轉基因食品分析檢測技術的研究進展
齊云霞,趙 莉,李 娜
(山東標準檢測技術有限公司,山東濟南 250000)
轉基因食品是食品領域出現的新型食品,體現了基因工程與食品領域的結合發展,通過向生物體內移植某段基因組,從而提高農產品的質量,使其有更高的產量和營養價值,作物在生長的過程中抵抗惡劣自然環境和病蟲害的能力也相應提升[1]。轉基因食品雖有著無可替代的優勢,但其安全性始終是消費者和研究者廣泛關注的話題,為了對轉基因食品的安全性進行評估和檢驗,轉基因食品分析檢測技術應運而生。為了推進轉基因食品的發展進程,保障轉基因食品的安全性,就需要對轉基因食品檢測技術投入更多的重視,本文在對當前檢測技術進行分析的基礎上對轉基因食品分析檢測技術的發展前景進行展望。
1 轉基因食品概述
轉基因食品是基因技術在食品領域的應用,以基因工程在目標生物體內植入特定某段外來基因片段,從而使該生物擁有被植入的基因片段所包含的蛋白質或多肽,將該生物培育繁殖后制作成的食品稱為轉基因食品[2]。在20世紀80年代,基因工程就被應用在植物的培育中,第一例成功將外源基因片段移植到植物體內的研究成果發表于1983年,由此開啟了基因工程與食品領域結合的研究。1994年,美國批準了一種能夠更好保鮮的轉基因番茄上市,這也是轉基因食品第一次被批準流入市場,并且以其無可替代的優勢迅速擴大了市場規模。轉基因食品投入食品市場已有20余年,大部分消費者對轉基因食品的安全性仍存在疑慮,并且研究界也對如何對轉基因食品的安全進行評估和檢測而爭論不休。因此,對轉基因食品分析檢測技術進行深入探索和研究有著重要的理論意義和實踐價值,是推動轉基因食品發展、促進基因工程和社會經濟進步的關鍵所在。
2 轉基因食品分析檢測的作用
轉基因食品將基因工程應用到動植物的培育中,從而提高農產品的質量和面對惡劣環境的能力,提高農業產量,對促進經濟發展有著重要的意義[3]。但轉基因食品是對動植物原有生物構造的改變,因此存在某些無法預估的安全風險,主要有以下幾點安全隱患。
(1)轉基因食品是人對動植物原生狀態的改變,將某組基因片段提煉出來并植入特定的生物體內,在此過程中可能使生物的某些特征發生變異進而產生毒性,某些無法被檢測出的微量毒性可能會影響人的身體健康。
(2)轉基因食品是將外源基因片段植入特定的生物體內,因此該生物本身也帶有基因來源者的某些特性,因此引發過敏反應的可能性更高。例如,一部分消費者食用轉基因玉米后易出現過敏現象。
(3)轉基因食品也有可能對環境造成破壞。例如,轉基因大豆培育過程中將桿狀細菌中提取的基因片段植入大豆中,雖然可以起到減少病蟲害的作用,但對其他昆蟲以及土壤環境造成了危害,損害了生物多樣性和原本的生態環境。
轉基因食品無疑有著顯著的優勢,如產量大、品質高、生長迅速、耐病蟲害及市場價格低廉,但基因工程實質上是對動植物原本生物結構的破壞和改造,因此存在著極大的安全隱患[4]。分析檢測技術能有效檢測轉基因食品的安全性,盡可能避免轉基因食品對消費者或自然環境造成的危害,對推進轉基因食品的研究發展以及社會經濟的發展有著重要的意義。
3 轉基因食品的分析檢測技術
3.1 組學分析檢測技術
組學分析檢測技術被應用在轉基因食品的安全性檢測中,主要包括轉錄組學分析檢測技術和蛋白質組學分析檢測技術,二者在食品安全性檢測方面有不同的應用。轉錄組學檢測技術一般用于對轉基因食品植入的外源基因片段進行檢測,分析該基因片段的特征在被檢測的生物中的表現狀況。以轉錄組學分析技術對轉基因食品的生物來源進行檢測,是對轉基因食品進行非期望效應測定和評估的依據。蛋白質組學分析評測技術應用到轉基因食品的安全性檢測中,能夠了解在特定時期或者特定的生存環境下生物體內的蛋白質構造和表達狀態,在對轉基因食品的定性或定量的檢測及分析中起著重要作用。此外,通過蛋白質組學分析技術還能掌握轉基因生物在生理狀態以及病理狀態中一些可能的蛋白構造,從而更好地對轉基因生物的生命特征進行把握[5]。
3.2 蛋白質印跡檢測技術
蛋白質印跡檢測技術應用在轉基因食品安全性的檢測中,主要是依靠聚丙烯酰胺凝膠電泳將轉基因生物體內被植入的外源基因片段的蛋白質提取出來,并且在提取的蛋白質中加入起顯色作用的酶,以結合反應實現完全分離,從而對其性質進行檢測和評估。如果所檢測的轉基因食品中含有不可溶蛋白質,使用蛋白質印跡技術能夠對食品中的蛋白質含量進行檢測,將檢測的數值與標準值進行比較,從而對轉基因食品的品質以及安全性進行評估。相比于其他檢測技術,蛋白質印跡檢測技術在準確性上有著天然的優勢,但該技術對于檢測環境有著極高的要求,并且受到多種因素的影響,極大增加了該檢測技術的應用難度,并且檢測效率較低,因此通常應用較少。此外,蛋白質印跡檢測技術的檢測成本高于其他檢測技術,因此將其應用于轉基因食品檢測時往往不會進行大批量的檢測,只會挑選少量樣品用此技術進行分析和評估。
3.3 光譜分析檢測技術
將光譜分析檢測技術應用到轉基因食品安全性檢測中,其技術原理是應用紅外線穿透對食品的分子結構進行檢測和獲取。目前的技術水平還無法對該技術檢測轉基因食品的安全性提供準確性方面的保障,但該技術也有著自身的優勢,即操作簡單,分析和檢測的效率高,可以避免檢測過程造成的損耗,在對轉基因食品進行非期望效應的評估方面有著重要的作用。將光譜分析檢測技術應用到轉基因食品的安全性評估中,以該技術進行檢測食品光譜圖的繪制,并通過計算機進行模擬,將轉基因食品以及非轉基因食品的分子結構進行比較,在此基礎上進行非期望效應的評估。在目前對轉基因食品的監測評估工作中,光譜分析檢測技術已在檢測轉基因玉米和番茄等作物中發揮了重要的作用,光譜分析檢測技術以極高的檢測效率、被檢測作物的零損耗、不會造成污染等特性得到了轉基因食品檢測研究領域的青睞,并且該技術的應用范圍逐漸擴大。
3.4 免疫試紙條檢測技術
免疫試紙條檢測技術與蛋白質印跡檢測技術在技術原理上基本一致,但與后者的區別在于對固相載體的選取。蛋白質印跡檢測技術以聚乙烯反應板作為對轉基因食品進行分析和檢測的固相載體,而免疫試紙條檢測技術選取的固相載體是硝化纖維,相比于蛋白質印跡檢測技術,免疫試紙條檢測技術的檢測效率更高,在10~15 min就能得到檢測結果。但免疫試紙條檢測技術檢測結果的準確性與蛋白質印跡檢測技術相差較遠,因此該技術只在時間較為緊迫的轉基因食品檢測中應用,但并不受研究界的鼓勵。
4 轉基因食品分析檢測技術的發展方向
4.1 定性與定量檢測技術
定性與定量檢測技術的研究是轉基因食品分析檢測未來發展的重要研究領域。以轉基因黃豆在食用油生產中的應用為例,轉基因黃豆經過各種加工程序后,其內部的蛋白質結構遭到了極大的破壞,因此對其進行轉基因食品的分析與檢測時易出現誤差,無法保證檢測結果的準確性。根據定性與定量檢測技術的原理,轉基因黃豆的蛋白質成分可溶于水溶液中,因此在對轉基因食用油進行檢測時可加入一定的TE溶液,將其中用于檢測的DNA有效提取出來,保障檢測結果的合理性。轉基因食品分析和檢測中對PCR檢測技術的應用也體現了定性與定量檢測的理念。由此可以看出定性與定量檢測技術是轉基因食品分析和檢測的發展前景所在,對推進轉基因食品分析檢測的進展有著重要的意義。
4.2 精準檢測技術
轉基因食品憑借著自身獨特的優勢在食品市場上占據的比例越來越大,并且有著更加廣闊的發展前景,已逐漸成為人們生活的一部分,甚至作為主要食物出現在餐桌上。對轉基因食品的研究有著重要的民生意義,世界上仍有約兩億人口飽受維生素A缺乏導致的一系列疾病的折磨,而轉基因黃金大米的出現對此問題的解決有著重要意義。研究人員向大米中移植土壤細菌以及水仙花的基因片段,從而使該大米含有豐富的維生素A。雖然目前消費者和研究界對轉基因食品仍存在多種疑慮,但毫無疑問,轉基因食品對社會經濟的發展起著重要的作用,因此為了推進轉基因食品的進一步發展,就需要為轉基因食品的分析和評估配備精準檢測技術。轉基因食品的分析檢測技術不僅關系著其發展前景,同樣也與消費者的安全與健康息息相關,雖然現有的轉基因食品分析檢測技術已取得了較好的效果,但其檢測的精準度仍無法保證,因此轉基因食品分析檢測在未來的發展中要更加重視對精準檢測技術的研究。
5 結語
轉基因食品在食品領域占據著越來越重要的地位,對社會經濟的發展有著重要的作用。經濟的發展帶來了居民生活水平的提高,人們對轉基因食品也有著越來越多的關注,對轉基因食品安全性的評定與檢測也受到了消費者與研究界的更多重視。目前在轉基因食品分析和檢測領域已經取得了眾多研究成果,研究人員也提出了多種行之有效的檢測方式,各檢測方式都存在一定的優勢及不足,需根據轉基因食品檢測的具體情況進行合理選擇,從而使檢測結果具有更高的精準度,促進轉基因食品行業規范有序發展。在今后對轉基因食品檢測技術進行研究時,應秉持“高靈敏性、高特異性、高準確性、高通量化、自動化、低成本、操作便捷”的研究準則,使轉基因食品檢測技術為轉基因食品安全提供強有力的保障。

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