酶生物传感器在食品研究检测中应用

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1、酶生物传感器在食品研究检测中应用　　摘要本文简单介绍了酶生物传感器的起源、作用机制及其独特的优点，并对近年来酶生物传感器在食品分析检测中的应用做了简要介绍。同时对酶生物传感器的不足作出了评价，并对其未来的发展进行了展望。关键词酶生物传感器；食品分析检测；应用中图分类号Q5文献标识码A文章编号1674-6708（2013）87-0109-02食品质量安全涉及国计民生与人民群众身心健康息息相关。近年来食品安全问题的频发，人们对食品的安全问题越来越关注，要求也越来越高。因此，能否实现食品的快速、简便和准确的检测以保证食品安全已迫在眉睫。

2、与传统分析方法相比，酶生物传感器具有独特的优点：1）它既具有不溶性酶体系的优点，又具有电化学电极的高灵敏度；2）由于酶的专属反应性，使其具有高的选择性，能够直接在复杂试样中进行测定。酶生物传感器在生物传感器领域中占有非常重要的地位。因此，研究和发展有价值的酶生物传感器具有重要的意义。1酶生物传感器的概述7自1962年Clark等在氧电极的基础上提出研制葡萄糖酶传感器的设计原理[1]。1967年Updick和Hicks把葡萄糖氧化酶固定在疏水膜上再和氧电极结合，组装成第一个酶电极—葡萄糖电极，用于检测血清中的葡萄糖含量[2]。此后，

3、酶生物传感器引起了社会各领域科学家的重视和广泛研究，得到了快速发展。酶生物传感器是将酶作为生物敏感基元，通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应所产生的与目标物浓度成比例关系的可测信号，实现对目标物定量测定的分析仪器。它是由物质识别元件（固定化酶膜）和信号转换器（基体电极）组成。当酶膜上发生酶促反应时，产生的电活性物质由基体电极对其响应。基体电极的作用是使化学信号转变为电信号，从而加以检测，基体电极可采用碳质电极（石噩电板、玻碳电极、碳棚电极）、R电极及相应的修饰电极。至今酶生物传感器的发展经历了3个阶段，即以氧

4、为中继体的电催化，基于人造媒介的电催化和直接电催化。2酶生物器在食品分析中的应用2.1在食品成分分析中的应用7农产品及食品在加工和贮藏中是否发生品质劣变，如果指标超过国家食品安全限量标准，那么将对我们的健康造成一定的威胁，所以酶生物传感器对食品成分的分析具有重要的意义。俞宝明等将赖氨酸脱羧酶与碳酸酐酶共同固定于CO2电极透气膜上，制成L-赖氨酸双酶电极，用于测定金针菇和强化赖氨酸食品中赖氨酸的含量[3]。李书国等研究了Nafion/MB/HRP酶电极在有机相介质中对油脂过氧化物还原的催化能力，结果表明Nafion/MB/HRP酶电

5、极在所选有机相表现出良好的稳定性和重现性，可用于实际油样的检测[4]。张旸等研制出了一种测定淀粉的酶生物传感器法，它是由固定化的GOD、GA酶膜和氧电极组成[5]。戴松林等将氯金酸和壳聚糖的混合液在玻碳电极表面电化学还原为金纳米粒子，再将葡萄糖氧化酶通过戊二醛交联的方式固定在纳米金复合膜修饰的玻碳电极表面，制成一种新型的葡萄糖氧化酶生物传感器。该传感器对葡萄糖的响应十分快速，在5S内即达到平衡[6]。冯东等用一种新型的壳聚糖（cS）/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）复合膜固定辣根过氧化物酶（HRP），以乙二醛作交联剂，二茂铁（Fc）作媒介

6、体，制备过氧化氢生物传感器，并在啤酒中的过氧化氢的测定中取得较好的效果[7]。2.2在食品鲜度分析中的应用7目前，超市生鲜区已成为众多卖场的主流经营方式，生鲜食品的新鲜度不仅能是消费者共同关注的首要问题，也是超市经营的立足点。因此对食品鲜度进行快速分析检测，及时对有问题食品进行处理，以防止损坏变质的食品进一步扩散，这对于减少没必要的损失至关重要。彭图治等以戊二醛为交联剂，将黄嘌呤氧化酶直接固定在丝蛋白做孔膜上，以平面圆盘铂电极为基础电极，研制成黄嘌呤氧化酶电极，用于对鱼新鲜度的测定[8]。干宁等利用3种以二茂铁甲酸（FCA）为媒介

7、体的导电聚吡咯酶电极，分别固定黄嘌呤氧化酶（XO）、核苷磷酸化酶（NP）和核苷酸酶（NT），用于对淡水鱼的鲜度分析，能达到令人满意的效果[9]。3酶生物传感器在食品检测中的应用3.1在食品添加剂分析中的应用食品添加剂的滥用或超标使用是造成现在食品安全问题的一个重要因素，所以对食品进行快速安全检测十分有必要。亚硝酸盐是一类无机化合物的总称，它能过维持肉类的新鲜颜色，所以允许其作为发色剂限量使用，但是用0.3g～0.5g的亚硝酸盐即可引起中毒甚至死亡。展海军等以电子媒介体聚苯胺和纳米TiO2固定辣根过氧化物酶（HRP）的生物传感器，应

8、用于火腿肠中亚硝酸盐的测定，结果表明该酶生物传感器灵敏度高，线性范围较宽，有良好的抗干扰性和稳定性，可用于测定火腿中的亚硝酸钠的含量[10]。3.2在有害毒物分析中的应用7食品中的有害毒物包括农药残留、兽药残留、致病菌及其产生的毒素、重金属和转基因