生物传感器在食品工业中的应用

刘孝泉 宋金山

摘要：当前，伴随社会经济的不断发展，人们对于食品的质量需求不断提升。所以需要重视对食品质量的检测评价。生物传感器逐渐受到广泛关注，把生物传感器与食品工业相融合，能够对食品进行有效检测，分析食品的质量，为食品的安全提供有效保障。本文主要就生物传感器在食品工业中的应用展开分析。

关键词：生物传感器;食品工业;应用

【中图分类号】 TS2 【文献标识码】 A      【文章编号】2107-2306（2022）04--01

当前，社会经济不断发展，人们的生活水平不断提升，对于食品的质量安全需求不断提升。所以，需要重视对食品质量进行检测评价。生物传感器能够对食品进行检测，促进了食品工业的发展。生物传感器主要是由生物识别元件与信号转换器两个部分构成。生物识别元件就是感受器，是由具备分子识别能力的生物活性物质比如酶，微生物，动植物组织切片等组成。信号转换器主要是一种电化学，光学或热敏检测部件。在生物识别元件与待测物品发生一定的反应之后，接收到的光或者热等信息可以借助信号转换器转换成可以输出的电信号和光信号，借助这样的方式，以此来对食品进行监测。

一、生物传感器在评价食品品质方面的应用

（一）对食品新鲜度进行检测

食品的新鲜度是食品质量的一项重要指标。当前，对于食品新鲜度的检测主要是对畜禽肉，鱼肉和牛乳的新鲜度进行评价。借助快速检测肉类新鲜度的生物传感器，可以穿入食品表面，借助对葡萄糖浓度进行检测来评价肉类食品的新鲜度。与此同时，借助黄嘌呤氧化酶作为生物的敏感材料，与过氧化氢电极相融合，借助对鱼降解过程中产生的磷酸肌苷，肌苷和次黄嘌呤的浓度进行检测，可以对鱼的新鲜度进行评价。当前，借助生物传感器可以对牛乳的乳酸进行检测，除此之外，可以借助对由于牛乳脂解作用产生的短链脂肪酸的含量进行判断，以此对牛乳的新鲜度进行评价[1]。

（二）对食品滋味及熟度进行检测

生物传感器可以借助酶柱氧电极结合流动注射分析系统对食品中的谷氨酸，肌苷酸，乳酸进行检测，利用金属半导体传感器对食品的香味进行检测，可以对不同的风味进行分析检测，可以对肉汤生产的质量进行管控。借助从牛鼻子粘膜之中分离出来的气味结合蛋白可以制作成生物敏感材料，能够对食品香味进行检测。所以，结合生物传感器的原理研发出了电子鼻与电子舌，可以食品的滋味进行检测。

二、在食品成分快速分析中的应用

（一）对蛋白质、氨基酸进行检测

借助生物传感器对食品中的蛋白质，氨基酸进行检测，可以把氨肽酶和氨基酸氧化酶固定在高分子膜上面，由检测到的水的含量判断蛋白质的分解率，在水分解蛋白质的反应中有效管控蛋白质分解的程度。在对氨基酸进行检测的过程中，主要借助谷氨酸生物传感器来实现[2]。

（二）对糖的含量进行检测

当前，检测葡萄糖的生物传感器在日常的医疗和食品工业中得到广泛运用。在食品工业之中，生物传感器可以对食品和原材料中的糖分进行检测，还可以对食品工业的生产过程进行监测。与此同时，可以对双糖和多糖进行检测。国外生产的测糖仪器，可以在比较短的时间内对食品样品的葡萄糖含量进行检测。

（三）对有机酸、醇类等物质进行检测

当前，借助生物传感器可以对食品中的乳酸，醋酸和草酸的等有机酸物质进行检测，与此同时，生物传感器可以借助高特异功能对乳酸进行合理检测。借助化学检测方法不能进行有效检测。除此之外，生物传感器可以对食品中的维生素C和B族维生素进行检测。

三、在食品安全检测中的应用

（一）对食品中微生物进行检测

借助新型的伏安型细菌总数生物传感器，可以对食品中的微生物进行检测，借助对电极和其他的辅助检测装置的设计，可以对食品，饮料和环境样品中的细菌的总数进行检测。借助酶联电流型免疫传感器可以对食品中存在的少量的沙门氏菌，大肠杆菌，金黄色葡萄球菌等进行检测。当前，新发明的生物传感器可以对十二種不同的病原体进行检测。

（二）对食品中生物毒素进行检测

借助枯草杆菌制作的微生物传感器可以对黄曲霉素B1含量进行检测，利用光纤传感器可以对食品中的肉毒杆菌毒素A进行检测，可以在短时间内完成检测。除此之外，利用生物传感器可以对食品中的蓖麻毒素，肉毒杆菌毒素B，葡萄球菌毒素，沙蚕毒素等进行检测[3]。

（三）对残留农药进行检测

当前，借助生物传感器可以对农药残留进行有效检测，借助农药能抑制酶的作用开发出酶传感器，还可以借助农药与特异性抗体的融合反应开发出免疫传感器，能够对食品中残留的农药进行检测。借助安培免疫传感器可以在一到三分钟之内对水样品中的杀虫剂进行检测。

（四）对食品添加剂进行检测

借助生物传感器可以对软饮料和食品甜味片剂进行检测，可以把羟基酯酶与乙醇氧化酶固定在明胶膜上面，然后与溶解氧电极进行融合，需要在一定的温度条件和酸度条件中使用。除此之外，生物传感器可以对食品防腐剂亚硝酸盐进行检测，可以对酸味添加剂如磷酸，乳酸等进行检测，还可以对食品鲜味剂和色素抗氧化剂等进行检测。

（五）对其它物质的检测

除此之外，借助生物传感器可以对食品中的抗生素和金属离子进行检测。利用大肠杆菌研制的微生物传感器可以对鱼肉中的四环素，土霉素等抗菌素的含量进行检测。借助这样的方式可以对食品中的物质进行有效的检测，为食品质量安全提供有效保障[4]。

结束语：

总而言之，伴随网络信息化手段和生物科技的发展，生物传感器技术在食品工业中得到广泛运用。因为生物传感器可以对食品进行快速分析，弥补了以往的实验室检测技术的不足。当前，借助生物传感器可以对食品中的品质，食品的成分，食品的安全性进行检测，为食品质量安全提供有效保障。把生物传感器与食品工程结合起来，可以促进食品工业的长远发展，为社会经济的建设发展贡献力量。

参考文献：

[1]韩栋，万金萍. 生物传感器及其在食品安全检测方面的应用[J]. 食品安全导刊，2021，（26）：147-148.

[2]高勇，郭艳，安维，张娟丽. 生物传感器的研究现状及展望[J]. 价值工程，2019，38（31）：225-226.

[3]赵文潇，翟飞，杨海龙，邴欣，贾敏. 纳米酶生物传感器在食品质量与安全检测中的应用[J]. 食品研究与开发，2021，42（24）：184-192.

[4]陈羚，谢海洋. 生物传感器在食品安全检测中的应用[J]. 食品安全导刊，2021，（28）：137-138.

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