PCR技術(shù)在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用探究

◎蘇 靜，孟衛(wèi)衛(wèi)，張 賀

（1.新疆維吾爾自治區(qū)疾病預(yù)防控制中心，新疆 烏魯木齊 830002；2.新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市沙依巴克區(qū)婦幼保健服務(wù)中心，新疆 烏魯木齊 830002）

食品安全是我國(guó)民生基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中的重要內(nèi)容與組成部分。目前，食品行業(yè)快速發(fā)展，很多食品在生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中會(huì)受到微生物的污染，這會(huì)給人們的身體健康帶來(lái)不良影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及生命。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)食品的微生物檢測(cè)，充分應(yīng)用當(dāng)前較為常見(jiàn)、有效的PCR 技術(shù)來(lái)檢測(cè)食品中的有害微生物，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)控制，做好人們的身體健康保障工作。同時(shí)在檢測(cè)食品微生物時(shí)，應(yīng)用PCR檢測(cè)技術(shù)工作效率更高、操作起來(lái)更加容易、方便，在我國(guó)食品行業(yè)的相關(guān)檢測(cè)中占據(jù)著非常重要的地位，對(duì)解決我國(guó)的食品安全問(wèn)題提供更好的保障。

1 PCR 技術(shù)的概念及應(yīng)用原理

1.1 PCR 技術(shù)的概念

PCR 技術(shù)，主要是一種模擬體內(nèi)DNA 的天然復(fù)制過(guò)程，并在體外擴(kuò)增DNA 分子的生物學(xué)技術(shù)，該技術(shù)主要應(yīng)用在已知兩段序列之間的DNA 區(qū)段。在PCR 技術(shù)中，熒光定量檢測(cè)技術(shù)主要是以熒光能量傳遞技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合PCR 的熒光定量，利用受體發(fā)色團(tuán)的偶極作用，推動(dòng)能量的轉(zhuǎn)移，在這一過(guò)程中受體熒光染料發(fā)出的熒光強(qiáng)度與DNA 產(chǎn)量之間的關(guān)系成正比，這有利于更好地掌握靶序列的初始濃度，進(jìn)而求得熒光的實(shí)際濃度。熒光定量PCR 技術(shù)的檢測(cè)原理如圖1所示。

圖1 PCR 技術(shù)檢測(cè)原理圖

1.2 PCR 技術(shù)的應(yīng)用原理

PCR 技術(shù)主要經(jīng)過(guò)高溫變性、低溫退火、中溫延伸3 個(gè)階段，其中，高溫變性主要是在94 ℃高溫下加熱，DNA 模板受熱，雙鏈間的氫鍵斷裂，從而形成兩條DNA 單鏈。低溫退火主要是在50～60 ℃的溶液溫度下，模板DNA 和引物依照堿基互補(bǔ)原則進(jìn)行結(jié)合配對(duì)。中溫延伸是將溶液溫度升到72 ℃左右，耐熱DNA 聚合酶以單鏈DNA 為模板，并在引物的引導(dǎo)與配合下來(lái)復(fù)制出互補(bǔ)DNA（cDNA）。對(duì)這個(gè)流程進(jìn)行反復(fù)操作，能夠使微生物的DNA 序列大量擴(kuò)增，一直到獲取更多被檢測(cè)生物的DNA 序列，從而實(shí)現(xiàn)與滿足PCR 技術(shù)檢測(cè)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)與要求[1]。

2 食品微生物檢測(cè)中PCR 檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

食物是人類賴以生存與發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，食品安全問(wèn)題與人們的生命、身體健康密切相關(guān)。強(qiáng)化食品安全，也能夠推動(dòng)我國(guó)的食品行業(yè)更加健康、持續(xù)地發(fā)展。目前，很多食品企業(yè)在生產(chǎn)等過(guò)程中會(huì)受到一些有害微生物的污染和影響，進(jìn)而直接對(duì)人們的生命健康安全產(chǎn)生影響或者傷害。為了能夠更好地控制食品微生物污染源，重視PCR 檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用非常必要，其在食品微生物檢測(cè)中具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。

2.1 操作簡(jiǎn)單、便捷

在食品微生物檢測(cè)技術(shù)中，傳統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的時(shí)間較長(zhǎng)、消耗較大、工作效率較低，其會(huì)對(duì)微生物檢測(cè)效率產(chǎn)生很大的影響。而在微生物檢測(cè)工作中會(huì)涉及很多的內(nèi)容，如微生物的生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)環(huán)境、培養(yǎng)基等，在檢測(cè)微生物這些方面與內(nèi)容時(shí)會(huì)消耗大量的人力、財(cái)力、物力與時(shí)間，且其檢測(cè)的流程和步驟比較煩瑣，盡管耗費(fèi)大量的人工與時(shí)間，其工作效率依然很難得到提升。而與傳統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)相比，PCR 檢測(cè)技術(shù)操作起來(lái)更加方便與快捷，只需要應(yīng)用人機(jī)一體化就能夠?qū)λ械臋z測(cè)程序進(jìn)行控制，其方便與快捷的優(yōu)勢(shì)推動(dòng)了食品微生物檢測(cè)效果與工作效率的提升，對(duì)于我國(guó)食品行業(yè)的健康、快速發(fā)展提供了良好的技術(shù)支撐與保障[2]。

2.2 檢測(cè)速度較快

在檢測(cè)食品微生物時(shí)，應(yīng)用傳統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)一般需要經(jīng)歷2～5 d 的時(shí)間，有的食品微生物檢測(cè)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，會(huì)在7 d 及以上。很多時(shí)候一般都是食品已經(jīng)投入消費(fèi)市場(chǎng)進(jìn)行流轉(zhuǎn)，但是食品微生物的檢測(cè)結(jié)果還沒(méi)出來(lái)，可見(jiàn)傳統(tǒng)的食品微生物檢測(cè)技術(shù)存在一些局限與不足，需要耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，這會(huì)影響我國(guó)食品行業(yè)的快速發(fā)展，很多食品的市場(chǎng)先機(jī)容易被搶占，導(dǎo)致食品的生產(chǎn)與銷售過(guò)于滯后，不利于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定、和諧發(fā)展。而應(yīng)用PCR 檢測(cè)技術(shù)能夠規(guī)避傳統(tǒng)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)耗時(shí)的這一弊端，PCR 技術(shù)能夠在很短的時(shí)間檢測(cè)出結(jié)果，一般都是幾個(gè)小時(shí)，最長(zhǎng)也不會(huì)超過(guò)1 d，因此，在食品微生物行業(yè)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用PCR 檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)食品的微生物進(jìn)行檢測(cè)，其效果與價(jià)值更好、更高，更易于推動(dòng)食品行業(yè)的健康發(fā)展。

2.3 準(zhǔn)確率高

在當(dāng)前的時(shí)代與環(huán)境下，食品微生物的種類繁多，如果應(yīng)用傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)食品中的微生物進(jìn)行檢測(cè)會(huì)存在較大的困難，并不能夠綜合、全面地對(duì)食品微生物的種類進(jìn)行更好地辨別。同時(shí)應(yīng)用傳統(tǒng)檢測(cè)方法并不能對(duì)活性比較弱的菌落進(jìn)行更好的檢測(cè)，既不利于培養(yǎng)，又不利于檢測(cè)，不利于食品微生物檢測(cè)工作的更好開(kāi)展與進(jìn)行。當(dāng)前，應(yīng)用PCR 技術(shù)能夠更好地規(guī)避這一局限與問(wèn)題，更好地檢測(cè)食品中微生物的類型，其準(zhǔn)確性與全面性更強(qiáng)，能夠?yàn)槭称钒踩谋O(jiān)督工作提供更好的保障與依據(jù)，提升我國(guó)食品安全性，維護(hù)社會(huì)的和諧與穩(wěn)定。

2.4 發(fā)展?jié)摿薮?/h3>

現(xiàn)階段，PCR 檢測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化水平較高，其優(yōu)勢(shì)也比較明顯。傳統(tǒng)的食品微生物檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)并不明顯，其還存在一些弊端制約著食品檢測(cè)工作的正常開(kāi)展，而應(yīng)用PCR 檢測(cè)技術(shù)，其應(yīng)用成本相對(duì)較低、耗時(shí)較短、操作方便快捷，工作效率較高，對(duì)于保障我國(guó)的食品安全非常有利。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PCR 技術(shù)的發(fā)展?jié)摿σ彩欠浅＞薮蟮?，其代表著我?guó)科技的持續(xù)進(jìn)步與創(chuàng)新，又彰顯出我國(guó)在保障食品安全方面的力度與責(zé)任，對(duì)于我國(guó)食品行業(yè)的健康發(fā)展非常有利。與此同時(shí)，由于受到食品行業(yè)自身特征的影響，其在生產(chǎn)、銷售或者流轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)或多或少受到多種微生物的污染與影響，其會(huì)影響食品的口感與質(zhì)量，也會(huì)對(duì)食品的安全食用帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。重視食品中微生物的檢測(cè)與監(jiān)督，及時(shí)消除和解決食品安全問(wèn)題，是保障食品安全的重要方法與模式。隨著我國(guó)生物技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與革新，很多自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)逐漸被研發(fā)與應(yīng)用，PCR 檢測(cè)技術(shù)能夠拓展微生物檢測(cè)的空間，促進(jìn)食品安全質(zhì)量管控工作效果與效率得以更好提升。在將來(lái)，PCR 技術(shù)對(duì)于檢測(cè)微生物中的有害毒素也非常有幫助，能夠推動(dòng)我國(guó)食品行業(yè)更加穩(wěn)步發(fā)展。

3 食品微生物檢測(cè)中PCR 技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)食品中的微生物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)用PCR 技術(shù)不僅能夠檢測(cè)出食品中的食源性致病菌，還能對(duì)食品中的成分、種類等進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行有效鑒定，其應(yīng)用范圍非常廣泛。下面分析與討論食品微生物檢測(cè)中PCR 技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際范圍。

3.1 檢測(cè)食源性致病菌

近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，PCR 檢測(cè)技術(shù)也得到了快速的進(jìn)步。在食品微生物的檢測(cè)工作中，對(duì)于金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌、李斯特氏菌和大腸埃希氏菌等有害微生物，PCR 檢測(cè)技術(shù)都能夠有效檢測(cè)，可以從最大程度上保障食品安全。

3.2 檢測(cè)食品中微生物的種類與有效成分

在食品檢測(cè)過(guò)程中，食品中所涉及的微生物種類比較多，運(yùn)用傳統(tǒng)、單一的檢測(cè)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)其種類的準(zhǔn)確辨別，應(yīng)用PCR 技術(shù)能夠快速、有效地分辨出食品中的微生物種類，在鑒定工作中的應(yīng)用非常廣泛。與此同時(shí)，在檢測(cè)食品中的有效成分時(shí)，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升，人們對(duì)于食品中的營(yíng)養(yǎng)要求也越來(lái)越高，很多食品經(jīng)過(guò)深加工后，其成分都會(huì)發(fā)生一定的改變。應(yīng)用PCR 技術(shù)來(lái)對(duì)深加工食品的有效成分進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確高效，能夠給食品提供充分的數(shù)據(jù)支撐與幫助，同時(shí)也便于消費(fèi)者的理性消費(fèi)與選擇性消費(fèi)，提升食品微生物檢測(cè)的重要性[3]。

3.3 鑒定轉(zhuǎn)基因食品

PCR 技術(shù)不僅可以應(yīng)用到食品微生物的檢測(cè)工作中，對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品的鑒定也能夠提供很好的技術(shù)支持，能夠?qū)崿F(xiàn)定性與定量的雙向分析。當(dāng)前，傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)存在一些局限與不足，不能夠全面、有效地檢測(cè)出轉(zhuǎn)基因食品中的各種成分，對(duì)于一些微生物產(chǎn)生的毒素或者假陽(yáng)性細(xì)菌很難進(jìn)行辨別，但PCR 技術(shù)能夠?qū)Ψ?、玉米、大豆等多種食品中的微生物進(jìn)行檢測(cè)。因此，加強(qiáng)對(duì)PCR 檢測(cè)技術(shù)的持續(xù)研發(fā)與革新也是非常有必要的。

4 食品微生物檢測(cè)中PCR 技術(shù)的應(yīng)用探究

近幾年，食品安全問(wèn)題受到國(guó)家、社會(huì)的廣泛關(guān)注，且食品安全問(wèn)題會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生很大的威脅，對(duì)于社會(huì)的和諧與穩(wěn)定也會(huì)產(chǎn)生直接影響。重視并強(qiáng)化食品微生物的檢測(cè)是保障食品安全的重要途徑。在檢測(cè)食品中的各種微生物時(shí)，重視PCR 技術(shù)的有效應(yīng)用，充分利用其優(yōu)勢(shì)來(lái)推動(dòng)食品微生物的檢測(cè)，最大化的保障食品安全性，提升食品微生物的檢測(cè)效率與水平。

4.1 常規(guī)PCR 技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)食品中微生物進(jìn)行檢測(cè)中，應(yīng)用常規(guī)的PCR檢測(cè)技術(shù)時(shí)，要先了解與掌握PCR 的常規(guī)檢測(cè)原理與方法，在了解其應(yīng)用原理之后，將適當(dāng)?shù)木酆厦讣尤氲紻NA 模板及其相應(yīng)的引物混合物中，經(jīng)過(guò)一系列的催化來(lái)擴(kuò)增DNA 片段。這個(gè)檢測(cè)的整個(gè)過(guò)程中都是依靠DNA 模板來(lái)實(shí)現(xiàn)和完成，其會(huì)經(jīng)過(guò)很多個(gè)不同的周期，每個(gè)周期都會(huì)有相應(yīng)的DNA 片段產(chǎn)生，并將其作為循環(huán)的模板，這也能夠表示出聚合酶鏈反應(yīng)的產(chǎn)物在持續(xù)增加。在食品微生物檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用PCR 的常規(guī)檢測(cè)技術(shù)，其應(yīng)用的效果較為理想，檢測(cè)的效率與效果比較顯著，有利于食品微生物安全檢測(cè)工作更好地開(kāi)展與進(jìn)行。

4.2 多重PCR 技術(shù)的應(yīng)用

多重PCR 技術(shù)與常規(guī)的檢測(cè)技術(shù)之間存在很多的相似性，其檢測(cè)的整個(gè)流程也較為相似。多重PCR 技術(shù)與常規(guī)PCR 檢測(cè)技術(shù)不同之處主要是要將多對(duì)引物加入到整個(gè)反應(yīng)體系中同時(shí)擴(kuò)增多條DNA 片段，增強(qiáng)多重PCR 的實(shí)效性。應(yīng)用多重PCR 技術(shù)，既能夠?qū)ΤＲ?guī)PCR 檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行保留，也能夠有效地減少一些檢測(cè)步驟與流程，還能夠更好地實(shí)現(xiàn)食品微生物的檢測(cè)目標(biāo)。與此同時(shí)，在應(yīng)用多重PCR 技術(shù)或者方法時(shí)，可以直接檢測(cè)很多個(gè)基因，其檢測(cè)效率較高。但是該種方法或者技術(shù)也存在一些局限和不足，如其敏感度不足、檢測(cè)的效率還有很大的提升空間，這些都是需要亟待改進(jìn)、完善與提升之處[4]。

4.3 逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)綑z測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)綑z測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)稱RT-PCR 檢測(cè)技術(shù)，其應(yīng)用原理主要是對(duì)細(xì)胞或者組織中的總RNA進(jìn)行提取，并將mRNA 當(dāng)作其檢測(cè)的模板，運(yùn)用脫氧核糖核苷酸（dNTP）或者隨機(jī)引物將逆轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄成cDNA。然后在利用cDNA 當(dāng)作模板來(lái)進(jìn)行擴(kuò)增，最終目標(biāo)是獲得檢測(cè)基因或者目的基因。在食品微生物的檢測(cè)工作中應(yīng)用RT-PCR 檢測(cè)技術(shù)，能夠大大提升RNA 檢測(cè)的靈敏性，提升微量RNA 檢測(cè)的實(shí)效性與科學(xué)性[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

在食品安全問(wèn)題愈演愈烈的大環(huán)境下，為了能夠更好地解決食品安全問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)食品中微生物的檢測(cè)非常迫切。同時(shí)食品安全關(guān)乎人們的生命健康與安全，且與我國(guó)的國(guó)計(jì)民生、社會(huì)的和諧與穩(wěn)定密切相關(guān)。在食品微生物的檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用PCR 技術(shù)，其操作比較方便、快捷，檢測(cè)的效果與效率較高，能夠?qū)κ称分械亩喾N微生物種類、成分等進(jìn)行更好地檢測(cè)，從而使得食品安全問(wèn)題得以更好地把控與解決，保障人們的食品安全，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)更加穩(wěn)定與和諧。