Aplicaciones del análisis de alimentos en biotecnología
Tecnologías comunes de análisis de alimentos y pruebas de seguridad en China
Tecnología de cromatografía y espectrometría de masas
La tecnología de cromatografía es esencialmente un método de separación físico y químico, es decir, dos fases de separación relativa Durante el movimiento, debido a los diferentes coeficientes de distribución (o coeficientes de adsorción) de diferentes sustancias en las dos fases (fase estacionaria y fase móvil), los componentes se disuelven, volatilizan, adsorben y desorben repetidamente entre las dos fases. logrando así el propósito de separar sustancias. En la actualidad, la tecnología cromatográfica ha madurado y tiene las ventajas de alta sensibilidad de detección, alta eficiencia de separación, alta selectividad, límite de detección bajo, bajo consumo de muestra, conveniencia y velocidad, etc., y se ha utilizado ampliamente en pruebas de seguridad en la industria alimentaria. . Los métodos comúnmente utilizados en cromatografía incluyen cromatografía de gases, cromatografía líquida de alta resolución, cromatografía en capa fina, cromatografía de inmunoafinidad y cromatografía-espectrometría de masas.
1. Cromatografía de gases y cromatografía líquida de alta resolución
La cromatografía de gases es un método de separación extremadamente eficaz creado por científicos británicos en 1952. Es pionero en tecnología de cromatografía completa e instrumentada. Tiene las características de alta eficiencia, alta selectividad, alta sensibilidad, alta resolución, baja dosis y alta velocidad. Se utiliza principalmente para análisis cualitativos y cuantitativos de componentes volátiles de bajo punto de ebullición. En los últimos años, la cromatografía de gases capilar se ha utilizado ampliamente en el análisis y detección de residuos de pesticidas en alimentos debido a su alta eficiencia de separación, rápida velocidad de análisis y bajo consumo de muestras.
La cromatografía líquida de alta resolución está desarrollada sobre la base de la cromatografía líquida clásica. La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) es un proceso de intercambio continuo de solutos entre la fase estacionaria y la fase móvil a alta presión. Separa diferentes solutos mediante diferencias en la repulsión causadas por diferencias en el coeficiente de partición, afinidad, adsorción o tamaño molecular entre las dos fases. Después de casi 30 años de desarrollo, la cromatografía líquida de alto rendimiento ha alcanzado un nivel comparable a la cromatografía de gases en términos de velocidad de análisis, eficiencia de separación, sensibilidad de detección y automatización de operaciones, y ha mantenido las ventajas de la cromatografía líquida clásica, como la amplia aplicación de muestras. gama, existen muchos tipos de fases móviles y de preparación cromatográfica sencilla. Sus principales ventajas se resumen a continuación: el uso de una fase estacionaria de partículas de alta eficiencia mejora en gran medida la eficiencia de la separación cromatográfica; el uso de una nueva bomba de infusión de alta presión acorta en gran medida el tiempo de separación; el uso de detectores de alta sensibilidad mejora en gran medida el tiempo de separación; sensibilidad de detección del instrumento debido a la cromatografía líquida de alto rendimiento. Tiene las características de alta eficiencia de columna y la fase móvil puede controlar y mejorar el proceso de separación, por lo que tiene alta selectividad.
2. Cromatografía en capa fina y cromatografía de inmunoafinidad
La cromatografía en capa fina es un método de análisis de separación desarrollado en la década de 1930. Este instrumento es simple, conveniente y ampliamente utilizado, pero su sensibilidad no es alta. En la actualidad, la cromatografía en capa fina se utiliza ampliamente en pesticidas, toxinas, aditivos alimentarios, etc., y desempeña un papel importante en el análisis cualitativo, semicuantitativo y cuantitativo.
La cromatografía de inmunoafinidad (IAC) es un método que captura compuestos objetivo de muestras complejas basándose en la unión reversible específica de antígenos y anticuerpos. Puede detectar rápidamente pesticidas y otros compuestos en los alimentos a bajo costo. La cromatografía de inmunoafinidad se ha convertido en el método de purificación más popular basado en anticuerpos que pueden generar cualquier compuesto. Actualmente, la cromatografía de inmunoafinidad se puede utilizar como método de pretratamiento de muestras o se puede combinar con algunos métodos de análisis de cromatografía instrumental convencional para el análisis de residuos de compuestos.
Moretti et al. utilizaron un sistema de cromatografía de inmunoafinidad en fase líquida de alto rendimiento (HPLIAC) en línea para detectar cloranfenicol en leche y carne de cerdo a una longitud de onda de 280 nm. Después de la prueba cromatográfica, no hubo interferencia de impurezas. Los límites de detección de cloranfenicol en la leche y la carne fueron 65438 ± 0 μg/kg y 65438 ± 00 μg/kg, respectivamente.
3. Tecnología LC-MS y GC-MS
La espectrometría de masas es un método analítico que mide la relación carga-masa de iones. Como detector cromatográfico ideal, la espectrometría de masas no solo tiene una gran especificidad, sino que también tiene una alta sensibilidad de detección. La cromatografía y la espectrometría de masas combinan sus ventajas y se convierten en un punto de investigación en química analítica. Entre ellos, se han utilizado ampliamente la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) y la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS).
El primero se utiliza para el análisis cualitativo y cuantitativo de materia orgánica, mientras que el segundo se suele utilizar para el análisis de muestras con alta polaridad, fuerte estabilidad térmica y difícil volatilización.
Método de análisis espectral
El análisis espectral es un método basado en la emisión y absorción de radiación electromagnética por la materia y la interacción entre la materia y la radiación electromagnética. Es una tecnología de detección no destructiva, rápida y de bajo costo formada a partir de la medición espectral a través de la conexión y manifestación intrínseca entre la energía radiante y la composición y estructura de la materia. Entre ellas, la espectroscopia de infrarrojo cercano, la espectroscopia de fluorescencia y la espectroscopia Raman se utilizan ampliamente en las pruebas de seguridad alimentaria.
1. Espectro del infrarrojo cercano
La luz del infrarrojo cercano se refiere a ondas electromagnéticas con longitudes de onda entre la región de la luz visible y la región del infrarrojo medio, con números de onda que oscilan entre 4000 ~ 12500 cm. ~ 1. La tecnología de análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano es una tecnología de análisis indirecto. Al establecer un modelo de calibración para realizar análisis cualitativos o cuantitativos de muestras, la tecnología del infrarrojo cercano tiene las ventajas de alta velocidad, ausencia de necesidad de preparar muestras y bajo costo, y se ha utilizado ampliamente en el análisis de seguridad alimentaria.
2. Espectroscopia de Fluorescencia
La espectroscopia de fluorescencia es una tecnología de análisis rápida, sensible y no destructiva que puede proporcionar el espectro característico de una sustancia en unos segundos. Dado que los alimentos contienen una gran cantidad de fluoróforos, la espectroscopia de fluorescencia se usa ampliamente en la investigación de detección de alimentos, como vino de arroz, almidón, carmín, etc., que pueden producir espectros de fluorescencia bajo la excitación de longitudes de onda ultravioleta.
3. Espectroscopia Raman
La tecnología de espectroscopia Raman es un modo de vibración basado en la extensión y flexión de enlaces, que utiliza la intensidad y el desplazamiento Raman de la luz dispersa para obtener información. En las pruebas y análisis de seguridad alimentaria, podemos realizar análisis cualitativos de la sustancia a analizar y también podemos realizar pruebas cuantitativas del contenido de los ingredientes alimentarios.
Tecnología de detección biológica
La tecnología de detección biológica se ha desarrollado rápidamente en los últimos años y ha atraído mucha atención en las pruebas de alimentos. Debido a que la mayoría de los alimentos provienen de organismos naturales como animales y plantas, la naturaleza tiene la capacidad de diferenciar entre sustancias y reacciones. La biotecnología utiliza la reacción entre materiales biológicos y sustancias químicas en los alimentos para lograr propósitos de detección. Muestra un gran potencial de aplicación en la inspección de alimentos. Tiene funciones de reconocimiento biológico específicas, alta selectividad, resultados precisos, sensibilidad, especificidad, microcantidades, rapidez y otras. ventajas. Los métodos actualmente ampliamente utilizados incluyen el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas, la PCR, los biosensores y la tecnología de biochips.
1. Enzimoinmunoensayo y tecnología PCR
El enzimoinmunoensayo (ELISA) es un método de inmunoensayo basado en la inmunoenzimología, que combina reacciones antígeno-anticuerpo de alta especificidad y efecto catalítico eficiente de la enzima. Su principio básico es utilizar un antígeno marcado con enzima o un anticuerpo marcado con enzima como reactivo principal y determinar cualitativa o cuantitativamente la sustancia que se va a probar a través de la reacción de color del sustrato catalizada por la enzima en el complejo. Se usa ampliamente en pesticidas y. residuos de medicamentos veterinarios, sustancias añadidas ilegalmente y biotoxinas, microorganismos patógenos, alimentos genéticamente modificados y otras pruebas de seguridad alimentaria. Como la determinación de enrofloxacino, clenbuterol, Proteus mirabilis, amantes de los álcalis y tolerantes a la sal.
2. Tecnología de biosensores y tecnología de biochips
Biosensor es un sensor físico que combina un elemento de reconocimiento biológico con una sustancia objetivo. Tiene las ventajas de alta especificidad, alta sensibilidad, velocidad de respuesta rápida y bajo costo. También se ha convertido en una herramienta importante en las pruebas de alimentos, utilizada principalmente para detectar aditivos alimentarios, bacterias patógenas, pesticidas y antibióticos, biotoxinas, etc. Con la continua expansión de los campos de aplicación de los biosensores, han surgido muchos biochips relacionados con la detección de seguridad alimentaria. Este tipo de sensores ha avanzado gradualmente hacia la industrialización, incluyendo principalmente los siguientes aspectos: (1) En la detección de aplicaciones de microorganismos patógenos transmitidos por alimentos. . (2) Aplicación en la detección de patógenos de enfermedades animales. (3) Aplicación en la detección de residuos de medicamentos veterinarios. (4) Detección de resistencia a los antibióticos. (5) Inspección de alimentos genéticamente modificados