基因芯片技术在食品检测中的应用

时间：2024-05-14

□ 张新翊青海省食品检验检测院

基因芯片又称DNA芯片，是生命科学领域经过数十年而新进的一种技术类型，此技术中不仅有化学染料技术、激光技术，而且还有半导体微电子、分子生物学等技术，为信息科学与生命科学的深度融合建立了桥梁。需要指出的是，此技术不仅能进行多参数、高通量分析，而且能快速且全自动分析，除此之外，还能进行灵敏度及准确度分析，因而有着不错的应用价值与效能。本文从多方面就此技术在食品检测中的具体应用作一探讨。

1 检测食品中的微生物

在食品卫生检测过程中，最根本的要求就是将食品当中的病原性微生物及时且准确的测出来。如果食品中存在这些微生物，会对人类健康造成严重威胁。近年，许多研究借助基因芯片技术，检测并分析了食品当中一些比较常见的致病菌，如有学者[1]根据现实需要，建立了混合基因组微阵列，其能够对各种近缘单核增多李斯特菌进行准确鉴别；还有学者[2]借助单管复合体扩增与基因芯片技术，对6种李斯特菌进行检测与鉴别。此外，有研究[3]指出，微阵列与免疫磁珠分离相结合，能够对生禽肉清洗液当中的E.coliO157:H7进行检测，检测上限为105 cfu/mL；而针对食源性腹泻而言，空肠弯曲菌为其典型诱因，但针对其所具有的生物学特性而言，当前仍未明确，有学者以11株空肠弯曲菌为对象，对其全基因组序列进行对比，从中得知，此菌荚膜对于Penner血清型具有决定作用，因而能够为此菌致病性各项指标的明确指明方向。有研究借助基因芯片技术，检测与致病机制有紧密关联的细菌基因当中的特异标记。在芯片上，当已经发生变性的PCR产物与基因专一性寡核苷酸交杂之后，那些还没有被致病因子编码的基因，则会被复合PCR监控，因而能够比较好的测定其中的微生物。

2 检测食品原料

在整个农业产业中，基因芯片还能用作基因突变食品原料的筛选，用作经济价值高、抗病、抗虫及高产作物的找寻；此外，还能筛选农药；对多种基因组进行检测。需要指出的是，借助基因芯片自身的各项优势，能够对作物的各基因功能有一全面、深入的了解，了解诸如植物激素、光量、干旱、除草剂及植物激素等因素对作物所产生的影响，因而有助于各种作物向更好的方向发展，如此一来，不仅能加速培育食品原料作物新品种，而且还能避免大田实验。伴随基因组测序工作的持续更新与完善，多种植物病害所对应的病原微生物基因组开始被解码，另外，与之相对应的表达序列标签已处于公开状态，借助这些标签，能够制作出更加优质的植物检疫芯片；还需说明的是，此技术能够快速诊断植物病害，在病害发病前，便进行高效防治，为植物检验以及跨区引种提供依据。

3 检测食品当中的营养成分

需要强调的是，借助基因芯片技术对食品当中的营养成分进行检测，能够明确营养素与基因表达、蛋白之间所存在的关联性，为明确肥胖发生机理，及有效预防肥胖奠定坚实基础。此外，研究肿瘤相关基因的表达与营养之间的关系，比如抑癌基因、癌基因的表达与突变，以及营养与高血压、免疫系统疾病、心血管疾病等的分子水平之间的关系，均能采用芯片技术；另外，还能借助芯片技术，对金属硫蛋白与金属硫蛋白基因之间的关系进行研究，以及锌转运体基因与微量元素锌的转运、吸收之间的关系，通过开展上述研究，能够为相关措施的及时实施提供切实保证与方便，因而能够达到减少食品卫生不佳所造成的各种损失。

4 检测转基因食品

借助基因工程技术，能够对食品原料进行改造，并且还有助于食品品质及加工性质的改善，比如碳水化合物、油脂及蛋白质等；此外，还能提高蔬菜、水果的保鲜能力及储藏性，优化发酵工艺。基因食品的定义分为两种[4]，其一为借助基因进行修饰的生物体所形成的食品，另外一种是以基因修饰组分的生物体作为食品基料或食品，包括基因修饰的动物、植物以及微生物等，也就是借助基因工程技术，把一种微生物的基因植入到另外一种微生物当中，以此来得到生物原先并不具备的品质。转基因技术除了使食物种类得到增加外，还提高了食物的营养价值，减少了农药的使用，减轻了环境污染。