酶联免疫吸附法在食品安全检测中的应用进展

酶联免疫吸附法在食品安全检测中的应用进展
2021~2021学年第一学期
《生物技术在食品中的应用》期末考试论文
论文题目：
酶联免疫吸附法在食品安全检测中的应用进展
学院：生物与农业工程学院
专业：食品科学与工程
班级：XXXXX 学号：XXXXX 姓名：XXXXX 任课教师：XXXXX
酶联免疫吸附法在食品安全检测中的应用进展
生物与农业工程学院 4XXXX9 XXXX
摘要：文章首先介绍了酶联免疫技术的原理和方法，并从生物毒素、药物残留、致病
微生物、违法使用的非食用物质、转基因食品等方面评述了其在食品安全检测中的应用。

然后对ELISA技术的优点及不足进行了讨论，最后对其在食品安全检测中的广阔应用前景
进行了展望。

关键词：酶联免疫；食品安全；检测；优点及不足；前景展望
“民以食为天，食以安为先”。

食品安全是现代社会所面临的主要挑战，全球每年因
食品致病所花费的医疗费用高达77~230亿美元[1]，这一日益突出的公共健康问题已经受
到世界卫生组织的高度重视。

食品安全除了影响消费者健康外，还与食品进出口贸易、国
家声誉、乃至社会安定有着密切关系。

近年来，国内外食品安全事件接连不断，从生猪饲料添加剂“瘦肉精”中毒事件到非
法添加“苏丹红”的番茄酱、辣椒油等食品被召回事件，再到奶品中的“三聚氰胺”事件，食品安全问题已成为当今各国政府、消费者和科技界广为关注的焦点之一。

2021年2月
28日，全国十一届人大常委会第七次会议通过了《中华人民共和国食品安全法》，于
2021年6月1日起正式实施；同年7月20日，国务院办公厅公布了该法的配套行政法规《中华人民共和国食品安全法实施条例》[2-3]。

人民和政府的高度重视迫使食品科技不
断增加新的检验项目，利用新的科技手段不断提高检验水平和质量、效率。

现今，食品安全检测正朝着快速、灵敏、简便的方向发展。

酶联免疫技术正是迎合了这一方向而被越来越多地应用于食品安全检测领域的。

1 酶联免疫吸附法(ELISA)概述
酶联免疫吸附法是以免疫学反应为基础，将抗体、抗原的特异性反应与酶对底物的高效催化作用相结合的一种具有高特异性和高敏感性的实验技术。

根据样本中待测物质的种类及性质不同，可以设计出各种不同类型的ELISA检测方法，包括抗体夹心法、抗原夹心法、竞争法、间接法及捕获包被法、ABS-ELISA法、PCR-ELISA法、A蛋白酶联法、斑点免疫吸附法和组织印迹法等几种类型[4]。

1971年瑞典科学家Engvall和perlmann首次建立了酶联免疫吸附测定方法，短短几十年，ELISA检测法的应用已渗入我们生活的许多方面，且在不断发展和完善，包括在临床诊断、医学研究、食品安全、植物资源、环境监测及生态学方面的应用。

本文主要介绍ELISA在食品安全检测中的应用发展。

2 ELISA法在食品安全检测中的应用
2.1 食品中生物毒素的检测
目前发现能引起人中毒的霉菌代谢产物至少有150种以上，常见的产毒性真菌有曲霉菌属、青霉菌属镰刀菌属等，其中最常见且研究最多的是黄曲霉毒素。

黄曲霉毒素
B1(AFB1)是在黄曲毒素中毒性最强的天然物质，是由黄曲霉和寄生曲霉等产生的一类化合物[5]，它具有诱导突变、抑制免疫和致癌的作用，其在食品中的含量在每个国家都需要严格控制。

一般而言，采用间接竞争法检测食物中的黄曲霉毒素。

才琳等[6]采用黄曲霉毒素B1与牛血清白蛋白偶联物抗原免疫小鼠获得特异性抗体，利用此抗体，进行间接竞争ELISA法试验，经过添加回收试验可知，该法可适用于食品卫生监督工作中大量样品的初期筛选检测。

徐洲等[7]采用酶联免疫法对干辣椒中的黄曲霉毒素
B1进行检测，结果显示，该法稳定性好，测定准确，重现性好，能有效的应用于干辣椒中黄曲霉毒素B1的检测。

2.2 食品中药物残留的测定
2.2.1 植物性食品中农药残留检测
农药残留在食品安全问题上也十分严峻。

由于ELISA技术的检测优点，ELISA技术已经制作成针对各种农药的检测试剂盒，被使用到很多杀菌剂、杀虫剂的检测当中。

张婧等[8]在前期建立溴氰菊酯间接竞争ELISA检测方法的基础上，成功研制组装出
溴氰菊酯残留检测ELISA试剂盒，基本满足了溴氰菊酯残留检测的需要。

2021年，韦倩妮等[9]
制备出三唑磷的单克隆抗体，并建立了三唑磷的间接竞争ELISA分析方法，该方法
IC50为9.7μg/mL，最低检测限(LOD)为1.0μg/mL，检测线性范围为2.5～100.0μg/mL。

2021年，JeeY.S等[10]对苯硫磷进行了进一步研究，根据其特征结构设计合成了5种苯
硫磷的半抗原，制备出苯硫磷的高效价抗体，建立了间接竞争和直接竞争ELISA分析方法，其IC50分别为2.9ng/mL、0.6ng/mL，最低检测限分别为0.3ng/mL、0.09ng/mL。

2.2.1
动物性食品中药物残留检测
目前，ELISA技术在动物性食品中药物的残留检测主要包括动物性食品的有害残留成
分检测以及禁用兽药残留的检测，如瘦肉精酶联免疫检测法。

陶光灿等[11]应用间接竞争酶联免疫吸附技术,建立了一种快速检测动物源性食品中
氨苯砜残留的方法,并对其各项技术参数进行了评价。

该方法的半数抑制浓度IC50为
0.369μg/L,样本添加回收率为78.2%~104.0%,变异系数为5.2%~13.5%。

对实际样本的检
测结果与液相色谱――串联质谱法基本一致。

2021年,华中科技大学袁宗辉等[12],公开了1种用于3-甲基喹�f啉-2-羧酸残留的酶联免疫检测方法及试剂盒,该方法及试剂盒具有
简便、快速、灵敏、准确等优点,能同时快速检测大批样品,最低检测限为0.6mg/kg。

Loomans等[13]用新霉胺作为免疫原建立ELISA方法同时检测牛奶中的庆大霉素、卡那霉
素和新霉素。

2.3 食品中致病微生物的测定
病原微生物在污染食品后，可在食物中大量生长繁殖，人体摄人这种含有大量活菌的
食物，就会引起人体消化道的感染、中毒，甚至会出现致致畸、致癌等更为严重的长期危害。

ELISA法能检验残留在食品中的大肠杆菌、沙门氏菌、军团菌等微生物。

2021年黄金林等[14]采用直接ELISA方法对208份鲜牛奶样品、出口龙虾样品、虾仁样品、熟食制品进行沙门氏菌检测，并用国标方法进一步验证。

结果显示，ELISA方法相
对
[15]
于国标法的敏感性和特异性分别100%、97.3%。

S.Kumar等基于夹心酶标免疫吸附的
方法来快速检测食品和水中的沙门氏菌，通过强化程序来提高吸附的灵敏性结果发现：相
对于传统的培养检测方法，改进的ELISA方法在检测食品和水中的沙门氏菌具有快速，灵
敏和
[16]
专一的特点。

Yu等应用ELISA间接法测定了VBNC大肠杆菌O157：H7，同时揭示了
[17]
ELISA在病原微生物检测中的应用前景。

2021年，印度Kumar等提出了用浓缩-ELISA 法(Enrichment-ELISA)检测食品和液态样物质中的伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)。

结果显示，相比竞争性ELISA法的检测限104～105CFU/mL，浓缩-ELISA法可以检测到
102CFU/mL的伤寒沙门氏菌。

2.4 食品中违法使用的非食用物质的检测
违法添加非食用物质是导致加工食品质量安全问题的重要原因。

近年来出现的如苏丹红、瘦肉精以及三聚氰胺等食品安全事件，反映出当前在生产及加工食品中违法添加非食用物质的问题十分严重。

苏丹红染料为一类偶氮类化合物，具有潜在的致癌性，各国政府及国际食品管理条例都严禁其在食品中添加使用。

但由于其染色后不易褪色且成本低廉，在一些地方它仍被当做食品添加剂非法使用。

为保证公众健康，在食品中控制苏丹红是至关重要的，研发一种简单、
经济以及快速的分析方法显得尤其必要。

Wang Yuzhen等[18]通过研究，建立了一种基于单克隆抗体的间接竞争性酶联免疫吸附来检测食品中的苏丹红I方法，研究结果证明该法具有高灵敏度、专一性强、样品处理简单、样品检测量大以及成本低等优点，在分析检测食品中的苏丹红I方面是种可行合理的方法。

“瘦肉精”曾作为生长促进剂和营养重分配剂被广泛用于家畜的饲养中，以促进家畜生长、提高瘦肉率。

但是，在动物组织中残留的瘦肉精能导致人体的急性中毒，数个国家已有有关盐酸克伦特罗残留引起的食物中毒的报道。

左晓磊等[19]应用竞争酶联免疫法，对猪尿猪肝中的克伦特罗残留进行检测筛选，得出该法具有速度快、准确性高和重复性强的特点，且检测费用相对低廉。

三聚氰胺是一种重要的有机化工原料，长期或反复大量摄入三聚氰胺可能对肾与膀胱产
[20]
生不良影响，导致产生肾结石。

李春媛等采用戊二醛法，将三聚氰胺与载体蛋白牛血清白蛋白和卵清白蛋白分别进行偶联，制备出人工免疫抗原和检测抗原。

为三聚氰胺酶联免疫快速检测试剂盒和免疫胶体金检测试纸条的开发研制奠定了基础。

陈俊峰等[21]用酶联免疫法对25个生鲜乳样品中的三聚氰胺残留进行检测。

结果显示，离散系数小于10%，平均回收率高达97.7%，且所有生鲜乳样品的三聚氰胺含量均未超标。

2.5 食品中过敏原的检测
对于鱼类的过敏反应是严重的食物过敏反应之一，为此世界上很多国家的食品机构要
求在预包装食品的标签上强制实施鱼类成分标识。

2021年，Faeste等[22]提出用夹心ELISA法检测鱼类过敏原，采用兔的抗鳕鱼小清蛋白的抗体的多克隆产物作为捕获剂，用
该多克隆产物的一种生物共轭物质作为检测剂。

该方法成功地检测出了多种鱼类。

回收率
为68%～138%，检测限为0.01mg/kg，相当于每千克食物中5mg鱼肉。

这种结果已经足以
控制食品中的鱼蛋白含量，降低对鱼类过敏消费者发生过敏反应的风险。

在欧盟国家，芥末(mustard)是最常见的致敏食物，食品中未标注的芥末成分威胁着
芥末过敏消费者的健康。

因而，精确且专一检测食品中芥末残留的方法就显得尤为重要。

2021年内布拉斯加大学的Lee等[23]用含有3种芥末种子的混合物分别免疫接种了3只兔子、1只山羊和1只绵羊，其中绵羊和兔子的多克隆抗芥末血清分别被用作捕获剂和检测剂，通过碱性磷酸酶介导的发色底物反应观测其结合程度。

结果表明，在15种标注含有
芥末的市售食品样中有2种没有可检测到的芥末，而同时14种标注不含芥末的食品中有3种被检出含有芥末。

该方法为食品工业和监管机构保证食品安全和更好地保护消费者提供
了一种检测参考。

2.6 转基因食品的检测
有关转基因食品的安全性目前争论较多,随着转基因食品的不断普及,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。

转基因食
品检测除了PCR技术直接检测转基因外，还能用ELISA法检测某些特定的转基因表达蛋白，以分析食品的原料是否来自转基因生物[24]。

顾炜炜[25]等在酶标抗原和多克隆抗体的基础上，研制了检测Btcry2Ab/2Ac杀虫蛋
白的直接竞争ELISA试剂盒，它可用于转基因食品的快速大批量检测，并可以对转基因表
达产物进行定量分析。

白卫滨等[26]以美国、阿根廷、巴西转基因大豆等为材料，建立了ELISA法定量检测抗草甘膦转基因大豆CP4EP-SPS蛋白的方法，成功检测出不同转基因大
豆中CP4EP-SPS蛋白的含量，从而为抗草甘膦转基因大豆中CP4EPSPS蛋白的定量检测提
供了有效的手段。

2.7 食品中其它成分的检测
ELISA技术还可应用于测定食品中其它成分，比如食品中生理活性物质、蔬菜种子的
检测等方面。

de Mejia等[27]利用竞争性ELISA法识别大豆肽lunasin(lunasin是大豆中具抗癌效果的生物活性肽)并定量检测来自144种被选择的不同基因型大豆、商业获得的大豆蛋白
以及富含异黄酮产品中的浓度差异。

该法浓度测定范围在24～72ng/mL。

重复性好，最低
检测限为8ng/mL。

秦碧霞等[28]从感染黄瓜绿斑驳花叶病毒的葫芦植株上收取种子，通过双抗体夹心酶联免疫吸附法检测种子的带毒情况检出率为100%。

3 ELISA技术的优点及不足
目前用于食品安全检测的方法有很多，如薄层色谱(TLC)、微生物法、气相色谱（GC）、质谱（MS）、高效液相色谱（HPLC）和核酸探针技术等。

在食品安全检测上，它
们均存在不同程度的困难。

如，TLC必须进行较为复杂的样品预处理和抽提，且不能定量，灵敏度低；微生物法不易筛选到特别敏感的菌株，且不能定量，易受其他抗菌药物的影响；GC及HPLC等虽灵敏度高，但设备昂贵、样品预处理复杂、检测费用高，难以推广使用；
核酸探针则在实验过程中易受到污染。

然而，食品安全检测的发展方向是快速、灵敏、简便。

ELISA分析与其它方法相比，有以下优势：①高特异性；②高灵敏性，检测范围在ng
和pg水平；③准确度高、重现性好；④一次性可处理大量样品，适宜于用定性试验进行
筛选；⑤易于推广到基层[29]。

ELISA分析在应用方面也存在着一些问题，比如:①制备抗体较困难；②对试剂的选择性高；③不能同时分析多种成分；④对结构类似的化合物有一定程度的交叉反应。

但如果
与其它检测手段联合使用，如GC、HPLC，不仅可以降低交叉反应，还可进行更准确的定量。

随着McAb技术的成熟和免疫试剂盒的商业化，ELISA分析在食品安全检测领域中一定会得到进一步的应用和推广[30]。

4 前景展望
随着人们生活水平的提高以及食品安全意识的增强，其对食品安全问题给予了越来越
多的关注。

近年来，酶联免疫分析方法(ELISA)在食品安全检测中发挥了极其重要的作用。

虽然免疫分析方法尚不完美，我国学者在这领域仍处于摸索阶段，且在ELISA检测条件摸
索和试剂盒研制等方面与国外比还有很大差距，但免疫分析技术由于有许多固有的优点，
是其他方法不可比拟的，因此它将是21世纪最具竞争力的分析检测技术。

可以预见，免
疫分析法通过不断发展和进一步完善，并与其他技术有机结合，必将在食品快速监测领域
中发挥愈来愈重要的作用。

参考文献
[1] Almanza BA,Nesmith MS.Food safety certification regulations in the United States[J].J Environ Health,2021,May,66(9):14-20.
[2] 施京京.《食品安全法》配套法规出台[J].中国技术质量监督,2021,8:18-19. [3] 谢一平,梁晨曦.浅谈食品添加剂与人体健康[[J].学术论坛,2021,7(7):52- 53.
[4] 水小溪,蔡乐,赵宝华.ELISA技术在食品安全检测中的应用[J].生命科学仪
器,2021,6 (10):51-53.
[5] 王雄,董颖超,果旗,等.饲料中黄曲霉毒素B1快速检测试剂盒的研制与应用[J].
中国农业科技导报,2021,10(S2).101-105.
[6] 才琳,张甄,钱丽丽,等.黄曲霉毒素B1检测ELISA条件的优化[J].农产品加工学刊,2021 (3):69-72.
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