食品檢測中PCR技術(shù)的應(yīng)用研究

李寧 劉艷容 周帆

現(xiàn)階段，人們對食品安全的關(guān)注度正在不斷提升，食品檢測作為保障食品安全的一種重要手段，與它有關(guān)的研究也不斷增多，并出現(xiàn)了各種各樣的新的檢測技術(shù)，其中使用特別多的就是PCR技術(shù)。PCR技術(shù)是現(xiàn)如今食品檢測中相對來說應(yīng)用比較廣泛的一種技術(shù)，在提升食品安全性方面發(fā)揮著重要作用。本文分析了PCR技術(shù)在食品檢驗中的應(yīng)用，指出了食品檢測中PCR技術(shù)的方向、缺陷，并對PCR技術(shù)的發(fā)展方向進行了分析。

一、PCR技術(shù)的概念和特征

PCR技術(shù)也被叫作“聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)”，是一種核酸檢測分子定性定量技術(shù)，與以往的檢測方法不同，它不依賴于基準(zhǔn)曲線、靈敏度和準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢，在動植物產(chǎn)品微生物檢測、源性成分鑒定等有關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用較多。

PCR技術(shù)的應(yīng)用原理是通過復(fù)制某個DNA片段來完成基因的體外放大，將DNA的一條鏈作為模板，以人工合成的核苷酸為主要成分，通過熱穩(wěn)定性DNA聚合酶的作用，在體外進行特異性放大。按照生物學(xué)中補充性的堿基配對原則，引物與單鏈DNA配對，生成完整的DNA單體，新合成的DNA作為單體，在人工加熱下變成單鏈形式。利用PCR技術(shù)制造出新的DNA，單鏈DNA在重復(fù)復(fù)制過程中可擴增成千上萬倍。

以上分析表明了，PCR技術(shù)具備極強的特異性和目標(biāo)性，而且對檢測到的物質(zhì)非常敏感。在PCR應(yīng)用中涉及的物質(zhì)有5種：引物、酶、dNTP、模板、Mg2+。其中，引物是通過PCR技術(shù)完成特異反應(yīng)的重要物質(zhì)，其堿基為40%-60%，過少會致使放大效果下降，過多會形成非特異性的擴增條帶。

PCR檢測技術(shù)由于可在體外完成特定基因和DNA的排列快速放大，所以最初應(yīng)用于檢測基因的復(fù)制和轉(zhuǎn)基因片段，以其精密和微量的特性，一直在研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，PCR技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，其中就可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品的檢測、食品中有益成分的檢測、病原菌的檢測等。

二、食品檢測中常用的PCR技術(shù)

1.實時定量PCR技術(shù)。它是指在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團，利用熒光信號積累實時監(jiān)測整個PCR進程，最后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對未知模板進行定量分析的方法。該技術(shù)可以定量測定微生物的遺傳因子，特別是在轉(zhuǎn)基因食品的測定中，該技術(shù)具有壓倒性的優(yōu)勢。實時定量PCR技術(shù)具有快速靈敏、操作簡便、全封閉反應(yīng)、減少環(huán)境污染、不使用有毒試劑、操作安全、定量準(zhǔn)確、檢測結(jié)果直觀等優(yōu)點。

2.多重PCR技術(shù)。多重PCR技術(shù)又稱多重引物PCR或復(fù)合PCR，它是在同一PCR反應(yīng)體系里加上二對以上引物，同時擴增出多個核酸片段的PCR反應(yīng)，其反應(yīng)原理、反應(yīng)試劑和操作過程與一般PCR相同。一般PCR僅應(yīng)用一對引物，通過PCR擴增產(chǎn)生一個核酸片段，主要用于單一致病因子等的鑒定。該檢測方式采用系統(tǒng)化的處理方式，所以檢測精度和系統(tǒng)處理能力大幅提高。比如，使用多重PCR技術(shù)可以檢測腸出血性大腸桿菌，比傳統(tǒng)的血清學(xué)方法更有效、更敏感;檢測沙門氏菌時可提高檢出率，并可鑒定沙門氏菌的血清型和突變。

這幾年，多重PCR技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用越來越廣，發(fā)揮出的作用越來越大。馮家望等人利用該技術(shù)完成了食品安全危害微生物檢測系統(tǒng)的構(gòu)建，特別是對轉(zhuǎn)基因食品的檢測很有優(yōu)勢。

3.PCR-DGGE技術(shù)。PCR-DGGE技術(shù)有機結(jié)合了PCR技術(shù)與變形梯度凝膠電泳技術(shù)，能夠分離長度相同的不同堿基的DNA片段。PCR-DGGE技術(shù)具有較強的特異性和敏感性，可有效分辨堿基。依托成像體系分析經(jīng)過染色后的凝膠，能夠?qū)悠返姆爆嵭越o反映出來。而借助于條帶數(shù)量，可反映樣品中不同微生物的組成，依據(jù)條帶亮度能夠?qū)ξ⑸飻?shù)量進行掌握。

三、PCR技術(shù)在食品檢測中的具體應(yīng)用

1.轉(zhuǎn)基因食品的檢測。目前，基因工程技術(shù)正在快速發(fā)展，市場上的轉(zhuǎn)基因食品種類越來越多。現(xiàn)如今，PCR技術(shù)正在應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品檢測，是一種簡單有效的檢測方法，效果非常不錯。

2.食品中有效成分的檢測。眾所周知，阿膠是用驢皮熬制的，但由于驢的養(yǎng)殖數(shù)量較少，所以有些不良商人便用豬皮、馬皮來熬制阿膠，嚴(yán)重擾亂了阿膠市場。為了檢測阿膠是否正宗，就需要采用PCR技術(shù)，如果檢測出阿膠中含有除驢皮以外的其他成分，則說明該阿膠不正宗，是假冒產(chǎn)品。

3.食源性致病微生物的檢測。（1）大腸菌的檢測。一般來說，大腸菌和人的腸內(nèi)細(xì)菌是混合的，對人體沒有大的危害。但是，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大腸菌又被分為不致病和致病兩種，致病的大腸菌會造成腸出血，給人體帶來致命傷害。目前，檢測食品中是否含有致病性大腸菌時主要采用PCR進行測定，經(jīng)過核酸的提取和擴增等一系列步驟，取得相應(yīng)的DNA片段進行比對，就能夠知道食品中是否含有致病大腸菌。

（2）沙門氏菌的檢測。沙門氏菌一直是引起食物中毒的一般微生物，其感染性較強、危害性較大，受到公眾的廣泛關(guān)注。通過使用PCR技術(shù)，可以有效地檢測沙門氏菌的種類差異，完成平均靈敏度100CFU、人工污染樣品檢測，大大提升了檢測的效率和質(zhì)量。

（3）金黃色葡萄球菌的檢測。金黃色葡萄球菌在自然界中廣泛分布，可以產(chǎn)生腸內(nèi)毒素，對人和其他動物造成嚴(yán)重的感染。現(xiàn)如今，由金黃色葡萄球菌引起的食物中毒是世界各國面臨的衛(wèi)生難題。這幾年，對金黃色葡萄球菌的檢測首要使用的是PCR，該技術(shù)可以對金黃色葡萄球菌引起食物中毒的A型、B型、C型、D型的原因基因（SE遺傳因子）進行多次檢測，不但靈敏度高，而且結(jié)果相對來說是比較精準(zhǔn)的。

4.常規(guī)食品的檢測。使用PCR技術(shù)進行食品的常規(guī)檢測時，主要是檢測食品的特定成分，具有特異性高、操作簡單、準(zhǔn)確度高等特點?，F(xiàn)如今，加工過的食品在經(jīng)過多種的處理加工工藝后，會面臨營養(yǎng)成分的大量流失，失去了原有的營養(yǎng)特性。通過PCR技術(shù)，可以檢測食品中的特定成分，規(guī)范食品市場。

四、食品檢測中PCR技術(shù)的發(fā)展前景

PCR技術(shù)自動化水平高、操作簡單、程序簡化、效率高，由于所需的人工操作程序較少，所以導(dǎo)致間接污染和錯誤發(fā)生的概率降低，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性大大提升。從目前來看，PCR技術(shù)的發(fā)展有下面幾個方向：一是PCR技術(shù)和DGGE技術(shù)合用。使用PCR技術(shù)進行放大時，會混合有不同長度的DNA片段，因為難以用以往方法進行分析，所以需要引進DGGE技術(shù)。二是實時定量PCR。實時定量PCR技術(shù)是在以往PCR技術(shù)中添加熒光標(biāo)記的技術(shù)，僅通過檢測熒光信號就可以實時檢測目標(biāo)分量，該檢測方法在短時間內(nèi)精度較高，將會替代以往PCR技術(shù)。三是多重PCR技術(shù)。多重PCR技術(shù)是利用多條引物和多條模板在同一反應(yīng)體系下進行擴增，同時多條DNA片段在同一反應(yīng)體系下進行擴增，該技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初期時段，但其發(fā)展速度較快，現(xiàn)如今取得的效果也相對來說比較明顯。未來可以通過計算機、系統(tǒng)的建立和退火溫度的過濾，針對目標(biāo)片段過濾等要求較高的一系列問題進行研究。

總的來說，現(xiàn)如今的PCR技術(shù)已經(jīng)成為食品質(zhì)量安全檢測中的優(yōu)勢技術(shù)之一，并在實際應(yīng)用過程中取得了較好的效果，未來將在食品檢測領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。為此，食品檢測領(lǐng)域的技術(shù)人員務(wù)必致力于PCR技術(shù)的優(yōu)化和革新，促進食品行業(yè)的健康發(fā)展。

作者簡介：李寧（1985-），女，安徽蕭縣人，碩士研究生，高級工程師，研究方向為食品及相關(guān)產(chǎn)品、日用洗化、塑膠跑道檢測。