第十章食品检验与免疫技术.ppt

1、第十章食品检验与免疫技术，陆剑锋食品科学与工程系，是食品检验与分析技术体系的一个重要分支。由于其特异性、高灵敏度、快速简便的应用特点，被称为食品中营养成分、功能成分、有害成分和污染残留检测的关键发展技术之一。免疫检测技术是基于抗原-抗体的特异性识别和结合反应，可以与酶标记、放射性和发光物质标记、生物传感器等方法相结合，形成一种检测结果准确、精确的特殊检测技术。一个国家的食品检验水平关系到人民的生命安全和社会稳定。第一部分是现代食品检验的理论基础。食品检验主要运用物理学、化学、生物化学、微生物学等学科的基础理论和各种科学技术，对食品加工、农业和畜牧业生产中的原料(包括原料、辅料、半成品、成品和副

2、产品)的主要成分、含量和卫生指标进行检测，并对可能的有害物质进行微量分析。食品检验是一门研究和评估食品质量及其变化的学科。其特点是紧密结合相关基础学科的发展，根据影响食品质量安全的因素不断创新自身的技术体系。1.食品检验与食品质量安全。食品检验是对食品质量和卫生的一种评价方法，是实现食品质量和安全的重要基础工作之一。食品检验的内容非常丰富，主要包括：食品卫生和营养成分、保健食品中的功能成分、食品添加剂、食品中的污染和禁用成分、食品辅料及其他相关食品分析。1。食品质量要素，根据国家标准食品工业基本术语(GB15091-1995)，食品质量是指满足要求或潜在要求的食品特性和特性的总和，反映食品质量

3、的优劣。食品质量是一个“度”的概念，而不是一个“质”的概念，它指的是食品的质量，包括优等食品和劣等食品。食品质量要素分为：外观要素、质地要素、风味要素、营养质量、卫生质量和耐储藏性。2.食品质量与安全，包括食品安全和食品安全。根据世界卫生组织的定义，食品安全是“食品中有毒有害物质影响人体健康的公共卫生问题”。它包括两点：第一，“有毒有害物质”。第二，“对人类健康的影响”。食品质量安全是指食品和食品相关产品不会对人体健康造成实际或潜在危害的状态，也是指为确保这种状态而采取的各种管理方法和措施。食品质量安全包括食品卫生、食品质量、食品营养等相关方面。食品质量安全的常见危害分为：(1)生物因素：细菌

4、性食物中毒的病原体；人类肠道传染病的病原体；人畜共患的病原体和病毒；导致婴儿腹泻和甲型肝炎流行的病毒；其他，包括鱼类和贝类，动植物毒素等。(2)化学因素：环境污染；农药和兽药残留；添加剂滥用；营养补充剂的滥用；存储处理后的组件转换产品；食物中的抗营养因子。(3)生产和技术因素：生物技术因素；生产的技术因素；经济和生活因素；人体生理因素，第二，食品检验检测技术体系。目前，根据采用的技术和方法，大致可以分为几种类型，如食品感官检验技术、食品微生物检验技术、食品理化检验技术和生物检验技术。然而，鉴于食品质量安全存在的问题，进一步建立和完善食品检验检测技术体系显得极为重要和迫切。1.食品感官检验(食品

5、感官分析或感官评价)是依靠人体自身的感官，特别是眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴(包括嘴唇和舌头)和手来客观地评价食品的质量。食物的质量直接反映在它的感官特性上。通过感官指标来鉴别食品的质量和真伪不仅简单易行，而且灵敏度高、直观实用。与使用各种物理、化学和微生物仪器进行分析相比，它有许多优点，因此它也是食品生产、销售和管理人员必须掌握的一项技能。食品感官检验能否真实准确地反映客观事物的本质，不仅关系到人体感官的健全性和灵敏性，还直接关系到人们理解客观事物的能力。只有当人体的感觉器官正常，并且熟悉了食品质量的基本知识，我们才能准确地鉴别食品的质量。因此，了解各种食品感官检验方法，为人们在日常生活中购买食品

6、或食品原料，依法保护其正常权益不受侵犯提供了必要的客观依据。感官鉴定有三个主要应用特点：(1)随时检查和及时处理；(2)不需要场地和条件；(3)感觉识别的敏感性。食品微生物分析是应用微生物实验技术检查食品中微生物的生长和繁殖。污染食物的生物主要包括细菌、霉菌、生物毒素、寄生虫等。显微镜技术通常用于通过接种、分离和纯化以及制备培养基来检测某些可疑食品中的病原体。食品微生物检验技术的主要特点是：(1)微生物真菌(多种)；(2)微生物检验的量化概念(污染程度)；(3)微生物检验技术(广泛检验技术)；(4)微生物检验要求(快速性和准确性)；3)食品理化检验，应用物理和化学分析原理，利用光谱、色谱和质谱

7、等分析仪器，结合有机化学、分析化学和食品化学的知识，对食品的质量元素进行测量、检验和测量，从而判断食品的质量。食品理化检验的主要特点是：(1)技术含量高；(2)应用广泛；(3)高精度。食品生物技术检验(生物测定或分析)是一种将生物酶、生物分子、分离的组织或细胞甚至生物个体的生物学特性和原理应用于食品检验的方法。生物检测技术包括终点测定、动力学测定和多酶耦合测定等生物酶技术，核酸探针技术和聚合酶链式反应技术等分子生物学技术，以及与微生物、生物酶和免疫技术相结合的生物传感器和生物芯片。其中，最流行和最成熟的生物技术是免疫分析。生物技术检测的主要特点是：(1)生物识别功能；(2)高灵敏度；(3)针对

8、性强。第二部分，免疫学检测，免疫学检测技术起源于检测病原微生物抗原和抗体的血清学诊断。1896年，维达尔和西卡德利用伤寒病人血清与伤寒杆菌之间的特异性凝集现象，有效而准确地诊断外伤。此后，基于免疫反应原理的免疫检测技术逐渐在医学、生物学等各个领域普及，并成为一种微化学分析方法。免疫分析包括标记免疫分析和未标记免疫分析。标记免疫分析还包括荧光免疫分析、化学发光免疫分析、放射免疫分析、酶联免疫分析等检测方法。一、免疫检测的应用原理，食品免疫检测技术主要利用抗原和抗体的体外特异性反应。在抗原和抗体体外特异性结合后，借助各种现象对样品中的抗原或抗体进行定性、定量和定位检测。抗原和抗体的结合就像酶和底物

9、的结合，激素和它的受体的结合不是化学反应，而是非共价键的可逆结合。检测原理：根据抗原抗体结合形成的免疫复合物的特性和活性，可以对标本的抗原或抗体进行定性、局部或定量检测。当进行抗原或抗体的定量检测时，反应中加入的抗原和抗体的浓度与免疫复合物的浓度具有功能关系。1.抗原或抗体检测的实际意义，抗体检测的意义抗体大多用于医学和生物学，并可用于评价人和动物的免疫功能指标。在食品检验中，它经常用于被病毒和微生物感染的鼠疫产品。有利于鉴别和评价畜禽产品的质量和安全性。抗原检测的意义：被检测为抗原的物质分为四类：(1)各种微生物及其大分子；(2)生物体内的各种大分子物质。(3)人和动物细胞的表面分子(4)各

10、种半抗原物质。2.抗体的分类抗体有很多种类型，根据制备的原理和方法可分为多克隆抗体、单克隆抗体和基因工程抗体。(1)多克隆抗体，一种抗原物质具有多个抗原决定簇，它不仅能刺激多个淋巴细胞的克隆，还能产生针对多个抗原决定簇的抗体，因此体液或血清是含有多个抗体的混合物。这种免疫血清被称为多克隆抗体，即第一代抗体。单克隆抗体，一种刺激身体的抗原决定簇，由接受抗原的B淋巴细胞产生的抗体被称为单克隆抗体。单克隆抗体具有以下优点：单一特异性，与抗原决定簇反应；重复性，可以提供完全相同的抗体制剂；一旦生产出来，就可以无限期供应；生产单克隆抗体不需要纯抗原。可以找出混合物中用常规方法找不到的微量成分。(3)基因

11、工程抗体是在基因工程技术等高科技生物技术平台上制备的生物制药的通用名。通常，制备的抗体都是小鼠来源的，在临床应用中，它们是人类的外来抗原。反复注射会使人产生抗鼠抗体，从而削弱或丧失疗效，增加过敏反应的发生。20世纪80年代初，基因工程被用于制备抗体，以降低小鼠源性抗体的免疫原性和功能。目前，人类抗体的一些氨基酸序列被用来代替小鼠来源的抗体的一些序列，并且通过修饰来制备基因工程抗体，这被称为第三代抗体。基因工程抗体主要包括嵌合抗体、修饰抗体(人源化抗体)、完全人源化抗体、单链抗体、双特异性抗体等。第二，免疫检测的主要方法，常规的免疫检测方法是直接用抗原和抗体反应的关系来检测，这种方法简单直观，通

12、常不需要特殊的处理和试剂。常规免疫分析主要有以下方法：凝集反应(直接和间接)、沉淀反应、免疫扩散法(主要是免疫沉淀)、免疫电泳等。1.常规免疫检测方法，(1)凝集反应，凝集反应是指颗粒抗原与相应的抗体结合的现象，可以用肉眼或显微镜观察到。凝集反应中的抗原称为凝集素，抗体称为凝集素，生理盐水，pH 6-8 -37，颗粒抗原，二价相应抗体，凝集，(2)沉淀反应，当抗原为可溶性分子时，与抗体结合后形成沉淀。絮凝：在一系列试管中加入等量的抗体和增加量的抗原，在中性条件下保持371-2小时，可发生蛋白质沉淀。通过检测沉淀的量，可以测量抗原与抗体分子的比率，并且可以粗略计算抗原决定簇的数量。环沉淀反应：取

13、一个直径约5毫米的小试管，加入抗体后小心加入相应的抗原，使抗原和抗体不混合，在37下保持10-20分钟，抗原和抗体的界面上会出现沉淀，这就是环沉淀实验。(3)免疫扩散法，利用蛋白质在半固体基质上的扩散，使抗原和抗体以适当的浓度比产生沉淀带或沉淀环。免疫扩散反应本质上也是免疫沉淀反应。简单免疫扩散：在琼脂中加入一定量的抗体，在孔中加入未知量的抗原。在37孵育过程中，孔中的抗原不断向周围扩散，遇到抗体后形成抗原抗体复合物。如果抗原的量很大，随后的抗原将在遇到复合物后溶解并继续扩散。复合沉淀圈也不断扩大，直到孔中的所有抗原形成沉淀。(4)免疫电泳。火箭免疫电泳是一种单向定量免疫电泳技术。在电场作用下

14、，抗原-抗体复合物沉淀的形成-溶解-再形成过程在定量抗原的游动过程中不断发生，类似于单向琼脂扩散。当所有的抗原和抗体结合成抗原-抗体复合物沉淀时，在琼脂上形成一个可见的圆锥弧峰，看起来像火箭，所以它被称为火箭电泳。2。标记的抗原抗体免疫测定。免疫标记技术是指以荧光素、放射性同位素、酶、铁蛋白、胶体金和化学(或生物)发光剂为示踪剂的抗原抗体反应。借助荧光显微镜、射线测量仪、酶标检测器、发光免疫分析仪等精密仪器，可在显微镜下直接观察或自动测定实验结果，并可在细胞、亚细胞、超微结构和分子水平上进行抗原抗体反应的定性和定位研究。因此，免疫标记技术的敏感性、特异性、准确性和应用范围远远超过一般免疫血清学

15、方法。免疫标记技术包括免疫荧光、放射免疫测定、免疫酶、免疫电镜、免疫胶体金和发光免疫测定。(1)免疫荧光检测，免疫荧光技术)是通过化学方法将荧光素标记的抗体(或抗原)与组织或细胞中相应的抗原(或抗体)结合，并对抗原或抗体进行定性定位检查的方法。常用的荧光素主要包括异硫氰酸荧光素(FITC)，显示黄绿色荧光；四乙基罗丹明(RB200)显示亮橙色荧光。四甲基罗丹明异硫氰酸酯(TRITC)显示橙红色荧光。直接荧光法：将荧光抗体加入到待测细胞悬液、细胞涂片或组织切片中进行染色，抗原抗体反应后洗去未结合的荧光抗体，在荧光显微镜下观察待测标本，荧光部分存在相应的抗原。缺点是需要制备多种标记抗体来检测多种抗

16、原。间接荧光法：将抗原直接与相应的抗体(未用荧光标记)结合，即为第一抗体，然后加入荧光标记的抗免疫球蛋白抗体，该抗体可与第一抗体特异性结合，即为荧光标记的第二抗体。观察与直接法相同。间接法比直接法更灵敏。如果用于检测抗原的第一种抗体是人或动物，则只需要制备针对人或动物的免疫球蛋白荧光抗体。(2)酶联免疫吸附试验是免疫酶技术之一。原理：抗原或抗体与固体载体表面结合，仍保持免疫活性；抗原或抗体与酶形成的偶联物仍保持其免疫活性和酶活性；在偶联物与相应的抗体或抗原反应后，免疫复合物上标记的酶在遇到相应的底物时可以催化底物的水解和氧化还原，从而产生有色物质，其颜色深度与相应的抗体或抗原有关。酶联免疫吸附试验可用于确定抗原和抗体。有三种必需品(一)直接酶联免疫检测方法：首先将抗原吸附在载体表面，然后酶标抗体与抗原反应形成酶标免疫复合物，最后加入底物产生有色物质，测量光密度，计算抗原