第七章生物技术与食品 延伸阅读7-1食品添加剂 一、食品添加剂概念 世界各国对食品添加剂的定义不尽相同，联合国粮农组织和世界卫生组织联合食品法规委员会对食品 添加剂定义为：食品添加剂是有意识地一般以少量添加于食品，以改善食品的外观、风味、组织结构或贮 存性质的非营养物质。按照这一定义，以增强食品营养成分为目的的食品强化剂不应该包括在食品添加剂 范围内。 我国GB2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》定义食品添加剂是指为改善食品品质和 色、香、味，以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。食品用香料、 胶基糖果中基础剂物质、食品工业用加工助剂也包括在内。 二、食品添加剂的分类 目前我国的食品添加剂有2000多种，按功能的不同，《食品添加剂使用卫生标准》将食品添加剂分为 23类，主要包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶基糖果中基础剂、着色 剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定 剂、凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品工业用加工助剂及其他分别是：酸度调节剂、抗结剂、 消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶基糖果中基础剂物质、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味 剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、防腐剂、稳定剂和凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品 工业用加工助剂及其他添加剂。生产生活中较常用的食品添加剂共有907种，如防腐剂、抗氧化剂、增稠 剂、乳化剂、甜味剂、膨松剂和食品用香料等。 三、食品添加剂的毒理学评价 食品添加剂的种类和使用剂量随着人类科技的发展也不断的发生着变化，毒理学评价是制定食品添加 剂使用标准的重要依据，分为四个阶段：一是急性毒性试验：二是蓄积毒性、致突变试验及代谢试验：三 是亚慢性毒性试验（包括繁殖、致畸试验）：四是慢性毒性试验（包括致癌试验）。凡拟列入食品添加剂的新 化合物，一般需要上述四个阶段的试验，证明无害或低毒后方可成为食品添加剂。按照食品添加剂的使用 规则添加在食品中，一般并不会对人体造成严重危害，但若存在食品添加剂是长期少量地随同食品摄入， 食品添加剂可能在体内产生积累，对人体健康造成潜在的危胁。食品添加剂及其代谢产物在体内蓄积可能 造成急性毒性、慢性毒性、影响生物繁殖、胚胎毒性、致畸行、致突变性、致癌性及致敏性等。任何一种 添加剂只要不过量添加，一般对人体健康不会造成影响，但是孕妇、儿童、病人等特殊人群需要谨慎使用。 四、展望
1 第七章 生物技术与食品 延伸阅读 7-1 食品添加剂 一、食品添加剂概念 世界各国对食品添加剂的定义不尽相同，联合国粮农组织和世界卫生组织联合食品法规委员会对食品 添加剂定义为：食品添加剂是有意识地一般以少量添加于食品，以改善食品的外观、风味、组织结构或贮 存性质的非营养物质。按照这一定义，以增强食品营养成分为目的的食品强化剂不应该包括在食品添加剂 范围内。 我国 GB2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》定义食品添加剂是指为改善食品品质和 色、香、味，以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。食品用香料、 胶基糖果中基础剂物质、食品工业用加工助剂也包括在内。 二、食品添加剂的分类 目前我国的食品添加剂有 2 000 多种，按功能的不同，《食品添加剂使用卫生标准》将食品添加剂分为 23 类，主要包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶基糖果中基础剂、着色 剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定 剂、凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品工业用加工助剂及其他分别是：酸度调节剂、抗结剂、 消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶基糖果中基础剂物质、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味 剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、防腐剂、稳定剂和凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品 工业用加工助剂及其他添加剂。生产生活中较常用的食品添加剂共有 907 种，如防腐剂、抗氧化剂、增稠 剂、乳化剂、甜味剂、膨松剂和食品用香料等。 三、食品添加剂的毒理学评价 食品添加剂的种类和使用剂量随着人类科技的发展也不断的发生着变化，毒理学评价是制定食品添加 剂使用标准的重要依据，分为四个阶段：一是急性毒性试验；二是蓄积毒性、致突变试验及代谢试验；三 是亚慢性毒性试验 (包括繁殖、致畸试验)；四是慢性毒性试验 (包括致癌试验)。凡拟列入食品添加剂的新 化合物，一般需要上述四个阶段的试验，证明无害或低毒后方可成为食品添加剂。按照食品添加剂的使用 规则添加在食品中，一般并不会对人体造成严重危害，但若存在食品添加剂是长期少量地随同食品摄入， 食品添加剂可能在体内产生积累，对人体健康造成潜在的危胁。食品添加剂及其代谢产物在体内蓄积可能 造成急性毒性、慢性毒性、影响生物繁殖、胚胎毒性、致畸行、致突变性、致癌性及致敏性等。任何一种 添加剂只要不过量添加，一般对人体健康不会造成影响，但是孕妇、儿童、病人等特殊人群需要谨慎使用。 四、展望
随着我们食品工业的快速发展和居民饮食方式的改变，食品添加剂在我国获得了长足的发展，源自动 物、植物和微生物发酵获得的天然食品添加剂受到国际市场的普遍青睐。人们对对食品添加剂的品种、数 量、安全等提出了更多更高的要求，正在积极开展食品添加剂的功能评价和毒理学评价，进行安全风险监 测与评估，并建立信息数据库：研究如何提高食品添加剂在食品中的稳定性，发挥各项功能的作用机理， 以及量效关系，探讨食品添加剂与食品基质间的相互作用以便于提升其在食品中的作用和功效
2 随着我们食品工业的快速发展和居民饮食方式的改变，食品添加剂在我国获得了长足的发展，源自动 物、植物和微生物发酵获得的天然食品添加剂受到国际市场的普遍青睐。人们对对食品添加剂的品种、数 量、安全等提出了更多更高的要求，正在积极开展食品添加剂的功能评价和毒理学评价，进行安全风险监 测与评估，并建立信息数据库；研究如何提高食品添加剂在食品中的稳定性，发挥各项功能的作用机理， 以及量效关系，探讨食品添加剂与食品基质间的相互作用以便于提升其在食品中的作用和功效
延伸阅读7-2食品的种类与安全 食品(f0od)是指各种供人食用或饮用的成品和原料，以及按照传统既是食品又是药品的物品，但不 包括以治疗为目的的物品(《中华人民共和国食品安全法》)。作为食品应无毒、无害，符合应当有的营养 要求，具有相应的色、香、味等感官性状。 食品安全(food safety)是指食品（食物）的种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售和消费等 活动符合国家强制标准和要求，不存在有可能损害或者威胁人体健康的有毒、有害物质以导致消费者病亡 或者危及消费者后代的隐患。根据食品生产和加工过程的不同，食品分为以下几类： 一、无公害农产品（食品） 无公害农产品（食品）(pollution-free agricultural products or food)是指产地环境、生产过程和最终产 品符合无公害食品标准和规范，经专门机构认定，许可使用无公害农产品标识的食品。无公害农产品生产 过程中允许限量、限品种、限时间地使用人工合成的安全的化学农药、兽药、渔药、肥料、饲料添加剂等。 广义的无公害农产品包括有机农产品、自然食品、生态食品、绿色食品、无污染食品等。这类产品生产过 程中允许限量、限品种、限时间地使用人工合成的安全的化学农药、兽药、肥料、饲料添加剂等，它符合 国家食品卫生标准，但比绿色食品标准要宽。无公害农产品是保证人们对食品质量安全最基本的需要，是 最基本的市场准入条件，普通食品都应达到这一要求。 无公害食品对产地环境质量、生产技术和产品标准要求较高。通常应具备以下几个条件： ①良好的环境条件。受地域环境质量的制约，即只有在生态环境良好的农业生产区域内才能生产出优 质、安全的无公害食品。因此，无公害食品产地环境质量标准对产地的空气、农田灌溉水质、渔业水质、 畜禽养殖用水和土壤等的各项指标以及浓度限值做出规定，一是强调无公害食品必须产自良好的生态环境 地域，以保证无公害食品最终产品的无污染、安全性，二是促进对无公害食品产地环境的保护和改善。 ②规范的操作规程。生产技术操作规程是按作物种类、畜禽种类等和不同农业区域的生产特性分别制 订的，用于指导无公害食品生产活动，规范无公害食品生产，包括农产品种植、畜禽饲养、水产养殖和食 品加工等技术操作规程。从事无公害农产品生产的单位或者个人，应当严格按规定使用农业投入品。 ③严格的产品标准。无公害食品产品标准是衡量无公害食品终产品质量的指标尺度，尽管其卫生指标 不高于国家标准，但是重点突出了安全指标，安全指标的制订与当前生产实际紧密结合。无公害食品产品 标准反映了无公害食品生产、管理和控制的水平，突出了无公害食品无污染、食用安全的特性。 二、绿色食品 绿色食品(green food)是指遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生产，经专门机构认定，许可使 用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品。由于与环境保护有关的事物国际上通常都冠之以“绿 色”，为了更加突出这类食品出自良好生态环境，因此定名为绿色食品。其中可持续发展是在保护环境和
3 延伸阅读 7-2 食品的种类与安全 食品（food）是指各种供人食用或饮用的成品和原料，以及按照传统既是食品又是药品的物品，但不 包括以治疗为目的的物品（《中华人民共和国食品安全法》）。作为食品应无毒、无害，符合应当有的营养 要求，具有相应的色、香、味等感官性状。 食品安全（food safety）是指食品（食物）的种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售和消费等 活动符合国家强制标准和要求，不存在有可能损害或者威胁人体健康的有毒、有害物质以导致消费者病亡 或者危及消费者后代的隐患。根据食品生产和加工过程的不同，食品分为以下几类： 一、无公害农产品（食品） 无公害农产品（食品）（pollution-free agricultural products or food）是指产地环境、生产过程和最终产 品符合无公害食品标准和规范，经专门机构认定，许可使用无公害农产品标识的食品。无公害农产品生产 过程中允许限量、限品种、限时间地使用人工合成的安全的化学农药、兽药、渔药、肥料、饲料添加剂等。 广义的无公害农产品包括有机农产品、自然食品、生态食品、绿色食品、无污染食品等。这类产品生产过 程中允许限量、限品种、限时间地使用人工合成的安全的化学农药、兽药、肥料、饲料添加剂等，它符合 国家食品卫生标准，但比绿色食品标准要宽。无公害农产品是保证人们对食品质量安全最基本的需要，是 最基本的市场准入条件，普通食品都应达到这一要求。 无公害食品对产地环境质量、生产技术和产品标准要求较高。通常应具备以下几个条件： ①良好的环境条件。受地域环境质量的制约，即只有在生态环境良好的农业生产区域内才能生产出优 质、安全的无公害食品。因此，无公害食品产地环境质量标准对产地的空气、农田灌溉水质、渔业水质、 畜禽养殖用水和土壤等的各项指标以及浓度限值做出规定，一是强调无公害食品必须产自良好的生态环境 地域，以保证无公害食品最终产品的无污染、安全性，二是促进对无公害食品产地环境的保护和改善。 ②规范的操作规程。生产技术操作规程是按作物种类、畜禽种类等和不同农业区域的生产特性分别制 订的，用于指导无公害食品生产活动，规范无公害食品生产，包括农产品种植、畜禽饲养、水产养殖和食 品加工等技术操作规程。从事无公害农产品生产的单位或者个人，应当严格按规定使用农业投入品。 ③严格的产品标准。无公害食品产品标准是衡量无公害食品终产品质量的指标尺度，尽管其卫生指标 不高于国家标准，但是重点突出了安全指标，安全指标的制订与当前生产实际紧密结合。无公害食品产品 标准反映了无公害食品生产、管理和控制的水平，突出了无公害食品无污染、食用安全的特性。 二、绿色食品 绿色食品（green food）是指遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生产，经专门机构认定，许可使 用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品。由于与环境保护有关的事物国际上通常都冠之以“绿 色”，为了更加突出这类食品出自良好生态环境，因此定名为绿色食品。其中可持续发展是在保护环境和
保持资源可利用的前提下，从保护、改善生态环境入手，以开发无污染食品为突破口，改革传统食物生产 方式和管理手段，实现农业和食品工业可持续发展，从而将保护环境、发展经济、提高人民健康水平紧密 结合起来，促成环境、资源、经济、社会发展的良性循环。特定生产方式是指按照标准生产、加工、包装、 贮藏和运输，对产品实施全程安全质量管理，食品实行标志管理，实现经济效益、社会效益和生态效益的 同步增长。安全是指在种植、养殖、加工等过程中，通过严密检测控制，防止农药残留、重金属、有害微 生物、放射性物质等对食品生产各个环节的污染，并将其量控制在比普通食品的量低很多的水平，以确保 人体健康和安全。优质、营养包含三层含义：①品质优良：②营养价值和卫生安全指标高：③产品包装不 对食品和环境产生污染。 绿色食品分AA级绿色食品和A级绿色食品两个等级。绿色食品对产地环境、生产加工技术、包装及 贮运条件通常应具备以下几个条件：①产品或产品原料产地必须符合绿色食品生态环境质量标准：②农作 物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品生产操作规程：③产品的包装、贮运必须符合 绿色食品包装贮运标准：④产品必须符合绿色食品标准。 三、有机食品 有机食品是一种国际通称，是从英文Organic Food直译过来的，其他语言中也有叫生态或生物食品等。 这里所说的“有机”不是化学上的概念，而是指采取一种有机的耕作和加工方式。有机食品：是指来自于有 机农业生产体系，根据有机农业生产要求和相应的标准生产加工的，即在原料生产和产品加工过程中不使 用化肥、农药、生长激素、化学添加剂等化学物质，不使用基因工程技术，并通过独立的有机食品认证机 构认证的一切农副产品，包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、畜禽产品、蜂蜜、水产品、调料等。 有机食品对产地环境、生产加工技术和条件的要求较高，通常应具备以下几个条件： ①必须来自经建立或正在建立的有机农业生产体系（又称有机农业生产基地），或采用有机方式采集的 野生天然产：②原产地无任何污染，种养殖过程中不使用任何化学合成的农药、肥科、饲料、除草刑和生 长素等：③产品在整个生产过程中必须严格遵循有机食品加工、包装、贮藏、运输等要求和标准，在生产 加工过程中不使用任何化学合成的食品防腐剂、添加剂、人工色素等.并不采用有机溶剂提取：④在生产 加工中不采用基因工程获得的生物及其产物：⑤贮藏、运输和销售过程中未受有害化学物质的污染：⑥产 品必须符合国家食品卫生法的要求和食品行业质量标准：⑦生产者在有机食品的生产加工和流通过程中， 有完善的跟踪审查体系和完整的生产、加工和销售档案记录：⑧必须通过独立的有机食品认证机构的认证。 有机食品与其他食品的区别在于：①有机食品在生产和加工过程中，绝对禁止使用农药、化肥、激素 等人工合成物质：②有机食品在生产中，必须发展替代常规农业生产和食品加工的技术和方法，建立严格 的生产、质量控制和管理体系：③有机食品在整个生产、加工和消费过程中更强调环境的安全性、突出人 类、自然和社会的持续和协调。这几种食品的层次可以如下图S7-1表示：
4 保持资源可利用的前提下，从保护、改善生态环境入手，以开发无污染食品为突破口，改革传统食物生产 方式和管理手段，实现农业和食品工业可持续发展，从而将保护环境、发展经济、提高人民健康水平紧密 结合起来，促成环境、资源、经济、社会发展的良性循环。特定生产方式是指按照标准生产、加工、包装、 贮藏和运输，对产品实施全程安全质量管理，食品实行标志管理，实现经济效益、社会效益和生态效益的 同步增长。安全是指在种植、养殖、加工等过程中，通过严密检测控制，防止农药残留、重金属、有害微 生物、放射性物质等对食品生产各个环节的污染，并将其量控制在比普通食品的量低很多的水平，以确保 人体健康和安全。优质、营养包含三层含义：①品质优良；②营养价值和卫生安全指标高；③产品包装不 对食品和环境产生污染。 绿色食品分 AA 级绿色食品和 A 级绿色食品两个等级。绿色食品对产地环境、生产加工技术、包装及 贮运条件通常应具备以下几个条件：①产品或产品原料产地必须符合绿色食品生态环境质量标准；②农作 物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品生产操作规程；③产品的包装、贮运必须符合 绿色食品包装贮运标准；④产品必须符合绿色食品标准。 三、有机食品 有机食品是一种国际通称，是从英文 Organic Food 直译过来的，其他语言中也有叫生态或生物食品等。 这里所说的“有机”不是化学上的概念，而是指采取一种有机的耕作和加工方式。有机食品：是指来自于有 机农业生产体系，根据有机农业生产要求和相应的标准生产加工的，即在原料生产和产品加工过程中不使 用化肥、农药、生长激素、化学添加剂等化学物质，不使用基因工程技术，并通过独立的有机食品认证机 构认证的一切农副产品，包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、畜禽产品、蜂蜜、水产品、调料等。 有机食品对产地环境、生产加工技术和条件的要求较高，通常应具备以下几个条件： ①必须来自经建立或正在建立的有机农业生产体系(又称有机农业生产基地)，或采用有机方式采集的 野生天然产；②原产地无任何污染，种养殖过程中不使用任何化学合成的农药、肥科、饲料、除草刑和生 长素等；③产品在整个生产过程中必须严格遵循有机食品加工、包装、贮藏、运输等要求和标准，在生产 加工过程中不使用任何化学合成的食品防腐剂、添加剂、人工色素等．并不采用有机溶剂提取；④在生产 加工中不采用基因工程获得的生物及其产物；⑤贮藏、运输和销售过程中未受有害化学物质的污染；⑥产 品必须符合国家食品卫生法的要求和食品行业质量标准：⑦生产者在有机食品的生产加工和流通过程中， 有完善的跟踪审查体系和完整的生产、加工和销售档案记录；⑧必须通过独立的有机食品认证机构的认证。 有机食品与其他食品的区别在于：①有机食品在生产和加工过程中，绝对禁止使用农药、化肥、激素 等人工合成物质；②有机食品在生产中，必须发展替代常规农业生产和食品加工的技术和方法，建立严格 的生产、质量控制和管理体系；③有机食品在整个生产、加工和消费过程中更强调环境的安全性、突出人 类、自然和社会的持续和协调。这几种食品的层次可以如下图 S7-1 表示：
有机食品 绿色食品 无公害食品 普通食品 图S7-1几种食品层次关系 四、转基因食品 转基因食品是指利用基因工程技术改变基因组构成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂， 包括：①转基因动植物、微生物产品：②转基因动植物、微生物直接加工品：③以转基因动植物、微生 物或者其直接加工品为原料生产的食品和食品添加剂。食品产品中（包括原料及其加工的食品）含有基因 修饰有机体或/和表达产物的，要标注“转基因XX食品”或“以转基因XX食品为原料”。转基因食品来自潜 在致敏食物的，还要标准“该品转XX食物基因，对XX食物过敏者注意”。 尽管转基因食品在品种、营养价值、产量、种植适应性等方面都有所进步，但由于其安全性没有经过 较长时间的验证，所以对这类食品的发展还存在诸多担忧。比如是否会发生基因污染、降低生物多样性、 引发环境安全，是否会产生抗药性，制造出超级细菌：长期食用是否存在毒性，人们的心理是否能认可等 问题。A.Finamore等研究发现相比于对照组的小白鼠，实验组小白鼠在食用了转基因玉米后，其免疫系统 会有一定的损害，因此需要加强对转基因食品的安全评价与管理。 影响转基因食品安全性的主要因素是转入新DNA基因本身和基因表达的蛋白，重组和表达过程是否会 激活作物原本不启动的毒素合成途径，所以考察转基因食品的安全性首先是对新型食品潜在毒性、过敏反 应进行验证：其次是考虑转入和表达后可能存在的改变：最后是考虑转基因食品对环境带来的潜在风险。 针对转基因农产品存在的安全隐患，应该加强完善转基因食品安全管理法律体系，建立严格科学的评级方 法和转基因食品标识制度：提高转基因食品的检测技术，防止未加标识的转基因食品流入市场：普及转基 因食品方面的知识，正确引导公众参与，充分保障消费者的知情权和选择权。 五、辐照食品 辐照食品是指用钴60、铯137产生的y射线或者电子加速器产生的低于10MV电子束辐照加工处理 的食品，包括辐照处理的食品原料、半成品。国家对食品辐照加工实行许可制度，经卫生部审核批准后发 给辐照食品品种批准文号，批准文号为卫食辐字(XX)第X号”。辐照食品在包装上必须贴有卫生部统 一制定的辐照食品标识
5 图 S7-1 几种食品层次关系 四、转基因食品 转基因食品是指利用基因工程技术改变基因组构成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂， 包括：①转基因动植物、微生物产品；②转基因动植物、微生物直接加工品；③ 以转基因动植物、微生 物或者其直接加工品为原料生产的食品和食品添加剂。食品产品中（包括原料及其加工的食品）含有基因 修饰有机体或/和表达产物的，要标注“转基因 XX 食品”或“以转基因 XX 食品为原料”。转基因食品来自潜 在致敏食物的，还要标准“该品转 XX 食物基因，对 XX 食物过敏者注意”。 尽管转基因食品在品种、营养价值、产量、种植适应性等方面都有所进步，但由于其安全性没有经过 较长时间的验证，所以对这类食品的发展还存在诸多担忧。比如是否会发生基因污染、降低生物多样性、 引发环境安全，是否会产生抗药性，制造出超级细菌；长期食用是否存在毒性，人们的心理是否能认可等 问题。A. Finamore 等研究发现相比于对照组的小白鼠，实验组小白鼠在食用了转基因玉米后，其免疫系统 会有一定的损害，因此需要加强对转基因食品的安全评价与管理。 影响转基因食品安全性的主要因素是转入新 DNA 基因本身和基因表达的蛋白，重组和表达过程是否会 激活作物原本不启动的毒素合成途径，所以考察转基因食品的安全性首先是对新型食品潜在毒性、过敏反 应进行验证；其次是考虑转入和表达后可能存在的改变；最后是考虑转基因食品对环境带来的潜在风险。 针对转基因农产品存在的安全隐患，应该加强完善转基因食品安全管理法律体系，建立严格科学的评级方 法和转基因食品标识制度；提高转基因食品的检测技术，防止未加标识的转基因食品流入市场；普及转基 因食品方面的知识，正确引导公众参与，充分保障消费者的知情权和选择权。 五、辐照食品 辐照食品是指用钴 60、铯 137 产生的γ射线或者电子加速器产生的低于 10 MeV 电子束辐照加工处理 的食品，包括辐照处理的食品原料、半成品。国家对食品辐照加工实行许可制度，经卫生部审核批准后发 给辐照 食品品种批准文号，批准文号为“卫食辐字（XX）第 X 号”。辐照食品在包装上必须贴有卫生部统 一制定的辐照食品标识
根据各国30多年的研究结果，FAO/WHO/I-AEA组织的联合专家委员会于1980年10月份宣布，吸收 剂量在10kGy以下的任何辐照食品都是安全的，无需做毒理学试验。低剂量辐照处理不会导致食品营养 品质的明显损失，食品中的蛋白质、糖和脂肪保持相对稳定，而必需氨基酸、必需脂肪酸、矿物质和微量 元素也不会有太大损失。食品经辐照后，辐射降解产物的种类和有毒物质含量与常规烹调方法产生的无本 质区别。辐照能抑止被照食品采后生长（蘑菇）、防止发芽（马铃薯）、杀虫灭菌、钝化酶的活性（一切食品）， 从而达到延长食品的保鲜期或长期贮藏的目的。食品辐照处理在化学组成上所引起的变化对人体健康无害， 也不会改变食品中微生物菌落的总平衡，也不会导致食品中营养成分的大量损失。但是，高剂量辐照处理 所产生的营养成分及其辐照副产物的产生问题仍未被人类所探测到。 近年来，随着农产品和食品贮藏保鲜技术取得了长足的进步，进行食品辐照处理的食品种类数量并未 呈现出增长的趋势，更多的食品通过贮藏保鲜技术可以较好的保持其原有的营养成分和感官性状。然而有 关辐照食品方面的研究工作还持续进行之中。 6
6 根据各国 30 多年的研究结果，FAO/WHO/I-AEA 组织的联合专家委员会于 1980 年 10 月份宣布，吸收 剂量在 10 kGy 以下的任何辐照食品都是安全的，无需做毒理学试验。低剂量辐照处理不会导致食品营养 品质的明显损失，食品中的蛋白质、糖和脂肪保持相对稳定，而必需氨基酸、必需脂肪酸、矿物质和微量 元素也不会有太大损失。食品经辐照后，辐射降解产物的种类和有毒物质含量与常规烹调方法产生的无本 质区别。辐照能抑止被照食品采后生长(蘑菇)、防止发芽(马铃薯)、杀虫灭菌、钝化酶的活性(一切食品)， 从而达到延长食品的保鲜期或长期贮藏的目的。食品辐照处理在化学组成上所引起的变化对人体健康无害， 也不会改变食品中微生物菌落的总平衡，也不会导致食品中营养成分的大量损失。但是，高剂量辐照处理 所产生的营养成分及其辐照副产物的产生问题仍未被人类所探测到。 近年来，随着农产品和食品贮藏保鲜技术取得了长足的进步，进行食品辐照处理的食品种类数量并未 呈现出增长的趋势，更多的食品通过贮藏保鲜技术可以较好的保持其原有的营养成分和感官性状。然而有 关辐照食品方面的研究工作还持续进行之中
延伸阅读7-3 ELISA检测 一、ELISA检测原理与分类 ELISA(enzyme linked immunosorbent assay,酶联免疫吸附测定)检测原理是预先结合在固相载体上的抗 体或抗原分子与样品中的抗原或抗体分子在一定条件下进行免疫学反应，免疫复合物所携带的酶分子可将 特定的底物分子转化为具有特定颜色的化合物，并由颜色的深浅反映样品中抗原或抗体分子的量。ELSA 检测具有灵敏、特异、快速、稳定以及易于自动化操作等特点，它是20世纪70年代初由E.Engvall及 B.K.VanWeemen等在放射免疫分析的基础上建立起来的一种非均相的酶免疫检测技术。 根据检测目标的不同可以细分为检测抗体的间接法（图7-3S1)和检测抗原的双抗原夹心法（图7-3S2)。 (一)检测抗体的间接法 该方法的主要操作步骤为：①固相抗原的形成将特异性抗原与固相载体联结，形成固相抗原，洗涤除去未 结合的抗原及杂质。②固相抗原抗体复合物的形成加入待检样品，保温反应，样品中的特异抗体与固相抗 原结合，形成固相抗原抗体复合物。经洗涤后，固相载体上只留下特异性抗体。③加酶标抗抗体固相免疫 复合物中的抗体与酶标抗抗体结合，从而间接地标记上酶。洗涤后，固相载体上的酶量与标本中受检抗体 的量正相关。④加底物显色加入相应的底物进行显色，通过颜色定量分析。 (二)检测抗原的双抗原夹心法 该方法的主要操作步骤为：①固相抗体的形成将特异性抗体与固相载体联结，形成固相抗体。洗涤除去未 结合的抗体及杂质。②固相抗原抗体复合物的形成加受检标本，保温反应。标本中的抗原与固相抗体结合， 形成固相抗原抗体复合物，洗涤除去其他未结合物质。③加酶标抗体固相免疫复合物上的抗原与酶标抗体 结合，进行保温反应。彻底洗涤未结合的酶标抗体。此时固相载体上带有的酶量与标本中受检抗原的量相 关。④加底物显色固相上的酶催化底物成为有色产物，通过比色，测知标本中抗原的量。 二、ELISA检测技术的应用与发展 (一)致病微生物检测 ELISA法可用于检测食品中单核细胞增生李斯特菌、弯曲杆菌、金黄色葡萄球菌、军团菌、假单胞菌 属、大肠杆菌O157:H7、致贺氏菌、副溶血性弧菌、霍乱弧菌和腊样芽抱杆菌等多种致病微生物，在病原 微生物检测方面具有很大的发展空间。 (二)毒素检测 ELISA技术除了应用于食品中黄曲霉毒素的检测外，还在脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)、 赤霉烯酮(zearalenone,.ZEN)等其他真菌毒素及河豚毒素、蓖麻毒素和苦马豆素等动物和植物源毒素检测 方面得到了广泛的应用，并均取得了较理想的效果，表明该法在食品毒素检测方面大有潜力可挖，值得进 一步应用
7 延伸阅读 7-3 ELISA 检测 一、ELISA 检测原理与分类 ELISA（enzyme linked immunosorbent assay，酶联免疫吸附测定）检测原理是预先结合在固相载体上的抗 体或抗原分子与样品中的抗原或抗体分子在一定条件下进行免疫学反应，免疫复合物所携带的酶分子可将 特定的底物分子转化为具有特定颜色的化合物，并由颜色的深浅反映样品中抗原或抗体分子的量。ELISA 检测具有灵敏、特异、快速、稳定以及易于自动化操作等特点，它是 20 世纪 70 年代初由 E. Engvall 及 B.K.VanWeemen 等在放射免疫分析的基础上建立起来的一种非均相的酶免疫检测技术。 根据检测目标的不同可以细分为检测抗体的间接法（图 7-3S1）和检测抗原的双抗原夹心法（图 7-3S2）。 （一）检测抗体的间接法 该方法的主要操作步骤为：①固相抗原的形成将特异性抗原与固相载体联结，形成固相抗原，洗涤除去未 结合的抗原及杂质。②固相抗原抗体复合物的形成加入待检样品，保温反应，样品中的特异抗体与固相抗 原结合，形成固相抗原抗体复合物。经洗涤后，固相载体上只留下特异性抗体。③加酶标抗抗体固相免疫 复合物中的抗体与酶标抗抗体结合，从而间接地标记上酶。洗涤后，固相载体上的酶量与标本中受检抗体 的量正相关。④加底物显色加入相应的底物进行显色，通过颜色定量分析。 （二）检测抗原的双抗原夹心法 该方法的主要操作步骤为：①固相抗体的形成将特异性抗体与固相载体联结，形成固相抗体。洗涤除去未 结合的抗体及杂质。②固相抗原抗体复合物的形成加受检标本，保温反应。标本中的抗原与固相抗体结合， 形成固相抗原抗体复合物，洗涤除去其他未结合物质。③加酶标抗体固相免疫复合物上的抗原与酶标抗体 结合，进行保温反应。彻底洗涤未结合的酶标抗体。此时固相载体上带有的酶量与标本中受检抗原的量相 关。④加底物显色固相上的酶催化底物成为有色产物，通过比色，测知标本中抗原的量。 二、ELISA 检测技术的应用与发展 （一）致病微生物检测 ELISA 法可用于检测食品中单核细胞增生李斯特菌、弯曲杆菌、金黄色葡萄球菌、军团菌、假单胞菌 属、大肠杆菌 O157:H7、致贺氏菌、副溶血性弧菌、霍乱弧菌和腊样芽抱杆菌等多种致病微生物，在病原 微生物检测方面具有很大的发展空间。 （二）毒素检测 ELISA 技术除了应用于食品中黄曲霉毒素的检测外，还在脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol, DON）、 赤霉烯酮（zearalenone, ZEN）等其他真菌毒素及河豚毒素、蓖麻毒素和苦马豆素等动物和植物源毒素检测 方面得到了广泛的应用，并均取得了较理想的效果，表明该法在食品毒素检测方面大有潜力可挖，值得进 一步应用
(三)农药和兽药残留 自1983年以来，ELISA技术己成为国际上分析农药残留的首选方法，目前己广泛用于有机磷类、有 机氯类、除虫菊酯、磺胺类等农药残留的检测和抗生素类、激素药类、抗球虫类、呋喃药类、磺胺药类和 驱虫药类药物兽药的检测，许多国家已开发出相应的农药残留和兽药残留ELI$A检测试剂盒，可用于直接 检测果蔬等植物性食品和动物性食品中的农药兽药残留。 (四)转基因食品的检测 随着转基因产品种类和数量的不断增多，转基因生物及其产品的安全性也越来越受到人们关注，越来 越多的国家要求对转基因产品实行标签制度，这就对转基因食品的检测提出了更高的要求。目前，ELISA 检测转基因食品试剂盒己经面世。 目前，ELISA技术在食品安全检测中的应用越来越广泛，伴随与其他检测方法如PCR、色谱技术等 相结合，实现强强联合，扩大其优势、改善弊端，降低检测限，增加稳定性，缩短检测时间，降低检测成 本等必将促使ELISA检测在食品安全检测中将发挥更加突出和重要的作用
8 （三）农药和兽药残留 自 1983 年以来，ELISA 技术已成为国际上分析农药残留的首选方法，目前已广泛用于有机磷类、有 机氯类、除虫菊酯、磺胺类等农药残留的检测和抗生素类、激素药类、抗球虫类、呋喃药类、磺胺药类和 驱虫药类药物兽药的检测，许多国家已开发出相应的农药残留和兽药残留 ELISA 检测试剂盒，可用于直接 检测果蔬等植物性食品和动物性食品中的农药兽药残留。 （四）转基因食品的检测 随着转基因产品种类和数量的不断增多，转基因生物及其产品的安全性也越来越受到人们关注，越来 越多的国家要求对转基因产品实行标签制度，这就对转基因食品的检测提出了更高的要求。目前，ELISA 检测转基因食品试剂盒已经面世。 目前，ELISA 技术在食品安全检测中的应用越来越广泛，伴随与其他检测方法如ＰＣＲ、色谱技术等 相结合，实现强强联合，扩大其优势、改善弊端，降低检测限，增加稳定性，缩短检测时间，降低检测成 本等必将促使 ELISA 检测在食品安全检测中将发挥更加突出和重要的作用
延伸阅读7-4分子检测方法 分子检测方法是指以待检测样品的核酸序列的特异性片段为检测靶标，通过对于该靶标基因的体外扩 增，从而获得大量的靶标序列，进而对该扩增结果进行分析的一种方法。主要有聚合酶链反应技术 (polymerase chains reacton,PCR)、多重PCR(multiplex PCR)技术和荧光PCR(fluorescent PCR)技术以 及基因芯片(gene chip,DNA chip)技术。尽管方法种类繁多，但是基本原理都和PCR原理相似，略有差 异。 一、分子检测的基本原理 在模板、引物、4种dNTP和耐热DNA聚合酶存在的条件下，特异扩增位于两段己知序列之间的目标DNA 片段的酶促合成反应。每一循环包括高温变性、低温退火、中温延伸三步反应。每一循环的产物作为下一 个循环的模板，如此循环20~35次，介于两个引物之间的目标DNA片段理论上达到230拷贝（约为109个分 子)，通过判断检测样品能否扩增出目标DNA片段从而鉴定样品的阳性或阴性，这种技术被称为PCR检测 技术，也是分子检测的基本原理。如果在同一PCR反应体系里加上二对以上引物，同时扩增出多个目标DNA 片段的PCR反应，则称为多重PCR(multiplex PCR)检测技术。如果在PCR过程中，利用荧光染料在光刺 激下释放的荧光能量的变化直接反映出PC℉扩增产物量的变化，从而实现对原始模板的定量目的，则是荧 光定量PCR检测技术。 二、分子检测的方法 基于分子检测原理的检测方法，根据反应中引物数量、是否进行荧光标记以及能否进行高通量检测， 可以分为以下几种： (一)普通PCR检测方法 仅有一对特异性引物的日标序列的聚合酶链扩增检测技术。一般的操作步骤为：①模板的制备即 DNA的提取和制备，不同来源的DNA制备的方法都有标准方法可供使用。如CTAB (Cetyltrimethylammonium Ammonium Bromide,十六烷基三甲基溴化铵)法等。②引物设计与合成根据 目标序列，利用引物设计软件primer premier5.0设计相应的引物序列并送与基因合成公司合成。③PCR 反应将引物、模板、dNTP、缓冲溶液和DNA聚合酶按一定比例调制成反应混合液。反应体系经过95℃ 预变性3min,94℃变性3min,50~55℃退火40sec,72℃延伸1min。上述3个步骤循环25~35次， 然后72℃延伸10min。④电泳分析取PC℉产物6ul进行琼脂糖凝胶电泳，通过电泳条带分析阳性或阴 性结果。 (二)多重PCR检测技术 多重PCR是用多对引物同时对模板DNA上的多个区域进行扩增，其技术难点在于其多对引物的设计， 必需保证多对引物之间不形成引物二聚体，引物与目标模板区域具有高度特异性。基本操作步骤同普通P℃R 检测技术。 9
9 延伸阅读 7-4 分子检测方法 分子检测方法是指以待检测样品的核酸序列的特异性片段为检测靶标，通过对于该靶标基因的体外扩 增，从而获得大量的靶标序列，进而对该扩增结果进行分析的一种方法。主要有聚合酶链反应技术 （polymerase chains reacton, PCR）、多重 PCR（multiplex PCR）技术和荧光 PCR（fluorescent PCR）技术以 及基因芯片（gene chip，DNA chip）技术。尽管方法种类繁多，但是基本原理都和 PCR 原理相似，略有差 异。 一、分子检测的基本原理 在模板、引物、4种dNTP和耐热DNA聚合酶存在的条件下，特异扩增位于两段已知序列之间的目标DNA 片段的酶促合成反应。每一循环包括高温变性、低温退火、中温延伸三步反应。每一循环的产物作为下一 个循环的模板，如此循环20～35次，介于两个引物之间的目标DNA片段理论上达到2 30拷贝（约为10 9个分 子），通过判断检测样品能否扩增出目标DNA片段从而鉴定样品的阳性或阴性，这种技术被称为PCR检测 技术，也是分子检测的基本原理。如果在同一PCR反应体系里加上二对以上引物，同时扩增出多个目标DNA 片段的PCR反应，则称为多重PCR（multiplex PCR）检测技术。如果在PCR过程中，利用荧光染料在光刺 激下释放的荧光能量的变化直接反映出PCR扩增产物量的变化，从而实现对原始模板的定量目的，则是荧 光定量PCR检测技术。 二、分子检测的方法 基于分子检测原理的检测方法，根据反应中引物数量、是否进行荧光标记以及能否进行高通量检测， 可以分为以下几种： （一）普通 PCR 检测方法 仅有一对特异性引物的目标序列的聚合酶链扩增检测技术。一般的操作步骤为：①模板的制备 即 DNA 的 提 取 和 制 备 ， 不 同 来 源 的 DNA 制 备 的 方 法 都 有 标 准 方 法 可 供 使 用 。 如 CTAB （Cetyltrimethylammonium Ammonium Bromide,十六烷基三甲基溴化铵）法等。②引物设计与合成 根据 目标序列，利用引物设计软件 primer premier 5.0 设计相应的引物序列并送与基因合成公司合成。 ③PCR 反应 将引物、模板、dNTP、缓冲溶液和 DNA 聚合酶按一定比例调制成反应混合液。反应体系经过 95 ℃ 预变性 3 min，94 ℃变性 3 min，50～55 ℃退火 40 sec，72 ℃延伸 1 min。上述 3 个步骤循环 25～35 次， 然后 72 ℃延伸 10 min。④电泳分析 取 PCR 产物 6 µl 进行琼脂糖凝胶电泳，通过电泳条带分析阳性或阴 性结果。 （二）多重PCR检测技术 多重PCR是用多对引物同时对模板DNA上的多个区域进行扩增，其技术难点在于其多对引物的设计， 必需保证多对引物之间不形成引物二聚体，引物与目标模板区域具有高度特异性。基本操作步骤同普通PCR 检测技术
多重PCR具有普通PCR的特异性和灵敏度，同时更具高效性、系统性、简便经济性。但是多重PCR存在 敏感性较低、扩增效率不高、扩增条件需要摸索与协调和引物间干扰等不足。 (三)荧光PCR检测技术 目前荧光PCR所使用的荧光化学方法主要有4种，分别为DNA结合染色、水解探针、分子信标和杂交探 针。这3种荧光PCR检测技术的步骤基本相同，主要包括：①设计并合成荧光PCR引物采用荧光PCR引物设 计软件设计相应的荧光引物并送与基因合成公司合成。②样品DNA的提取DNA提取方法如前所述。③PCR 反应的优化引物溶解后，使用统计学方法对DNA聚合酶以及反应体系进行PCR反应的优化。④制备标准 曲线样品需要先将样品的目的基因以及管家基因进行PCR扩增，其产物进行梯度稀释用于做标准曲线， 以此作为进行相对定量的标准。⑤标样和待检样品的荧光PC扩增标准曲线样品和待测样品分别加入到 含荧光PCR反应液中进行荧光PCR扩增和检测。⑥检测结果分析根据绘制的标准曲线，对待测样品的目的 基因进行定量分析。相对定量实验需要进一步用样品的目的基因测得值除以管家基因测得值以校正误差， 所得结果代表某样品的目的基因相对含量。⑦提供实验报告包括详细的实验方法及实时荧光定量PC实 验结果的相关图表。 实时荧光定量PCR实现了核酸检测的快速性，其荧光探针标记特定核酸的方法使准确性更高，使用 更少的样本量并且在约1h获得结果，简化了传统PC方法和试验步骤。但也存在容易受核酸污染影响等问 题。 (四)基因芯片技术 基因芯片是将各种基因寡核苷酸点样于芯片表面，微生物样品DNA经PCR扩增后制备荧光标记探针，然 后再与芯片上寡核苷酸点杂交，最后通过扫描仪定量和分析荧光分布模式来确定检测样品是否存在某些特 定微生物。 基因芯片的基本操作步骤可简述如下：①样品制备和标记样品先提取、纯化样品核酸并进行扩增， 然后采用体外转录、PCR和逆转录等方法进行标记。这样可以弥补荧光检测系统的灵敏度还不够高，并且 提高检测灵敏度。②杂交反应在合适的反应条件下，靶基因与芯片上的探针进行碱基互补形成稳定的双 链，未杂交的其它核酸分子随后被洗去。③信号检测和结果分析在杂交反应完成后，将芯片插入扫描仪 中，对片基进行激光共聚焦显微扫描，样品核酸上标记的荧光分子受激发出荧光，用带滤光片镜头采集每 一点的荧光，经光电倍增管(PWT)或电荷偶合元件(CCD)转换成电信号，计算机软件将电信号转换为数值， 并同时将数值的大小用不同的颜色在屏幕上直观地表示出来。 基因芯片的突出特点为高度的并行性、多样化、微型化和自动化。在病原微生物的检测方面更具特色， 可以在一张芯片上同时对多种病原菌进行自动化快速检测，使用样品量极少降低了试剂的消耗，特异性 及灵敏度较高，有助于在黄金时间为临床医师对疾病的诊断治疗提供依据 10
10 多重PCR具有普通PCR的特异性和灵敏度,同时更具高效性、系统性、简便经济性。但是多重PCR存在 敏感性较低、扩增效率不高、扩增条件需要摸索与协调和引物间干扰等不足。 （三）荧光PCR检测技术 目前荧光PCR所使用的荧光化学方法主要有4种，分别为DNA结合染色、水解探针、分子信标和杂交探 针。这3种荧光PCR检测技术的步骤基本相同，主要包括：①设计并合成荧光PCR引物 采用荧光PCR引物设 计软件设计相应的荧光引物并送与基因合成公司合成。②样品DNA的提取 DNA提取方法如前所述。③PCR 反应的优化 引物溶解后，使用统计学方法对DNA聚合酶以及反应体系进行PCR反应的优化。④ 制备标准 曲线样品 需要先将样品的目的基因以及管家基因进行PCR扩增，其产物进行梯度稀释用于做标准曲线， 以此作为进行相对定量的标准。⑤标样和待检样品的荧光PCR扩增 标准曲线样品和待测样品分别加入到 含荧光PCR反应液中进行荧光PCR扩增和检测。⑥检测结果分析 根据绘制的标准曲线，对待测样品的目的 基因进行定量分析。相对定量实验需要进一步用样品的目的基因测得值除以管家基因测得值以校正误差， 所得结果代表某样品的目的基因相对含量。⑦提供实验报告 包括详细的实验方法及实时荧光定量PCR实 验结果的相关图表。 实时荧光定量PCR 实现了核酸检测的快速性, 其荧光探针标记特定核酸的方法使准确性更高, 使用 更少的样本量并且在约1 h获得结果, 简化了传统PCR方法和试验步骤。但也存在容易受核酸污染影响等问 题。 （四）基因芯片技术 基因芯片是将各种基因寡核苷酸点样于芯片表面，微生物样品DNA经PCR扩增后制备荧光标记探针，然 后再与芯片上寡核苷酸点杂交，最后通过扫描仪定量和分析荧光分布模式来确定检测样品是否存在某些特 定微生物。 基因芯片的基本操作步骤可简述如下：①样品制备和标记 样品先提取、纯化样品核酸并进行扩增， 然后采用体外转录、PCR和逆转录等方法进行标记。这样可以弥补荧光检测系统的灵敏度还不够高，并且 提高检测灵敏度。②杂交反应 在合适的反应条件下，靶基因与芯片上的探针进行碱基互补形成稳定的双 链，未杂交的其它核酸分子随后被洗去。③信号检测和结果分析 在杂交反应完成后，将芯片插入扫描仪 中，对片基进行激光共聚焦显微扫描，样品核酸上标记的荧光分子受激发出荧光，用带滤光片镜头采集每 一点的荧光，经光电倍增管(PMT)或电荷偶合元件(CCD)转换成电信号，计算机软件将电信号转换为数值， 并同时将数值的大小用不同的颜色在屏幕上直观地表示出来。 基因芯片的突出特点为高度的并行性、多样化、微型化和自动化。在病原微生物的检测方面更具特色, 可以在一张芯片上同时对多种病原菌进行自动化快速检测, 使用样品量极少降低了试剂的消耗, 特异性 及灵敏度较高, 有助于在黄金时间为临床医师对疾病的诊断治疗提供依据