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食品安全
食品安全
食品有許多種類,從食品的生命狀態(tài)而言,有天然食品與人造食品的區(qū)別。就天然食品來說,有些可以直接培養(yǎng)出新的生命,比如雞蛋、小麥、水稻種子等。多數(shù)天然食品雖不能培養(yǎng)出新的生命,但含有一定的生物組織、活性細胞,例如大米、肉食、牛奶、水果、蔬菜等。這些天然食品可以產(chǎn)生不同程度的生物光子輻射。相關的測量和分析可以獲得有關食品質(zhì)量的信息,比如新鮮度。人造食品是以生物物質(zhì)為材料加工出來的食品,例如酸奶、食油、面包等。這些食品的生命物質(zhì)含量已經(jīng)大大降低,嚴格意義上的生物光子輻射信號相當?shù)?,用生物光子檢測技術進行測量和分析一般比較困難。不過,如果被測量的食品可以萃取出液體,則可以用電化學發(fā)光技術進行檢測[28]。比如對蔬菜的農(nóng)藥殘留進行測量時,可將蔬菜在水中浸泡一段時間,待殘留的農(nóng)藥入水后,用電化學發(fā)光技術測量含有農(nóng)藥的水,用這種方法可以獲得相關的信息。當然這樣的測量和分析需要根據(jù)實際的農(nóng)藥種類建立數(shù)據(jù)庫,對于單純的無機物和有機物殘留,比如有機磷等農(nóng)藥殘留,氟乙酰胺等鼠藥、獸藥殘留,罌粟堿、巴比妥、亞硝酸鹽、甲醛、苯甲酸、二氧化硫等,需要在實驗室進行一系列測量,并建立一級或二級數(shù)據(jù)庫,然后逐步轉(zhuǎn)入實用性測量和分析。如果食品中含有微生物污染,比如食品中的沙門菌,單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、志賀菌、副溶血性弧菌、腸出血性大腸桿菌、阪岐腸桿菌、空腸彎曲菌、蠟樣芽孢桿菌,以及黃曲霉毒素、肉毒毒素、藻類毒素等,在這樣的情況下測量和分析就變得相當復雜,需要在實驗室進行大量的系統(tǒng)化和標準化的測量,建立多級別的數(shù)據(jù)庫,并根據(jù)實際需要不斷擴充和完善數(shù)據(jù)庫,最終建立切實可行的標準并進入實際應用。一旦標準建立起來,生物光子技術的優(yōu)點就可以得到充分的發(fā)揮。用生物光子技術檢測食品質(zhì)量,不但可以給出定量的數(shù)據(jù),而且具有快速靈敏的優(yōu)點,樣品置入暗室后,一般只需要20~30min即可給出結果。這個方法被期待在食品質(zhì)量檢驗中發(fā)揮重要的作用。
【生物傳感器在食品衛(wèi)生檢測中的應用】
食品中微生物的檢測一直沿用傳統(tǒng)的平皿計數(shù)法,方法繁瑣、耗時,愈來愈難以適應食品檢測部門的需要。生物傳感器的出現(xiàn)掀起了細菌測定方法的一場革命,也使食品工業(yè)生產(chǎn)和包裝過程中微生物自動檢測成為可能,流向市場的食品將會更安全可靠。
(1)食品中細菌和病原菌的測定
微生物生物傳感器用于檢測微生物,具有價廉耐用、方便快捷的優(yōu)點,但由于微生物在電極上直接或間接放電的能力有限,尚存在靈敏度低的缺點。此外,由于微生物往往含有多種酶,使選擇性不夠理想。光纖生物傳感器、免疫生物傳感器、核酸傳感器的發(fā)展為微生物檢測開辟了新的途徑。采用光纖傳感器可直接放入含有生長溶液的培養(yǎng)瓶中,自動監(jiān)測微生物的生長,這種傳感器是通過測定微生物代謝過程中的副產(chǎn)物二氧化碳濃度來估算細菌數(shù)量。采用光纖傳感器與核酸放大系統(tǒng)(PCR)相耦聯(lián),可檢測食品中的少量病原菌,如Listeria菌單細胞基因。采用酶聯(lián)電流型免疫傳感器可測到食品中存在的少量的沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄菌球。
(2)生物傳感器檢測食品中的毒素
在各種食物中毒中,細菌性食物中毒占有較大的比重。據(jù)統(tǒng)計,我國每年發(fā)生的細菌性食物中毒事件占食物中毒事件總數(shù)的30%~90%,中毒人數(shù)占食物中毒總?cè)藬?shù)的60%~90%。細菌性食物中毒,一般可分為毒素型、感染型和混合型三類。食品檢測部門迫切需要發(fā)展一種簡便快速的方法,以便對食品中的致病毒素進行現(xiàn)場檢測,保障人民的健康。
采用微生物傳感器對幾種突變物AF-2、絲裂霉素、克菌丹、黃曲霉素B1、硝基胍的檢出限分別為1.6、0.5、0.9、0.8、μg/mL,比采用Ames氏方法不僅時間短(前者60min,后者少則2~3d,長則一星期),靈敏度也高(對AF-2最低檢出限為1.6μg/mL,后者為10μg/mL)。該傳感器工作菌株為枯草桿菌,已知該菌株野生型(Rec+)的DNA在受到化學損傷后能通過分子重組而得到修復,故能繼續(xù)繁殖;而喪失這種自我修復能力的缺失型菌(Rec-)在DNA受到化學損傷后因失去繁殖力而死亡。將Rec+和Rec-菌株分別固定在一對氧電極表面,即構成致突變傳感器。
(3)生物傳感器檢測食品中殘留農(nóng)藥
鑒于誤食含農(nóng)藥食品中毒的事件頻繁發(fā)生,衛(wèi)生檢測部門迫切需要快速檢測技術,以對中毒事件做出反應。傳統(tǒng)的分析農(nóng)藥的方法不僅需要昂貴的設備,且方法繁瑣,耗時長,既不能面向基層應用,更不能面向現(xiàn)場應用,而生物傳感器在這方面顯示出其獨特的優(yōu)點。
采用電導型生物傳感器對食品中有機磷農(nóng)藥甲基馬拉松、乙基馬拉松、敵百蟲、二乙丙基磷酸進行了測定,檢出下限分別為5×10-7、1×10-8、5×10-7、5×10-11mol/L。Fernando采用光尋址電位型傳感器測定了有機磷和氨基甲酯類農(nóng)藥,生物敏感材料為來自電鰻的乙酰膽堿酯酶,可檢測出10mmol/L的馬拉松和惡蟲威。對其它農(nóng)藥如久效磷、百治磷、敵敵畏、速滅磷、二嗪農(nóng)、涕滅威等檢測濃度要高些。這種傳感器檢測速度快,幾分鐘內(nèi)可同時檢測8個樣品,準確性高,經(jīng)復活劑處理后可反復使用。
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