第八章-食品生物技术与食品安全检测课件

FoodBiotechnology食品生物技术1

FoodBiotechnology食品生物技术1目录第一章绪论第二章食品与基因工程第三章食品与蛋白质工程第四章食品与酶工程第五章食品与发酵工程第六章食品与细胞工程第七章食品生物工程中的下游过程第八章食品生物技术与食品安全检测第九章生物技术与食品工业“三废”治理2目录第一章绪论2第八章食品生物技术与食品安全检测第一节概述第二节食源性微生物的毒害与检测第三节食品中的农药残留及其检测第四节转基因食品安全评价方法第五节转基因食品的检测方法第六节转基因食品安全管理及相关法规3第八章食品生物技术与食品安全检测第一节概述3第一节概述食品安全是保护人类健康，提高人类生活质量的基础。目前，食品安全已成为全球性的重大战略性问题，并越来越受到世界各国政府和消费者的高度重视。世界卫生组织提出了以食品法典委员会(CAC)制定的标准、准则作为权威性指导原则，各国以此作为相关食品卫生标准的依据。4第一节概述食品安全是保护人类健康，提高人类生活质量的基础2000年5月，第53届世界卫生大会首次通过了加强食品安全的决议。在这一决议中，不仅将食品安全列入世界卫生组织的工作重点，强化了相应的检测措施，并于2002年提出全球食品安全战略规划。发展到今天，美国的食品安全监管工作出现了新的特点，建立了现代化的HACCP体系。以预防为主，通过风险评估，协助厂家及时发现在食品生产过程中可能出现的风险，减少病毒侵入食品生产链的机会。52000年5月，第53届世界卫生大会首次通过了加强食品安全的

现代生物技术在食品安全检测领域中的应用已成为食品科技发展的重中之重。生物技术对食品安全的影响主要体现在食品的安全上，尤其是“抗性”转基因食品的安全性。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。66第二节食源性微生物的毒害与检测一、肠出血性大肠埃希菌出血性肠炎系由此种新发现的致病性大肠杆菌O157：H7引起，并将该菌命名为肠道出血性大肠杆菌。E.ColiO157：H7属于肠杆菌科埃希菌属，革兰氏染色阴性，在pH2.5或3.0、温度37℃时能存活5h，也能在冰箱内长期生存。但不耐热，加热到75℃以上即被杀死。除不发酵或迟缓发酵山梨醇外，其他常见生化特性与大肠杆菌相似。它的一个显著特征是能产生大量的Vero毒素，毒性实验显示Vero毒素是细菌产生的最强毒素之一，其毒性可与肉毒杆菌或破伤风杆菌毒素相比。7第二节食源性微生物的毒害与检测一、肠出血性大肠埃希菌出血二、金黄色葡萄球菌及其肠毒素金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus，)是重要的食源性致病菌，广泛存在于自然界。金黄色葡萄球菌肠毒素是一个世界性的卫生问题。在美国，由金黄色葡萄球菌肠毒素引起的食物中毒占整个细菌性食物中毒的33％，加拿大则更多，占45％，我国每年发生的此类中毒事件也不少。8二、金黄色葡萄球菌及其肠毒素金黄色葡萄球菌(Staphylo三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌（Clostridiumbotulinum）是一种革兰氏染色阳性的厌氧芽胞梭菌，其产生的肉毒毒素(Botulinumtoxin)能引起人和动物的严重中毒症状，甚至导致死亡。肉毒梭菌具有厌氧、低温生长并产毒的特点。这一特点使得它在真空包装、冷冻及罐装食品中具有生长优势，从而成为这类食品中毒的主要原因之一。9三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌（Clostridiumbo四、幽门螺杆菌幽门螺杆菌(Helicchacterpylori，Hp)的发现被视为现代消化疾病研究领域划时代的大事件。目前，已确认Hp与4种上消化道疾病密切相关：慢性胃炎、消化性溃疡病、胃癌及胃粘膜相关性淋巴样组织恶性淋巴瘤。世界卫生组织和美国国立卫生研究院已正式将Hp定为胃癌的Ⅰ类致癌因子。10四、幽门螺杆菌幽门螺杆菌(Helicchacterpylo五、食源性微生物的检测方法（一）自动微生物检测系统（AMS）自动微生物检测系统（AMS）是在传统微生物及检测技术基础上结合现代计算机技术，运用概率最大近似值模型法进行微生物检测的技术。（二）微生物快速检测试剂盒一般试剂盒包括鉴定这些微生物生化反应所必需的全部试剂。（三）免疫学方法检测微生物检测试剂盒中应用的免疫反应类型包括免疫扩散反应、凝聚反应、免疫荧光反应、酶免疫试验（ELA）和酶联免疫吸附试验（ELISA）。（四）分子生物学方法PCR（polymerasechainreaction）即聚合酶链式反应的简称。以单链DNA为模块，以人工设计与合成的寡核苷酸为引物，利用热稳定的DNA聚合酶5ˊ→3ˊ方向掺入单核苷酸来特异性地扩增DNA片断的新技术。11五、食源性微生物的检测方法（一）自动微生物检测系统（AMS）第三节食品中的农药残留及其检测一、食品中农药残留状况果蔬或农作物喷施农药后，经过一段时间，绝大部分农药因日晒(特别是紫外线)、高温、雨淋而挥发和流失，植物代谢作用也会使之分解，但由于使用不当或过量施用，在收获的产品中仍可能残留着微量农药及其衍生物，被称为“农药的残留性”。12第三节食品中的农药残留及其检测一、食品中农药残留状况果蔬二、食品中农药残留检测方法近年来，免疫生物传感器技术、流注免疫分析技术（flowimmunoassay）的迅速发展，免疫亲和萃取技术与色谱分析手段联合使用，使免疫分析结果定量更加准确、更加可靠；而免疫芯片技术的发展使得快速、高通量的农药残留免疫检测模式逐渐成为现实。13二、食品中农药残留检测方法近年来，免疫生物传感器技术、流注免(一)样品的前处理1.固相萃取（SPE）技术2.固相微萃取技术3.免疫亲和色谱技术免疫亲和色谱（immunoaffinitychromatograph·IAC）利用抗原/抗体特异性可逆结合特性的SPE技术，根据抗原抗体的高选择性，从复杂的待测样品中提取目标化合物。14(一)样品的前处理14（二）几种主要的仪器分析方法1.毛细管气相色谱（capillarygaschromatography·CGC）2.液相色谱—质谱联用技术（liquidChromatographyMatter·LC-MS）3.超临界流体色谱（superiticalFluidChromatography·SFC）4.毛细管电泳（capillaryelecrophoresis·CE）(三)免疫学方法1.酶联免疫分析（enzymelinkedimmunoassay·ELISA）现已有几十余种农药建立了酶联免疫分析方法如表8-1所示。2.农药多残留分析15（二）几种主要的仪器分析方法15表8-1主要农药残留的酶联免疫分析方法研究进展（统计截止2006）16表8-1主要农药残留的酶联免疫分析方法研究进展（统计截止1717（四）免疫学方法与现代理化检测手段结合的几项新技术1.免疫传感器(immunosensor)生物传感器利用生物大分子作用后在传感器上产生光、电、等离子共振等物理信号的变化获得检测结果，具有灵敏、快速、定量准确的特点（见图8-1）。18（四）免疫学方法与现代理化检测手段结合的几项新技术18转换器敏感元件待测物生物传感器的模型19敏感元件待测物生物传感器的模型19图8-1生物传感器结构示意图20图8-1生物传感器结构示意图20在金属薄片载体上以化学键连接酶、抗体、受体、核酸、微生物等物质，当这些生物大分子与检测物发生特异性结合，在传感器上产生光、电、等离子共振等物理信号的变化获得检测结果。21在金属薄片载体上以化学键连接酶、抗体、受体、核酸、微生物等物2.免疫流注分析技术（flowimmunoassay）

免疫分析方法以其灵敏、快速、价廉的优点在农药样品初步筛选中被广泛认可，为了适应对连续、高通量样品进行在线检测，免疫流注分析技术（flowimmunoassay）应运而生。免疫流注分析技术工作原理如图8-2所示。

222.免疫流注分析技术（flowimmunoassay）

免图8-2免疫流注分析工作原理图23图8-2免疫流注分析工作原理图233.蛋白质芯片（proteinchips）技术蛋白质芯片（proteinchips）也称为抗体微阵列（antibodymicroarrays）如图8-3所示。

243.蛋白质芯片（proteinchips）技术24图8-3蛋白质芯片自动检测设备示意图25图8-3蛋白质芯片自动检测设备示意图25第四节转基因食品安全评价方法一、转基因食品的安全性问题转基因过程每个环节都可能对食品的安全性产生影响，第一，转移基因的结构稳定性，第二，基因插入受体基因组的位置。第三，载体的选择及使用具有抗生素耐药性的选择性标识基因可能会对人产生影响。26第四节转基因食品安全评价方法一、转基因食品的安全性问题转转基因食品可能产生的具体危害包括：（一）直接危害1、转基因寄宿、受体或带菌生物感染人类、动物及植物。2、转基因生物、组份或代谢物产生毒性或引起过敏反应。3、因意外释放转基因生物而对环境产生影响。（二）间接危害1、产生具有传染性或抗药性的微生物2、将有害的基因（例如致癌物质）传给人类3、转基因植物中有关基因物质转移到杂草类的相关植物中，使之增加抵抗力而变得具生长的竞争性27转基因食品可能产生的具体危害包括：27二、转基因食品的安全性评价（一）安全性评价必要性（二）安全性评价原则1993年经济合作与发展组织(OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment·OECD)提出了“现代生物技术食品安全性评价：概念和原则”的报告，提出了“实质等同性”(Substantialequivalence)的概念。28二、转基因食品的安全性评价（一）安全性评价必要性28（三）实质性等同概念根据比较的三种结果确定其后的评价程序。根据基因修饰食品的表型性状、分子特征、主要营养成分、毒性物质及过敏原等特性，实质等同性可分为以下三类：（1）与传统食品及食品成分具有实质等同性，可认为其与市售食品一样安全，无需作进一步的安全性分析。（2）除某些特定差异外，与传统食品及食品成分有实质等同性，需要对基因的产物作集中性安全性分析。（3）与传统食品及其成分无实质等同性，应全面分析新食品的营养性和安全性。29（三）实质性等同概念29（四）安全性评价的框架安全性评价包括：所表达的物质（非核酸物质）、重要组分的组成分析、代谢评价、食品加工、营养的改变和其它。（五）安全性评价的主要内容转基因食品的安全评估，一般按以下内容进行：1、过敏性2、毒性反应3、水平基因转移4、与生物技术改良的有关食品变化产生的任何非预期影响30（四）安全性评价的框架30（六）目前对转基因食品安全性的初步评价1、因为所有生物的DNA都是由相同的4种碱基组成，标记基因在胃肠中与生物食品中含有的DNA一样被降解，所以WHO认为食品中的转基因DNA本身并没有安全性问题。2、关于“基因多效性”。目前既无基因随机插入而激活毒性代谢的报道，也无标记基因插入的不同而引起特殊次生效应或多效应的证据。3、关于标记基因编码蛋白的安全性。目前尚无转基因作物中标记基因编码的蛋白有直接毒性的证据，经过序列分析也未得出标记基因编码蛋白的氨基酸与毒性蛋白氨基酸有同源性。4、标记基因及其产物对人、畜等动物的安全性。5、转基因作物中通常含有标记基因和目标基因。31（六）目前对转基因食品安全性的初步评价31第五节转基因食品的检测方法一、除草剂活性的生物分析法除草剂活性的生物分析法是检测未加工材料的某种特定特征的存在或缺失（如抗除草或耐除草性）的方法。该方法对可发芽的种子和谷粒的特征识别非常准确，是种子公司的一种精确、廉价、实用的初步预防性检测方法。32第五节转基因食品的检测方法一、除草剂活性的生物分析法除草二、免疫学分析技术（一）蛋白质印迹法蛋白质印迹法将电泳的较高的分离能力、抗体的特异性和显色酶反应的灵敏性结合起来，是检测复杂混合物中特异蛋白质的最有力的工具之一。33二、免疫学分析技术（一）蛋白质印迹法33（二）酶联免疫吸附法ELISA检测是将抗原和抗体反应的特异性与酶对底物的高效催化作用结合起来，根据酶作用于底物后的显色反应，当抗原与抗体结合时，借助于比色或荧光反应鉴定转基因食品。（三）试纸条法试纸条法（lateralflowstrip）主要将特异性抗体交联到试纸条上，当纸上抗体与特异抗原（待测抗原）结合后，再与带有标记物的特异抗体进行反应。34（二）酶联免疫吸附法34三、DNA检测法（一）PCR技术（polymerasechainreaction·PCR）PCR技术即“聚合酶链反应技术”，是指模拟体内DNA复制方式在体外选择性扩增DNA某个特殊区域的技术1、定性PCR技术2、定量PCR技术目前转基因成分的定量检测方法有半定量PCR(semiquantitativePCR)、定量竞争PCR(quantitativecompetitivePCR)、实时荧光定量PCR(realtimefluorescencequantitativePCR)。

35三、DNA检测法（一）PCR技术（polymerasec（二）PCR-ELISA这是一种将PCR的高效性、高灵敏度与ELISA的高准确度相结合的方法。（三）巢式定性PCR(nested-PCR)（四）复合扩增PCR(multiplexPCR)复合扩增PCR是一种高效的针对多个靶位点进行同时检测的技术。（五）电化学发光PCR(electrochemiluminescence-PCR·ECL-PCR)36（二）PCR-ELISA36四、基因芯片基因芯片(genechip)，又称DNA微阵列，是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律的排列固定于支持物上形成的DNA分子阵列。目前，基因芯片技术已被应用于对大豆、棉花、马铃薯、番茄等转基因食品的检测。它具有PCR的优点，可以精确地进行GMO的定性检测。转基因生物(geneticallymodifiedorganism)

37四、基因芯片基因芯片(genechip)，又称DNA微阵列基因芯片技术的主要应用

1998年底，美国科学促进会将基因芯片技术列为1998年度自然科学领域十大进展之一。一些科学家把基因芯片称为“可以随身携带的微型实验室”。

DNA芯片可用于大规模筛查基因突变所引起的疾病；

分析基因组及发现新基因等具有很大的优势； DNA芯片技术用于基因组分析时，具有样品用量小、信息量大、分析方法简易快速、自动化程度高等多项优点，特别适合于寻找新基因、基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。医学、化学、新药开发、司法鉴定、农业技术和食品技术领域也具有广泛的应用；38基因芯片技术的主要应用1998年底生物芯片之所以成为全世界科学家孜孜以求的目标的原因——▲一个指甲大的地方就能建个实验室，医生可以一次同时测出多种病原微生物，在极短的时间内知道病人被哪种微生物感染，迅速医治；想知道胎儿是否患有遗传病，只要取少量羊水或几滴父母血液，同时鉴别的遗传病达数十种甚至数千种！▲这个缩微实验室名叫“生物芯片”。39生物芯片之所以成为全世界科学家孜孜以求的目标的原因生物芯片大规模、高通量检测，使个人拥有自己的基因卡成为可能，这对预防医学极为重要。也许不久的将来，上医院看病，不仅要带病历卡，还要带芯片病历卡。盈盈方寸间，将记录你的个人遗传信息，对什么药物最敏感，医生将据此为每个人设计预防方案，通过生活方式的改变，躲开许多致命的遗传疾病的侵袭。

40生物芯片大规模、高通量检测，使个人拥有自己的基因卡成为可能，最近两年内，基因学专家有望按照对药物的不同反应，将人分成若干类型，届时便能够准确地判定出谁适合服用哪种药。这就如同发给每人一张“基因身份证”。基因身份证中包含着比人的指纹更为复杂、更有价值的东西。所有愿意获取这一身份证的人都会得到如下的信息：适合于什么药物，不适合于什么药物；自身容易感染何种疾病，而罹患某些疾病的机会则微乎其微。婴儿在呱呱坠地时候便可以得到自己的“基因身份证”。美国已有人植入人体基因芯片(“随身携带”—的身份证)。41最近两年内，基因学专家有望按照对药物的不同反应，将人分成若干

面对生物芯片的巨大产业，我国的科学家们也积极行动，研制开发出我国自主知识产权的生物芯片，在医用生物芯片研究和工程技术的某些方面达到了国际先进水平。2000年10月，清华大学生物芯片研究开发中心程京教授在国际生物芯片技术大会上宣布，他们已经研制出世界上第一个1平方厘米大小的多力生物芯片平台系统。利用它可以在指甲大小的芯片上建立缩微实验室，用于医学基础研究、疾病诊断、司法鉴定、食品卫生监督、航天、环保等领域的分析检测。上述成果表明，虽然中国在生物芯片领域起步较晚，与美国、欧洲、日本相比在实际制作实物的能力方面，还有相当差距，但在某些想法和构思方面走到了国际前沿。42面对生物芯片的巨大产业，我国的科学家们也积极行第六节转基因食品安全管理及相关法规一、国外对转基因食品安全的管理现状（一）国际组织，2003年7月1日，国际食品法典委员会通过了三项有关转基因食品安全问题的标准。要求转基因生物产品应该“与其相应的常规产品一样安全”；同时还规定了玉米、大豆等转基因食用植物及用于生产啤酒和奶酪的转基因微生物的安全评估准则；规定了转基因食品营养学变化的检测程序；指出在转基因产品投放市场前应首先进行安全评估。

43第六节转基因食品安全管理及相关法规一、国外对转基因食品安（二）美国美国是对转基因食品政策最宽松的国家，采用以产品为基础的管理模式，2000年1月7日美国政府对转基因玉米的种植颁布了限令，以防止害虫对转基因玉米中毒素形成抗药性。2001年1月美国出台了“转基因食品管理草案”。（三）欧盟欧盟于1990年4月规定了转基因生物的批准程序。欧盟议会于2003年7月2日通过了有关转基因食品和动物饲料的新法规。（四）英国英国在1999年3月进一步规定，餐馆和咖啡厅等出售的食品中如果含有转基因成分，必须在菜单上注明。44（二）美国44（五）日本日本对转基因食品也采用限制进口的措施。所有转基因食品必须通过农林水产省的安全评价后才准许进口。2000年4月实施的《转基因食品的标准值内容及实施办法》，对28种含有可检测量转基因配料的食品(包括大豆、玉米和马铃薯)进行强制性标记。（六）澳大利亚、新西兰新西兰虽然目前暂时禁止转基因技术的商业化运作，但不禁止从别国进口含转基因成分的食品出售或原料进行再加工。澳大利亚1999年5月起实施《转基因工程生产的食品标准》，澳大利亚还于2000年制定了《基因法》。45（五）日本45（七）俄罗斯俄罗斯从1999年7月起，对转基因食品及其原料建立州政府登记制度。（八）瑞士瑞士政府规定，如果食品中转基因成分不超过1％的，不需在标签上标明。（九）加拿大在加拿大转基因农产品和食品被归为“新型食品”类。（十）韩国2001年7月开始实行转基因食品标识制。对所有进口的大豆、玉米以及含有这些成分的食品要求加贴“转基因”标识。46（七）俄罗斯46二、我国对转基因食品的管理及相关法规2001年6月6日，国务院公布的《农业转基因生物安全管理条例》规定。2001年9月5日，国家质量监督检验检疫总局颁布并实施了《进出境转基因产品检验检疫管理办法》。2002年1月5日，农业部签发了三个农业法令《农业转基因生物安全评价管理方法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》三个配套细则。2002年4月8日，国家卫生部颁布了《转基因食品卫生管理办法》。47二、我国对转基因食品的管理及相关法规2001年6月6日，国务三、转基因食品安全管理的对策（一）合理应用生物技术（二）加强检测和风险评估（三）完善转基因食品的标识制度（四）加大生物技术的研究力度（五）对公众进行广泛的宣传教育48三、转基因食品安全管理的对策（一）合理应用生物技术48思考题1.生物技术食品安全性评价的主要内容是什么？2.生物技术食品安全性评价的原则是什么？3.PCR检测技术在食品安全检测应用前景如何？49思考题1.生物技术食品安全性评价的主要内容是什么？49

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FoodBiotechnology食品生物技术1目录第一章绪论第二章食品与基因工程第三章食品与蛋白质工程第四章食品与酶工程第五章食品与发酵工程第六章食品与细胞工程第七章食品生物工程中的下游过程第八章食品生物技术与食品安全检测第九章生物技术与食品工业“三废”治理51目录第一章绪论2第八章食品生物技术与食品安全检测第一节概述第二节食源性微生物的毒害与检测第三节食品中的农药残留及其检测第四节转基因食品安全评价方法第五节转基因食品的检测方法第六节转基因食品安全管理及相关法规52第八章食品生物技术与食品安全检测第一节概述3第一节概述食品安全是保护人类健康，提高人类生活质量的基础。目前，食品安全已成为全球性的重大战略性问题，并越来越受到世界各国政府和消费者的高度重视。世界卫生组织提出了以食品法典委员会(CAC)制定的标准、准则作为权威性指导原则，各国以此作为相关食品卫生标准的依据。53第一节概述食品安全是保护人类健康，提高人类生活质量的基础2000年5月，第53届世界卫生大会首次通过了加强食品安全的决议。在这一决议中，不仅将食品安全列入世界卫生组织的工作重点，强化了相应的检测措施，并于2002年提出全球食品安全战略规划。发展到今天，美国的食品安全监管工作出现了新的特点，建立了现代化的HACCP体系。以预防为主，通过风险评估，协助厂家及时发现在食品生产过程中可能出现的风险，减少病毒侵入食品生产链的机会。542000年5月，第53届世界卫生大会首次通过了加强食品安全的

现代生物技术在食品安全检测领域中的应用已成为食品科技发展的重中之重。生物技术对食品安全的影响主要体现在食品的安全上，尤其是“抗性”转基因食品的安全性。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。556第二节食源性微生物的毒害与检测一、肠出血性大肠埃希菌出血性肠炎系由此种新发现的致病性大肠杆菌O157：H7引起，并将该菌命名为肠道出血性大肠杆菌。E.ColiO157：H7属于肠杆菌科埃希菌属，革兰氏染色阴性，在pH2.5或3.0、温度37℃时能存活5h，也能在冰箱内长期生存。但不耐热，加热到75℃以上即被杀死。除不发酵或迟缓发酵山梨醇外，其他常见生化特性与大肠杆菌相似。它的一个显著特征是能产生大量的Vero毒素，毒性实验显示Vero毒素是细菌产生的最强毒素之一，其毒性可与肉毒杆菌或破伤风杆菌毒素相比。56第二节食源性微生物的毒害与检测一、肠出血性大肠埃希菌出血二、金黄色葡萄球菌及其肠毒素金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus，)是重要的食源性致病菌，广泛存在于自然界。金黄色葡萄球菌肠毒素是一个世界性的卫生问题。在美国，由金黄色葡萄球菌肠毒素引起的食物中毒占整个细菌性食物中毒的33％，加拿大则更多，占45％，我国每年发生的此类中毒事件也不少。57二、金黄色葡萄球菌及其肠毒素金黄色葡萄球菌(Staphylo三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌（Clostridiumbotulinum）是一种革兰氏染色阳性的厌氧芽胞梭菌，其产生的肉毒毒素(Botulinumtoxin)能引起人和动物的严重中毒症状，甚至导致死亡。肉毒梭菌具有厌氧、低温生长并产毒的特点。这一特点使得它在真空包装、冷冻及罐装食品中具有生长优势，从而成为这类食品中毒的主要原因之一。58三、肉毒梭菌和肉毒毒素肉毒梭菌（Clostridiumbo四、幽门螺杆菌幽门螺杆菌(Helicchacterpylori，Hp)的发现被视为现代消化疾病研究领域划时代的大事件。目前，已确认Hp与4种上消化道疾病密切相关：慢性胃炎、消化性溃疡病、胃癌及胃粘膜相关性淋巴样组织恶性淋巴瘤。世界卫生组织和美国国立卫生研究院已正式将Hp定为胃癌的Ⅰ类致癌因子。59四、幽门螺杆菌幽门螺杆菌(Helicchacterpylo五、食源性微生物的检测方法（一）自动微生物检测系统（AMS）自动微生物检测系统（AMS）是在传统微生物及检测技术基础上结合现代计算机技术，运用概率最大近似值模型法进行微生物检测的技术。（二）微生物快速检测试剂盒一般试剂盒包括鉴定这些微生物生化反应所必需的全部试剂。（三）免疫学方法检测微生物检测试剂盒中应用的免疫反应类型包括免疫扩散反应、凝聚反应、免疫荧光反应、酶免疫试验（ELA）和酶联免疫吸附试验（ELISA）。（四）分子生物学方法PCR（polymerasechainreaction）即聚合酶链式反应的简称。以单链DNA为模块，以人工设计与合成的寡核苷酸为引物，利用热稳定的DNA聚合酶5ˊ→3ˊ方向掺入单核苷酸来特异性地扩增DNA片断的新技术。60五、食源性微生物的检测方法（一）自动微生物检测系统（AMS）第三节食品中的农药残留及其检测一、食品中农药残留状况果蔬或农作物喷施农药后，经过一段时间，绝大部分农药因日晒(特别是紫外线)、高温、雨淋而挥发和流失，植物代谢作用也会使之分解，但由于使用不当或过量施用，在收获的产品中仍可能残留着微量农药及其衍生物，被称为“农药的残留性”。61第三节食品中的农药残留及其检测一、食品中农药残留状况果蔬二、食品中农药残留检测方法近年来，免疫生物传感器技术、流注免疫分析技术（flowimmunoassay）的迅速发展，免疫亲和萃取技术与色谱分析手段联合使用，使免疫分析结果定量更加准确、更加可靠；而免疫芯片技术的发展使得快速、高通量的农药残留免疫检测模式逐渐成为现实。62二、食品中农药残留检测方法近年来，免疫生物传感器技术、流注免(一)样品的前处理1.固相萃取（SPE）技术2.固相微萃取技术3.免疫亲和色谱技术免疫亲和色谱（immunoaffinitychromatograph·IAC）利用抗原/抗体特异性可逆结合特性的SPE技术，根据抗原抗体的高选择性，从复杂的待测样品中提取目标化合物。63(一)样品的前处理14（二）几种主要的仪器分析方法1.毛细管气相色谱（capillarygaschromatography·CGC）2.液相色谱—质谱联用技术（liquidChromatographyMatter·LC-MS）3.超临界流体色谱（superiticalFluidChromatography·SFC）4.毛细管电泳（capillaryelecrophoresis·CE）(三)免疫学方法1.酶联免疫分析（enzymelinkedimmunoassay·ELISA）现已有几十余种农药建立了酶联免疫分析方法如表8-1所示。2.农药多残留分析64（二）几种主要的仪器分析方法15表8-1主要农药残留的酶联免疫分析方法研究进展（统计截止2006）65表8-1主要农药残留的酶联免疫分析方法研究进展（统计截止6617（四）免疫学方法与现代理化检测手段结合的几项新技术1.免疫传感器(immunosensor)生物传感器利用生物大分子作用后在传感器上产生光、电、等离子共振等物理信号的变化获得检测结果，具有灵敏、快速、定量准确的特点（见图8-1）。67（四）免疫学方法与现代理化检测手段结合的几项新技术18转换器敏感元件待测物生物传感器的模型68敏感元件待测物生物传感器的模型19图8-1生物传感器结构示意图69图8-1生物传感器结构示意图20在金属薄片载体上以化学键连接酶、抗体、受体、核酸、微生物等物质，当这些生物大分子与检测物发生特异性结合，在传感器上产生光、电、等离子共振等物理信号的变化获得检测结果。70在金属薄片载体上以化学键连接酶、抗体、受体、核酸、微生物等物2.免疫流注分析技术（flowimmunoassay）

免疫分析方法以其灵敏、快速、价廉的优点在农药样品初步筛选中被广泛认可，为了适应对连续、高通量样品进行在线检测，免疫流注分析技术（flowimmunoassay）应运而生。免疫流注分析技术工作原理如图8-2所示。

712.免疫流注分析技术（flowimmunoassay）

免图8-2免疫流注分析工作原理图72图8-2免疫流注分析工作原理图233.蛋白质芯片（proteinchips）技术蛋白质芯片（proteinchips）也称为抗体微阵列（antibodymicroarrays）如图8-3所示。

733.蛋白质芯片（proteinchips）技术24图8-3蛋白质芯片自动检测设备示意图74图8-3蛋白质芯片自动检测设备示意图25第四节转基因食品安全评价方法一、转基因食品的安全性问题转基因过程每个环节都可能对食品的安全性产生影响，第一，转移基因的结构稳定性，第二，基因插入受体基因组的位置。第三，载体的选择及使用具有抗生素耐药性的选择性标识基因可能会对人产生影响。75第四节转基因食品安全评价方法一、转基因食品的安全性问题转转基因食品可能产生的具体危害包括：（一）直接危害1、转基因寄宿、受体或带菌生物感染人类、动物及植物。2、转基因生物、组份或代谢物产生毒性或引起过敏反应。3、因意外释放转基因生物而对环境产生影响。（二）间接危害1、产生具有传染性或抗药性的微生物2、将有害的基因（例如致癌物质）传给人类3、转基因植物中有关基因物质转移到杂草类的相关植物中，使之增加抵抗力而变得具生长的竞争性76转基因食品可能产生的具体危害包括：27二、转基因食品的安全性评价（一）安全性评价必要性（二）安全性评价原则1993年经济合作与发展组织(OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment·OECD)提出了“现代生物技术食品安全性评价：概念和原则”的报告，提出了“实质等同性”(Substantialequivalence)的概念。77二、转基因食品的安全性评价（一）安全性评价必要性28（三）实质性等同概念根据比较的三种结果确定其后的评价程序。根据基因修饰食品的表型性状、分子特征、主要营养成分、毒性物质及过敏原等特性，实质等同性可分为以下三类：（1）与传统食品及食品成分具有实质等同性，可认为其与市售食品一样安全，无需作进一步的安全性分析。（2）除某些特定差异外，与传统食品及食品成分有实质等同性，需要对基因的产物作集中性安全性分析。（3）与传统食品及其成分无实质等同性，应全面分析新食品的营养性和安全性。78（三）实质性等同概念29（四）安全性评价的框架安全性评价包括：所表达的物质（非核酸物质）、重要组分的组成分析、代谢评价、食品加工、营养的改变和其它。（五）安全性评价的主要内容转基因食品的安全评估，一般按以下内容进行：1、过敏性2、毒性反应3、水平基因转移4、与生物技术改良的有关食品变化产生的任何非预期影响79（四）安全性评价的框架30（六）目前对转基因食品安全性的初步评价1、因为所有生物的DNA都是由相同的4种碱基组成，标记基因在胃肠中与生物食品中含有的DNA一样被降解，所以WHO认为食品中的转基因DNA本身并没有安全性问题。2、关于“基因多效性”。目前既无基因随机插入而激活毒性代谢的报道，也无标记基因插入的不同而引起特殊次生效应或多效应的证据。3、关于标记基因编码蛋白的安全性。目前尚无转基因作物中标记基因编码的蛋白有直接毒性的证据，经过序列分析也未得出标记基因编码蛋白的氨基酸与毒性蛋白氨基酸有同源性。4、标记基因及其产物对人、畜等动物的安全性。5、转基因作物中通常含有标记基因和目标基因。80（六）目前对转基因食品安全性的初步评价31第五节转基因食品的检测方法一、除草剂活性的生物分析法除草剂活性的生物分析法是检测未加工材料的某种特定特征的存在或缺失（如抗除草或耐除草性）的方法。该方法对可发芽的种子和谷粒的特征识别非常准确，是种子公司的一种精确、廉价、实用的初步预防性检测方法。81第五节转基因食品的检测方法一、除草剂活性的生物分析法除草二、免疫学分析技术（一）蛋白质印迹法蛋白质印迹法将电泳的较高的分离能力、抗体的特异性和显色酶反应的灵敏性结合起来，是检测复杂混合物中特异蛋白质的最有力的工具之一。82二、免疫学分析技术（一）蛋白质印迹法33（二）酶联免疫吸附法ELISA检测是将抗原和抗体反应的特异性与酶对底物的高效催化作用结合起来，根据酶作用于底物后的显色反应，当抗原与抗体结合时，借助于比色或荧光反应鉴定转基因食品。（三）试纸条法试纸条法（lateralflowstrip）主要将特异性抗体交联到试纸条上，当纸上抗体与特异抗原（待测抗原）结合后，再与带有标记物的特异抗体进行反应。83（二）酶联免疫吸附法34三、DNA检测法（一）PCR技术（polymerasechainreaction·PCR）PCR技术即“聚合酶链反应技术”，是指模拟体内DNA复制方式在体外选择性扩增DNA某个特殊区域的技术1、定性PCR技术2、定量PCR技术目前转基因成分的定量检测方法有半定量PCR(semiquantitativePCR)、定量竞争PCR(quantitativecompetitivePCR)、实时荧光定量PCR(realtimefluorescencequantitativePCR)。

84三、DNA检测法（一）PCR技术（polymerasec（二）PCR-ELISA这是一种将PCR的高效性、高灵敏度与ELISA的高准确度相结合的方法。（三）巢式定性PCR(nested-PCR)（四）复合扩增PCR(multiplexPCR)复合扩增PCR是一种高效的针对多个靶位点进行同时检测的技术。（五）电化学发光PCR(electrochemiluminescence-PCR·ECL-PCR)85（二）PCR-ELISA36四、基因芯片基因芯片(genechip)，又称DNA微阵列，是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律的排列固定于支持物上形成的DNA分子阵列。目前，基因芯片技术已被应用于对大豆、棉花、马铃薯、番茄等转基因食品的检测。它具有PCR的优点，可以精确地进行GMO的定性检测。转基因生物(geneticallymodifiedorganism)

86四、基因芯片基因芯片(genechip)，又称DNA微阵列基因芯片技术的主要应用

1998年底，美国科学促进会将基因芯片技术列为1998年度自然科学领域十大进展之一。一些科学家把基因芯片称为“可以随身携带的微型实验室”。

DNA芯片可用于大规模筛查基因突变所引起的疾病；

分析基因组及发现新基因等具有很大的优势； DNA芯片技术用于基因组分析时，具有样品用量小、信息量大、分析方法简易快速、自动化程度高等多项优点，特别适合于寻找新基因、基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。医学、化学、新药开发、司法鉴定、农业技术和食品技术领域也具有广泛的应用；87基因芯片技术的主要应用1998年底生物芯片之所以成为全世界科学家孜孜以求的目标的原因——▲一个指甲大的地方就能建个实验室，医生可以一次同时测出多种病原微生物，在极短的时间内知道病人被哪种微生物感染，迅速医治；想知道胎儿是否患有遗传病，只要取少量羊水或几滴父母血液，同时鉴别的遗传病达数十种甚至数千种！▲这个缩微实验室名叫“生物芯片”。88生物芯片之所以成为全世界科学家孜孜以求的目标的原因生物芯片大规模、高通量检测，使个人拥有自己的基因卡成为可能，这对预防医学极为重要。也许不久的将来，上医院看病，不仅要带病历卡，还要带芯片病历卡。盈盈方寸间，将记录你的个人遗传信息，对什么药物最敏感，医生将据此为每个人设计预防方案，通过生活方式的改变，躲开许多致命的遗传疾病的侵袭。

89生物芯片大规模、高通量检测，使个人拥有自己的基因卡成为可能，最近两年内，基因学专家有望按照对药物的不同反应，将人分成若干类型，届时便能够准确地判定出谁适合服用哪种药。这就如同发给每人一张“基因身份证”。基因身份证中包含着比人的指纹更为复杂、更有价值的东西。所有愿意获取这一身份证的人都会得到如下的信息：适合于什么药物，不适合于什么药物；自身容易感染何种疾病，而罹患某些疾病的机会则微乎其微。婴儿在呱呱坠地时候便可以得到自己的“基因身份证