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糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)一種基于全細(xì)胞生物傳感器陣列的無(wú)損高準(zhǔn)確度監(jiān)測(cè)糧食霉變新技術(shù)

2023-03-16 08:56:48 來(lái)源：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所閱讀量：7036

　　我國(guó)糧食產(chǎn)后損耗每年高達(dá)700億斤，幾乎相當(dāng)于產(chǎn)糧大省吉林一年的糧食總產(chǎn)量。產(chǎn)后減損是保障糧食供給的“無(wú)形良田”和有效途徑。霉變是導(dǎo)致糧食產(chǎn)后損耗的主要原因，嚴(yán)重威脅我國(guó)糧食安全、食品安全和人民生命健康。開(kāi)展糧食倉(cāng)儲(chǔ)霉變檢測(cè)監(jiān)測(cè)意義重大。雖然傳統(tǒng)的基于酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定、氣相色譜質(zhì)譜、高光譜成像和電子鼻等霉變檢測(cè)方法均具有高靈敏度和高準(zhǔn)確度的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在需要樣品預(yù)處理、昂貴設(shè)備和人員培訓(xùn)等問(wèn)題，制約了糧食霉變檢測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于有機(jī)揮發(fā)物響應(yīng)的全細(xì)胞生物傳感器陣列，可以實(shí)現(xiàn)糧食霉變的高準(zhǔn)確度監(jiān)測(cè)。該研究通過(guò)在大腸桿菌中篩選響應(yīng)糧食霉變前期標(biāo)志性有機(jī)揮發(fā)物的啟動(dòng)子，構(gòu)建了融合14種應(yīng)激響應(yīng)啟動(dòng)子和發(fā)光細(xì)菌熒光素酶基因的全細(xì)胞生物傳感器陣列，結(jié)合優(yōu)化的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃曲霉霉變花生和霉變玉米的83%的區(qū)分準(zhǔn)確度；對(duì)霉變前期不同階段花生、玉米高達(dá)95%和98%的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度；以及對(duì)霉變和健康花生、玉米的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度均達(dá)到100%。此研究結(jié)果表明了基于全細(xì)胞生物傳感器陣列結(jié)合優(yōu)化的機(jī)器學(xué)習(xí)模型的可靠性和實(shí)用性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)霉變前期糧食的無(wú)損高準(zhǔn)確度監(jiān)測(cè)。

　　上述研究結(jié)果分別在材料科學(xué)國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Journal of Hazardous Materials(中科院1區(qū)，IF=14.224)在線發(fā)表，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所糧油減損團(tuán)隊(duì)博士后馬俊寧和浙江工業(yè)大學(xué)客座碩士研究生管樂(lè)為論文第一作者，加工所邢福國(guó)研究員為通訊作者。該研究成果得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃(2022YFD0400104)、國(guó)家自然科學(xué)基金(31972179、32001813)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(CAAS-ASTIP-G2022-IFST-01)、青島市科技計(jì)劃項(xiàng)目科技惠民示范引導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)(21-1-4-NY-4-NSH)的資助。【原文】

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