸耳球1个，滴管胶头4只，开瓶器
（三）应制备的培养基 培养基总量所用容器 1、0.85%NaCl生理盐水1瓶300ml/瓶500ml三角瓶 2、平板计数琼脂（PCA）培养基：2瓶100ml/瓶250ml三角瓶 四、实验内容 （一）、基本操作过程： 样品称量→→样品稀释→→倾注平皿→→培养48小时→→计数报告。 （二）、样品的稀释（样品的处理） 样品：袋装乳粉 外包装消毒→→无菌称样品25g→→加无菌生理盐水→→加盖振荡摇均匀 1、用75%酒精棉球擦拭消毒袋口，用无菌剪刀开封取样。称取检样25g，放入装有适量玻璃珠的灭菌广口瓶子中，然后用225mL温热的灭菌生理盐水徐徐加入（先加入少量生理盐水将乳粉调成糊状，再全部加入，以免奶粉结团），采用振摇法（用力快速振摇50次,振幅不小于40cm）振摇均匀，即为1:10的稀释液。固体检样在加入稀释液后，最好置灭菌均质器中以8000~10000r/min的速度处理1min，制成1：10的均匀稀释液。 2、用1ml灭菌吸管，吸取1∶10稀释液1ml，注入含有9ml灭菌生理盐水的试管内，振摇试管混合均匀，制成1∶100稀释液。 3、另取1ml灭菌吸管，按上项操作顺序作10倍递增稀释液，如此每递增稀释一次，即换用另一支1ml灭菌吸管。 4、根据对检样污染情况的估计，选择2～3个适宜稀释度，分别在作10倍递增稀释的同时，即以吸取该稀释度的稀释液1ml于灭菌平皿内，每个稀释度做2个平皿。 5、用1ml生理盐水作空白对照试验，做2个平皿。 注意： ①吸管尖端不要触及瓶口或试管口外部，也不得触及管内稀释液。 ②吸管插入检样液内取样稀释时，插入深度要达2.5cm以上,调整时应使管尖与容器内壁紧贴。 ③进行稀释时，应使吸管内的液体沿管壁小心流加入，以免增加检液。 ④每递增稀释一次，即换用一支1ml灭菌吸管。
食品微生物检验的内容及检测技术
食品微生物检验的内容及检测技术 食品安全检验过程的主要内容 食品微生物的检验。食物在生产过程中以及放置过程中会受到环境中微生物的损坏或影响，在部分研究中，将食品中细菌数量对食品的损坏程度作为食品安全检测的首要内容。在食品微生物的检验过程中，我们主要对人体有害微生物进行检验，其中在食品安全检验过程中，因为食品中有多种微生物共存现象，所以在检验前，微生物检验员要把不同的菌体进行分离，这样才能更加清楚的了解各种微生物的数量及菌体的分布情况，包括生产型食品微生物，如醋酸杆菌，酵母菌等和使食物变质的微生物，如霉菌、细菌等和食源性病原微生物如溶血性大肠杆菌，肉毒杆菌等。对食品原辅料微生物的控制和产成品微生物的检验是保证食品安全的重 要途径。 针对食品致病菌的相关检验。不同的致病菌会对人们的身体健康有不同程度的危害，像我们在生活中经常吃到的大米，有些不法商家将发霉的大米加工后再次放入市场进行二次销售，虽然经加工后，在外表上和普通大米没啥两样，但这种大米中含有黄曲霉这一致病菌，据可靠信息表明，黄曲霉的危害性十分巨大，如果人们长时间吃这样的大米，出现
癌症的风险要比常人高出很多倍，由此可见，食品中致病菌的检验是保证我们能吃到放心食品十分关键的微生物检测技术，所以我们在致病菌的检验上对不同种类的致病菌进行定量严格检验。如乳制品和肉制品的致病菌主要是黄曲霉菌和大肠杆菌，而蛋制品中则容易出现染沙门菌、大肠菌群、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，罐头食品容易出现肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、蜡样芽胞杆菌。
食品微生物检验中的主要特点 对食品检测要求相对较高。在食品微生物的一系列检验中，由于食品中涉及的微生物种类较多，因此加大了食品微生物检验的难度。国家标准或行业标准对不同食品中微生物的含量特别是致病菌的含量有明确的要求。在食品的运输过程中，食品致病菌以及其他微生物对相应的食品有一定的污染，随着微生物种类的增多，检测人员需要对食品受致病菌影响的程度、食品保质期以及其他相关的标准进行测量，难度会随着微生物种类的增多而复杂。所以在微生物检验上我们对每一阶段的食品安全检测都要重视，在各个微生物的测量上，相关的检测技术要求就有所提高。 食品微生物检验效率。随着食品市场的商品流通提高，人们对食品需求不断增加，而食品安全问题却在日益严重，为了保障人们在能够及时满足食品种类和数量要求的同时，进一步促进食品安全的保障措施落实，必须加强食品安全的检验效率。当前的食品生产企业主要是采用大规模的流水线式生产方式，为了提高产出效率，在食品安全的微生物检验工作上往往会出现漏洞和懈怠。食品微生物检验效率的高低以及检验效果的好坏主要受到该企业的检验手段熟练程度以及检验设备精确程度的影响。特别是散货产品，食品微生物的检验效率关系到出厂产品的新鲜度，如果检验效率过低，投放入市场的食品很有可能会提前出现变质等现象。因
食品生物技术应用研究进展
食品生物技术应用研究进展 生物技术是对生命有机体进行加工改造和利用的技术，是21世纪高新技术的核心之一，发达国家皆将生物技术列为国家级重点科技并积极开发。生物技术已被应用于工农业、食品加工、医疗保健等众多领域中。而食品生物技术是生物技术的重要分支学科，主要指生物技术在食品工业中的应用。另外，在食品生产相关领域如食品包装、食品检测等方面，食品生物技术也得到越来越广泛的应用。 1 生物技术在食品工业中的应用 1.1 对食品资源的改造 1.1.1 生产转基因食品应用现代生物技术，特别是重组DNA技术，可将生物的特定性状转移到植物、动物和微生物中；与此同时，人们采用细胞生物学方法，建立了细胞融合技术，并进行动物、植物细胞大量控制性培养，按照预定的设计改造遗传物质，从而得到转基因动植物。如应用基因工程和细胞工程对各类植物进行改良，发展了植物抗病抗虫害品种：改良蔬菜、水果采收后的品质；改良植物原料加工特性。目前，生长速度快、抗病力强、肉质好的转基因兔、猪、鸡已经问世，为改善人们的膳食结构提供了一条新的思路和方法。 据统计，美国农业部现已批准生产的转基因农作物有7大类，35种。我国现已批准可商业化生产的有6项，涉及食品的有3项，包括转基因耐储藏番茄．抗黄瓜花叶病毒甜椒，抗花叶病毒番茄。处于中试阶段的与食品有关的转基因植物有抗除草剂水稻、抗虫水稻、抗病毒大白菜、抗病毒番茄、转Bt基因抗虫棉花、抗青枯叶病马铃薯、抗旱马铃薯、高氨基酸马铃薯等。
1.1.2改良食品原料发酵微生物食品原料加工中．一个非常重要的方面就是应用发酵技术进行微生物转化。持续创新使发酵食品不断得以改善并日趋多样化，但是许多创新只是局限于为现有产品选择新的可改变产品特性的生产菌。 用于发酵的微生物基因序列的揭示和高产量后基因组技术的出现使我们对传统加工方法的认识发生了巨大的变化。现在，有10种真菌基因组序列已被公开．而且通过公开的基因序列数据库，更多的真菌基因序列将被阐明。Jewett 等以黑匣子代谢组学方法为例进行了综述，为真菌基因组序列非依赖性的代谢作用多样性功能分析提供了可能。 根据它们高度的特异性和多样性．通过这些方法．通常可以确定其次级代谢产物。后基因组技术为开发发酵生物体的天然生物活性提供了新的可能．对改变微生物在相关生产条件下的性能有重要意义．这将为选择最佳的微生物菌种并利用这些微生物生产出有特色或新型的发酵产品提供新的方法。Van Hyckama Vlieg 等以乳酸乳球菌属微生物为例，对这些技术及其应用潜能进行了综述。 1.2对食品加工工艺的改进 1.2.1 延长食品保鲜期一方面．选育并推广适宜贮藏加工的品种，为食品生产提供更多易于贮藏的原料。主要是利用遗传工程技术选择培育对乙烯敏感性低的新品种．从基因工程角度解决农副产品的保鲜问题。另一方面，应用酶工程技术，利用生物酶制造一种有利于食品保质的环境．吸去瓶颈空隙中的氧而延长保鲜期：溶菌酶对革兰氏阳性菌有很强的溶菌作用，用于肉制品、干酪、水产品等的保鲜。 1.2.2 改进肉、奶、水产品的加工肉的加工保鲜方面主要是提高肉的综合品质以及瘦肉、肥肉、嫩肉的综合利用，如肉的嫩化、发酵香肠的生产和增加
生物技术在食品营养检测中的应用
专科生毕业论文 生物技术在食品营养检测中的应用Biotechnology in Food and Nutrition detection applications 学生姓名李志华 学生学号200731201048 所在专业食品加工技术 时间2009-10-16
生物技术在食品营养检测中的应用 李志华 （河南漯河 462002） 摘要：本文阐述了生物技术对食品原料和食品微生物的改良，从而提高食品的营养价值及加工性能;并论述了基因探针技术、PCR技术在食品检测中的应用。 关键词：生物技术营养基因探针 PCR Biotechnology in Food and Nutrition detection applications Abstract: This article elaborated the biological technology to food raw material and food microorganism's improvement, thus enhances food the nutritional value and workability; And elaborated the gene probe technology, the PCR technology in food examination application. Key word: Biological technology nutrition gene probe PCR 生物技术在食品工业中的应用首先是基因工程的应用，即以DNA重组技术或克隆技术为手段，实现动植物、微生物等的基因转移或DNA重组，以改良食品原料或食品微生物；其次是细胞工程的应用，即以细胞生物学的方法，按照人们预定的设计，有计划地改造遗传物质和细胞培养技术，包括细胞融合技术及动植物大量控制性培养技术，以生产各种保健食品的有效成分、新型食品和食品添加剂；再次是酶工程的应用，酶是活细胞产生的具有高度催化活性和高度专一性的生物催化剂，可应用于食品生产过程中物质的转化；最后是发酵工程的应用，即采用现代发酵设备，使经优选的细胞或经现代技术改造的菌株进行放大培养和控制性发酵，获得工业化生产预定的食品或食品的功能成分。 1.利用生物技术对食品原料和食品微生物的改良，从而提高食品的营养价值及加工性能 1.1基因工程和细胞工程的综合应用 利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂，一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力，另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善，食品储藏和保存时间有所延长。我国利用基因工程技术培育的转基因抗病番茄、抗病甜椒，目前累计种植3,000多亩，耐贮番茄在室温下储藏56天，好果率达70％以上。利用细胞工程技术培育出含水量大大降低的西红柿、洋葱、马铃薯新品种，培育出带咸味和奶味的适宜膨化加工的玉米新品种，获得了出油率高、不饱和脂肪酸含量较高的油料作物，以及我国已在田间试验中的超级水稻、转基因鲤鱼、高产奶量的转基因试管牛，等等。
食品微生物检测技术和方法
食品微生物检测技术和方法 食品微生物学主要研究与食品生产、食品安全有关的微生物的特性，研究如何更好地利用有益微生物为人类生产各种各样的食品以及改善食品的质量，防止有害微生物引起的食品腐败变质、食物中毒，并不断开发新的食品微生物资源。近年来，随着分子生物学技术的不断发展，许多新技术也越来越多地应用到食品微生物学科领域，并取得了可喜的成绩。 1 食品微生物的定义 1.1定义 食品微生物即与食品有关的微生物。从生物学角度上说，它研究的是食品与微生物相互关系。它是一门由医学、农业、工业的微生物学中与食品生产有关的部分相互融合而成的一门学科。食品微生物总体上包括三类：一是通过食品微生物的作用，可生产出各种饮料、醋、馒头、味精、酱油、酒和面包等发酵食品。二是引起食品变质腐败的微生物。三是食源性病原微生物，其包括能引起人类食物中毒和使人、动植物感染进而发生传染病的病原微生物。 1.2食品微生物的分类 食品微生物无特殊的分类系统。按照微生物分类系统，可将与食品密切相关的微生物分为细菌、酵母菌、霉菌和病毒。和其他生物分类一样，细菌的分类单元也分为七个基本的分类等级或分类阶元，由上而下依次是：界、门、纲、目、科、属、种。在分类中，若这些分类单元的等级不足以反映某些分类单元之间的差异时也可以增加亚等级，即亚界、亚门……亚种，在细菌分类中还可以在科（或亚科）和属之间增加族和亚族等级。 2 食品微生物的检测技术和方法 2.1生物化学法
微生物和肠毒素快速检测方法的基础是生物化学反应，其中主要的方法有以下几种：（1）生物发光法 以活菌发出的光来评价食物样品的微生物污染。目前提出的自动化检测系统可测到每200ml样品中1个菌，15min内可测定25份液体样品中酵母菌、霉菌、或细菌的存在情况。还有一种装置可检测出103菌落形成单位/ml，10min至2h内得出结果。还可用于对含有非微生物ATP的样品中微生物ATP的测定。 ATP测定法是利用生物发光法，应用荧光素—荧光素酶制剂进行的，在活细胞中ATP含量近乎是恒定的，利用特殊的酶试剂水解掉细菌膜，使ATP释放，ATP与荧光素—荧光素酶制剂反应变成AMP和光，产生的光强度与ATP成正比，通过测定光强度可确定细菌浓度。这种方法可用于鲜肉、鲜鱼、牛奶、啤酒、矿泉水以及无菌药品的检测等多种领域。 ATP+荧光素+荧光素酶（Mg2+）→荧光素→荧光素酶→AmP+焦磷酸荧光素→荧光素酶→AMP（O）→氧化荧光素+荧光素酶+AMP+CO2+光直接表面荧光过滤技术，是将含菌产品制成过滤的食品均质液，经核孔一多聚碳化物膜过滤后，用吖啶橙染色效果不好，添加荧光增白剂天来宝（Tinopal），可以使模糊菌像变为可见，染色的菌发出的荧光从绿色、橙黄色到红色。检测时间为20-30分钟。总菌数/毫升=滤膜面积×计数菌落的算术平均值/视野面积×样品值。 （2）生化改变的广度分析 运用广度分析法可以测出通过细菌悬液的光量来鉴定样品中的微生物，其中含有酵母菌、厌氧菌、革兰氏阳性球菌、革兰氏阴性杆菌，大概在4小时至24小时内得出结果。 2.2膜过滤一微菌落一荧光法 将一定量的样品（或样品稀释液）经膜过滤（过滤膜φ巾≤0.45μm），再过滤膜放在培养基上或放在浸行液体培养基的厚纸板上在适宜温度条件下培养一段时间，然后将膜放在浸过
现代生物技术在食品检测中的应用
现代生物技术在食品检测中的应用 潘云娣 杨文鸽 (宁波大学生命学院,宁波 315211) 摘 要: 介绍了DNA探针、PCR技术、免疫检测技术在食品微生物及转基因成分检测中的应用。着重阐述了PCR技术的工作原理、应用及其发展前景。同时简要介绍了生物芯片及其在食品检测中的应用前景。 关键词: DNA探针 PCR技术 免疫检测技术 生物芯片 The Application of Modern Biological T echnologies in Food T esting Pan Yundi Yang Wenge (L if e College Ni ngbo U niversity,Ni ngbo 315211) Abstract: The application in food microorganisms and GMO identification of four modern molecular biology tech2 niques were introduced:DNA probes,PCR technique,immunological examination,biochip.The principle,application and development prospect of PCR technique were especially detailed discussed.The biochip and its application prospect were also presented. K ey words: DNA probes PCR technique Immunological examination Biochip 随着我国食品科学技术的发展以及对外贸易的需要,食品的检测与分析工作已经提高到一个极其重要的地位。特别是为了保证食品的标准品质,开展食品科学技术研究,寻找食品污染的根源,人们更需要对食品进行各种有效营养物质和对人体有害、有毒物质的检验和分析。我国目前采用的食品检验方法还比较落后,已不能适应人们对食品卫生和安全的需求。因此,改进和完善食品检测技术已迫在眉睫。 自1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋模型,揭示了遗传密码的奥秘。进入20世纪70年代,各种分子生物学技术不断出现,主要包括核酸分子杂交技术、PCR技术和现代免疫技术等,目前这些技术在食品检测和分析等方面已经得到了较好的应用;另外,生物芯片技术也在食品检测方面显示了较好的应用前景。本文就这些技术尤其是PCR技术在食品检测方面的应用与特点作一探讨。 1 DNA探针法 两条不同来源的核酸链如果具有互补的碱基序列,就能够特异性的结合而成为分子杂交链。若在已知的DNA或RNA片断上加上可识别的标记(如用32P同位素标记),就可制成DNA探针,用以检测未知样品中是否具有与其互补的序列[1]。 目前使用的DNA探针杂交方法总体上可以分为2类:一类是异相杂交(即固相杂交技术)。二是同相杂交(即液相杂交技术)。近年来DNA探针杂交技术在食品微生物检测中的应用研究十分活跃,目前已可以用DNA探针检测食品中的大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌(S al monella)、志贺氏菌(S higella spp)、李斯特氏菌(L isteria monocyto2 genes)、金黄色葡萄球菌(S taphylococcus an2 rens)[2,3,4]等。 1991年周志江[5]等用生物素标记的编码大肠杆菌耐热毒素(ST)的DNA片断作为基因探针,检测了污染食品中的产ST大肠杆菌。1993年3月陈倩[6]等对自食品中以血清学初筛分离出的78株ESIEC菌株,以入rp2z基因探针检测其HPI毒力岛基因,结果检出7株,可鉴定为ESIEC大肠杆菌。本法特异、敏感而又没有放射性,且不需要进行复杂的扩增菌和获得纯化培养而节省了时间,从而减少了毒力丧失的机会,提高了检测的准确性。 2 PCR技术 PCR技术是1985年诞生的一项DNA体外扩增技术。该技术自问世以来,就以惊人的速度广泛 生物技术通报 ?技术与方法? B IO TEC HNOL O G Y BULL ETIN 2004年第6期