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食品檢測發展方向 - 生物技術的應用

食品檢測發展方向 - 生物技術的應用

曾耀源

(廠商會檢定中心)

人們越來越重視食品安全問題,對食品檢測的要求越來越高。然而,傳統食品檢測方法有一定的局限,例如以大型儀器檢測食品的費用昂貴和檢測時間長。因此,近年以 “成本小、準確、迅速及安全” 為賣點的生物技術被廣泛地應用於食品檢測,成為了新的發展方向。以下是一些應用在食品檢測方面的生物技術:

1. PCR (聚合酶鏈鎖反應)方法

每一個生命體 (包括人、動物、植物、細菌和病毒等) 的DNA都是獨一無二,並含有特定的基因序列。

簡單來說,PCR是一種 “基因複製” 技術。它利用DNA聚合酶於短時間內對目標的某段基因進行大量複製,然後進行定性或定量的分析。

透過PCR技術檢測食品樣本中是否含有特定的基因序列,我們便能得悉該食物是否含有致病微生物 (例如沙門氏菌、0157大腸桿菌、諾如病毒等);是否為轉基因食物 (例如含轉基因的大豆、玉米、番茄等);以及是否含有摻假成分 (例如牛肉含有馬肉的成分、假蜂蜜等)。

近年來該技術在食品檢測已逐漸被廣泛應用,尤其是檢測致病微生物、轉基因食品和食品摻偽鑒別。然而,相關檢測設備成本高及技術要求很高。

2. DNA 探針(Probe)方法

在合適條件下,一條單股 DNA可與另一條序列互補的單股 DNA “配對” (Hybridization),並結合成穩定的雙股 DNA。利用這個特性,只要我們知道某生物的特定 DNA 序列,然後以人工合成方法設計出 “對應” 該 DNA 序列的單股 DNA – 即 “DNA 探針 (probe) ”,便可鑑定該生物。

例如我們根據大腸桿菌具有葡萄苷酸酶(Glucuronidase)的特性,便能設計出專一的探針和檢出目標食品中所含有的大腸桿菌。然而,該技術自身還存在著成本相對較高等限制性因素。

3. 生物晶片(Biochip)方法

生物晶片是由載體(例如硝化纖維、硅等)和生物分子(包括基因分子或蛋白質分子)組成的一個小裝置。大量生物分子排列在載體上面﹐並和樣本中的目標DNA分子或蛋白質分子 “結合” ; 然後透過適當的檢測方法檢測 (例如螢光標記法) 。

這技術能同時分析多達幾千個基因的表達,可反映某類分子(例如微生物、重金屬等)在食物是否存在,以及其對特定基因表達的影響。在研究食物中有毒有害物質的毒性時,生物晶片技術是一個突破傳統的選擇。

4. 生物感測器 (Biosensor) 技術

生物感測器是由生物敏感元件(例如生物組織、微生物、酶、抗體、核酸等)、轉換元件及檢測元件(例如光學、電化學檢測儀器等)組成的分析工具。

簡單來說,當生物敏感元件接觸到特定物質(例如食品中有毒有害物質),便會產生大量 “非電信號”,然後經轉換元件變成可測量的 “電信息”,最後由檢測元件量度。它是一種具有高度選擇性的食品安全檢測技術儀器。

由於生物感測器的特異性強、反應迅速和成本較低, 它已逐漸被廣泛應用於食品安全檢測領域 (例如食品中的生物毒素、有害微生物、農藥殘留和食品鮮度的分析等)。另一方面,生物感測器也有一定的局限。由於生物敏感單元較不穩定和易受活性物質干擾,它缺乏長期的穩定性和可靠性。

5. 免疫檢測 (Immunoassay)方法

免疫學檢測是一個重要的食品檢測技術。該技術的基本原理是 “抗原” (例如細菌、寄生蟲等) 會和相應的 “抗體” (能識別抗原的蛋白質)結合。

免疫學檢測技術能夠檢測出多種有害細菌、病毒、真菌、各種毒素及寄生蟲等,應用於蛋白質、激素、藥物殘留等的檢測;其檢測方法快速簡便。然而,它不大適用於檢測經高熱處理過的食物,因為抗原蛋白質在高熱下會變性和失去活性,沒法和抗體結合。

結語

生物技術檢測方法在食品檢測中表現出強大而獨特的應用潛力。然而,相關的生物技術還存在一些技術瓶頸。為使生物技術在食品檢測中被廣泛應用,還需在效能性、方便性和應用限制等方面深入研究。

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