探究PCR技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

鮑晗鋒 張曉金 鄒雨虹 孫寧

近年來，隨著人們對(duì)食品安全的愈發(fā)重視，食品檢測方面的研究在不斷增多，各種新的檢測技術(shù)也不斷出現(xiàn)，其中較為常用的一項(xiàng)技術(shù)就是PCR技術(shù)，也即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)。

PCR技術(shù)是目前食品檢測中應(yīng)用相對(duì)較為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，其對(duì)于提高食品質(zhì)量安全有著重要的作用。基于此，本文對(duì)PCR技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討，闡述了PCR技術(shù)在食品檢測中的幾個(gè)主要應(yīng)用方向，并結(jié)合PCR技術(shù)存在的不足，對(duì)PCR技術(shù)今后的發(fā)展方向進(jìn)行了分析，以供借鑒。

一、PCR技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用步驟

具體來看，在食品檢測工作當(dāng)中，PCR技術(shù)的應(yīng)用主要分為以下幾個(gè)步驟：第一，使用過濾法或離心法等方法，對(duì)食品中的DNA進(jìn)行純化和提?。坏诙?，使用PCR技術(shù)對(duì)DNA進(jìn)行擴(kuò)增；第三，對(duì)擴(kuò)增得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析，這其中又可細(xì)分為變性、退火、延伸三個(gè)步驟。在變性階段，食品DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)將被拆分為兩條單鏈，食品中的特征性成分則會(huì)在退火階段結(jié)合DNA中的特定位置，最終在延伸階段形成新的特征性成分DNA，由此即實(shí)現(xiàn)了對(duì)食品中特定成分的檢測。

二、PCR技術(shù)在食品檢測中的常見應(yīng)用方向

1.對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的檢測。目前，隨著基因工程技術(shù)的快速發(fā)展，我國市場中的轉(zhuǎn)基因食品種類越來越多，較為常見的有大豆、玉米和油菜等。為確保這些轉(zhuǎn)基因食品的質(zhì)量安全，并盡量消除公眾對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品的誤解，就需要采用PCR技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品中的成分進(jìn)行定性和定量分析。目前，PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品檢測中的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單、高效的檢測，取得了較好的效果。

2.對(duì)食品中有效成分的檢測。當(dāng)前，公眾對(duì)于食品質(zhì)量問題高度關(guān)注，在選購食品的過程中，對(duì)食品包裝上的營養(yǎng)成分表也更為看重。但由于食品中的營養(yǎng)成分并不能用肉眼察覺，因此也難免存在個(gè)別食品企業(yè)虛標(biāo)營養(yǎng)成分的情況，這就需要采用PCR技術(shù)，對(duì)食品中的各項(xiàng)營養(yǎng)成分及其含量進(jìn)行檢測，確定其是否與標(biāo)簽上所標(biāo)注的內(nèi)容相一致，以確保消費(fèi)者的知情權(quán)，避免消費(fèi)者采購到假冒偽劣產(chǎn)品，同時(shí)這也能夠指導(dǎo)公眾根據(jù)自己的營養(yǎng)需求，選擇最為適合的食品類型。除此之外，PCR技術(shù)也能夠?qū)κ袌錾系娜忸惣捌渲破愤M(jìn)行動(dòng)物成分檢測，判斷食品中的動(dòng)物性成分類別是否與產(chǎn)品宣傳相符合，準(zhǔn)確識(shí)別其中可能含有的其他動(dòng)物性成分，從而避免“以次充好”現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.對(duì)大腸桿菌的檢測。公眾普遍將大腸桿菌與人體中的腸道桿菌混為一談，認(rèn)為大腸桿菌對(duì)人體并不存在明顯的危害。但實(shí)際的研究結(jié)果表明，這種認(rèn)識(shí)存在一定的誤區(qū)，大腸桿菌是一個(gè)較為寬泛的概念，可細(xì)分為不致病和致病兩類，而其中的致病型大腸桿菌會(huì)對(duì)人體造成腸出血等致命傷害。為了保證食品中不含有致病型大腸桿菌，就需要使用PCR技術(shù)對(duì)其進(jìn)行測定，通過基因提取和擴(kuò)增等一系列步驟，得到相應(yīng)的DNA片段并進(jìn)行比對(duì)，即可獲知其是否為致病型大腸桿菌。

4.對(duì)沙門氏菌的檢測。沙門氏菌歷來都是引發(fā)食物中毒的常見微生物，同時(shí)其感染性較強(qiáng)、危害性較大，一直以來為公眾所重視。采用PCR技術(shù)即可對(duì)不同種類的沙門氏菌實(shí)現(xiàn)有效的檢測，目前有研究人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了平均靈敏度100CFU，且人工污染樣品最低檢出限為10CFU的檢測，大幅度提高了檢測的效率和質(zhì)量。

5.對(duì)綠膿桿菌的檢測。綠膿桿菌能夠在人體中制造外毒素，從而給人體帶來傷害，其制造外毒素的行為主要受到其中的外毒素A基因控制。采用PCR技術(shù)，可以將特性引物與外毒素A基因進(jìn)行結(jié)合，擴(kuò)增相關(guān)的DNA，以最終確定待測食品中是否存在綠膿桿菌。這種檢測方法準(zhǔn)確率較高，且檢測效率較高，因此應(yīng)用較為廣泛。

6.對(duì)金黃色葡萄球菌的檢測。金黃色葡萄球菌在自然界分布廣泛，其能夠產(chǎn)生腸毒素，造成人和其他動(dòng)物的嚴(yán)重感染，目前金黃色葡萄球菌所引起的食物中毒仍然是世界各國所面臨的衛(wèi)生難題。近年來，對(duì)于金黃色葡萄球菌的檢測主要采用PCR技術(shù)。有研究人員針對(duì)金黃色葡萄球菌最常引起食物中毒的A型、B型、C型和D型致病基因（也即SE基因）進(jìn)行多重PCR檢測，其靈敏度較高，檢測結(jié)果也較為準(zhǔn)確。

三、食品檢測中PCR技術(shù)的發(fā)展展望

雖然當(dāng)前在食品檢測領(lǐng)域中PCR技術(shù)已經(jīng)基本發(fā)展成熟，且應(yīng)用效果較為顯著，但在食品檢測中仍然存在一些問題。比如，由于影響PCR檢測的外界干擾因素較多，因此判定錯(cuò)誤或是判定偏差等情況時(shí)常出現(xiàn)，特別是在某些特殊情況下，由于不同的引物之間可能會(huì)出現(xiàn)抑制作用，還會(huì)因此而導(dǎo)致引物與模板的非特異性結(jié)合，當(dāng)出現(xiàn)這種結(jié)合方式后，就會(huì)出現(xiàn)檢測結(jié)果的“假陽性”或是“假陰性”。由此可見，對(duì)現(xiàn)有的PCR技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)已是大勢所趨。具體來看，目前PCR技術(shù)的發(fā)展主要有以下三個(gè)方向。

1.將PCR技術(shù)與DGGE技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。在使用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)長度各異的DNA片段，這些片段較為混雜，很難使用常規(guī)的方法進(jìn)行分析，這就需要引入DGGE技術(shù)來分析這些DNA片段。在具體應(yīng)用過程中，先提取樣品中的DNA，再以此為模板，利用特異性引物來擴(kuò)增食品樣品中的rDNA，再進(jìn)行電泳，即可獲得目標(biāo)成分的DNA條帶。將這些DNA條帶與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)比，便可鑒定目標(biāo)成分。條帶亮度越高，則相關(guān)成分的含量也就越高。

2.實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)在傳統(tǒng)PCR技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了熒光標(biāo)記，如此，只需檢測熒光信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)成分的實(shí)時(shí)檢測。這種檢測方法耗時(shí)更短，精確度也更高，目前正在逐步取代常規(guī)的PCR技術(shù)。

3.多重PCR技術(shù)的應(yīng)用。多重PCR技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，但其發(fā)展速度較快，目前所取得的效果也較為顯著。其采用多條引物和多條模板在同一反應(yīng)體系下進(jìn)行擴(kuò)增，可同時(shí)擴(kuò)增多個(gè)DNA片段，進(jìn)一步提高了工作效率和質(zhì)量，且在成本上的優(yōu)勢也較為突出。當(dāng)然，在目前的多重PCR技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，也存在著諸如引物要求高、體系建立和退火溫度篩選要求高和目標(biāo)片段篩選要求高等一系列的問題。為此，在今后的多重PCR技術(shù)建立和應(yīng)用中，將重點(diǎn)集中在以下幾個(gè)研究方向：一是要適當(dāng)增加引物的數(shù)量，確保一次擴(kuò)增后就能夠完成所有待測成分的檢測；二是對(duì)現(xiàn)有的反應(yīng)條件進(jìn)一步優(yōu)化，以提高擴(kuò)增效率并降低檢出限；三是要與其他分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行融合，進(jìn)一步提高檢測靈敏度、檢測范圍和檢測特異性。在采用這三種方式之后，多重PCR技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用也將更為廣泛。

總的來看，隨著PCR技術(shù)的不斷發(fā)展改進(jìn)，目前PCR技術(shù)業(yè)已成為食品質(zhì)量安全檢測中優(yōu)勢較大的一項(xiàng)技術(shù)，并且其在實(shí)際應(yīng)用的過程中也有著較好的效果，預(yù)計(jì)在未來，PCR技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域?qū)⒌玫礁鼮閺V泛的應(yīng)用。為此，食品檢測領(lǐng)域的技術(shù)人員要致力于PCR技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新，使之不斷滿足實(shí)際需求，促進(jìn)食品行業(yè)的健康發(fā)展。

作者簡介：鮑晗鋒（1989-），男，漢族，江蘇常州人，大學(xué)本科，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)橘|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督、食品科學(xué)。