PCR技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

程宇斐 楊韜 黃建萍 吳勁宏

食品的質(zhì)量不過關(guān)，會影響到人們的身體健康，因此，食品安全問題受到了人們的廣泛關(guān)注，這也促進(jìn)了食品檢測技術(shù)的發(fā)展。PCR技術(shù)（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)）在實際應(yīng)用中具有準(zhǔn)確性高、速度快、靈敏度高等優(yōu)點，因此，被廣泛應(yīng)用到食品檢測中，取得了不錯效果。本文針對PCR技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用進(jìn)行探討，希望對相關(guān)工作人員有所幫助。

1. 食品檢測中應(yīng)用PCR技術(shù)的步驟及優(yōu)勢

食品檢測中對PCR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用可以分為以下幾個步驟：

（1）通過對的離心法或過濾法進(jìn)行應(yīng)用，純化和提取食品中DNA。

（2）利用PCR技術(shù)擴增DNA，為后續(xù)檢測作業(yè)開展提供支持。

（3）分析擴增產(chǎn)物，該過程中可以分為變性、退貨、延伸等步驟。變性期間，將食品中的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)被拆分為兩條單鏈，而食品特性成分在退火階段與DNA中特定位置進(jìn)行適當(dāng)結(jié)合，延伸期間會形成具有特征性DNA，完成對食品中特性成分的合理檢測。

PCR技術(shù)應(yīng)用具有靈敏度高、特異性強、自動化程度高等優(yōu)勢，因此，將其應(yīng)用在食品檢測中，能夠提高最終檢測結(jié)果精準(zhǔn)性以及食品檢測效率和質(zhì)量，同時，也能促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

2. 做好食品檢測的重要性

做好食品檢測的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個層面：

（1）個體層面

吃是人的一項基本生理需求。食品是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊豁椫匾獦?gòu)成部分，隨著人們生活質(zhì)量的提高，對吃也提出了更高的要求，不僅要求吃得飽、吃得好、吃得營養(yǎng)，而且要吃得健康。食品安全與人體健康緊密聯(lián)系，食品安全是人們關(guān)注的一項要點。從個體健康來看，食品安全檢測意義重大，在具體檢測時，不得敷衍了事。

（2）食品行業(yè)層面

食品行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展需要高水平食品檢測技術(shù)的支持，食品安全檢測技術(shù)對整個食品市場輿論以及市場評價都會產(chǎn)成一定影響。因此，食品檢測技術(shù)對確保食品行業(yè)健康發(fā)展具有十分重要的作用。食品行業(yè)需要根據(jù)食品檢測報告對生產(chǎn)線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，只有這樣才能保證企業(yè)能夠從激烈的食品市場中脫穎而出，取得成功，從而使企業(yè)資金鏈能夠良性循環(huán)。從宏觀角度來說，真實的食品檢測結(jié)果對于改善食品行業(yè)的整體發(fā)展情況，確保整個行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展都發(fā)揮著重要作用。

（3）社會國家層面

高質(zhì)量的食品檢測技術(shù)對于國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展能夠起到保障作用，確保食品質(zhì)量可以最大程度避免食品安全問題的發(fā)生，促進(jìn)國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展。食品安全得不到保障，將會對社會發(fā)展造成制約，影響國家穩(wěn)定性?？梢?，高質(zhì)量的食品檢測技術(shù)，在社會國家層面意義重大。

3. PCR技術(shù)的具體應(yīng)用

在食品檢測中對PCR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，主要是通過對食品含有的各種病菌和不同類型微生物的檢測，從而達(dá)到保證食品安全的目的。將PCR技術(shù)合理應(yīng)用到食品檢測中，可以從以下幾個方面入手：

（1）檢測食品中的沙門氏菌

沙門氏菌是食品中威脅人們身體健康的一項重要病菌，這種病菌會附著在各種肉類食品中的，人一旦食用了含有沙門氏菌的肉類食品，將會威脅人的健康。因此，食品檢測過程中，要注意對沙門氏菌的檢測，從食品檢測的實際情況來看，傳統(tǒng)食品檢測技術(shù)在具體應(yīng)用期間，不僅會消耗大量的時間精力，而且通過檢測獲取到的效果也存在一定缺陷，無法獲取真實的檢測結(jié)果。而將PCR技術(shù)應(yīng)用檢測食品中的沙門氏菌，能夠快速完成相應(yīng)檢測工作，檢測沙門氏菌準(zhǔn)確度高。這主要是因為，采用PCR技術(shù)進(jìn)行檢測，能夠通過擴增序列方式，實現(xiàn)對沙門氏菌特性的清晰、精準(zhǔn)判斷。在具體檢測期間，PCR技術(shù)的應(yīng)用主要是利用常規(guī)PCR、套式PCR、多重PCR三種技術(shù)為主，上述三種技術(shù)都能夠?qū)崿F(xiàn)對食品中沙門氏菌的檢測，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)食品中是否存在沙門氏菌，如果存在沙門氏菌要及時處理，這樣就能避免存在問題的食品流入市場，對人體健康造成威脅。

（2）檢測食品中的單核細(xì)胞增生李斯特菌

食品中如果含有單核細(xì)胞增生李斯特菌，人們一旦食用了這一食品，可能會引起菌血癥、腦膜炎等各種不同類型的疾病，這些疾病雖然發(fā)病率較低，但是因為缺少理想的救治方案，或者錯過了最佳救治時間，后果十分嚴(yán)重，具有較高的致死率。在這一背景下，將PCR技術(shù)應(yīng)用在檢測食品中，能夠?qū)崿F(xiàn)對食品中單核細(xì)胞增生李斯特菌的檢測，具體檢測時，主要是采用實時熒光 PCR技術(shù)。這一技術(shù)在具體應(yīng)用時的原理就是在原PCR技術(shù)基礎(chǔ)上，利用熒光基團完成的食品的檢測。該檢測方式與單一PCR技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，實時熒光PCR技術(shù)應(yīng)用起來不僅靈敏度高，而且能夠縮短檢測作業(yè)時間，能夠得到精準(zhǔn)檢測結(jié)果。此外，過去采用的食品檢測技術(shù)，受凝膠電泳的存在而危害食品安全，對食品造成一定程度的破壞，而通過對實時熒光 PCR 技術(shù)的應(yīng)用，能夠減少這一現(xiàn)象的發(fā)生，最大程度減少由于食品檢測對環(huán)境以及人身體健康造成的危害。

（3）檢測食品中金黃色葡萄球菌

食品中如果含有金黃色葡萄球菌，人一旦食用這一類食物，將會引起食物中毒。中毒后，病原菌將會在人體內(nèi)的腸道內(nèi)形成大量腸毒素，使中毒人員出現(xiàn)腹瀉、嘔吐等現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時，可能會由于腹腔內(nèi)臟器發(fā)生衰竭而引起死亡。過去食品檢測采取的免疫學(xué)方法進(jìn)行，在實際檢測期間，受技術(shù)的水平限制，經(jīng)常會出現(xiàn)假陽性或假陰性檢測結(jié)果，檢測結(jié)果無法準(zhǔn)確反映食品情況，會出現(xiàn)食品中含有黃金色葡萄球菌，但是卻無法檢測出來的情況。在這一情況下，通過對PCR技術(shù)檢測技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，檢測食品是否含有金黃色葡萄球菌，能夠更加準(zhǔn)確、快速的完成檢測工作?，F(xiàn)階段，我國針對食品中的金黃色葡萄球菌的檢測主要以聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)為主，通過對這一先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠精準(zhǔn)檢測金黃色葡萄球菌的耐熱性基因，檢測結(jié)果精準(zhǔn)，能夠有效避免檢測時出現(xiàn)假陽性和假陰性情況的發(fā)生。

（4）檢測食品中的大腸桿菌

大腸桿菌是食品中一項重要致死的病菌體，檢測食品中具有致病性的大腸桿菌時采用的PCR技術(shù)，一方面可以保證最終檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性，另一方面也能夠精準(zhǔn)判斷食品中大腸桿菌的來源，在保證食品安全的同時，也可以提高食品檢測技術(shù)水平。大腸桿菌與其它類型的病原菌相比，不僅來源廣，而且含有致病毒素會廣泛存在病菌毒力基因中。PCR技術(shù)與以往食品檢測技術(shù)進(jìn)行對比，PCR技術(shù)在應(yīng)用過程中，可以通過基因提取和擴增等步驟，獲取DNA片段，完成相應(yīng)對比分析，確定食品中是否含有致病型大腸桿菌，檢測結(jié)果更加精準(zhǔn)。

（5）采用PCR技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因食品

近幾年，基因工程技術(shù)得到了飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因技術(shù)也日益成熟，我國市場中也出現(xiàn)了大量不同類型的轉(zhuǎn)基因食品，常見的轉(zhuǎn)基因食品有油菜、玉米、大豆等。對這些轉(zhuǎn)基因食品，為了保證食品安全，消除大眾對轉(zhuǎn)基因食品的誤解，使大眾能夠接受轉(zhuǎn)基因食品，就需要合理應(yīng)用PCR技術(shù)對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測，對轉(zhuǎn)基因食品的成分進(jìn)行定量和定性分析。隨著人們對PCR技術(shù)研究與應(yīng)用的不斷深入，轉(zhuǎn)基因食品檢測中采用的PCR技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，采用PCR技術(shù)能夠高效、快速完成對轉(zhuǎn)基因食品的檢測，檢測效果也朝著更好方向發(fā)展。

（6）檢測食品中的有效成分

如今，人們高度重視食品安全問題，在選購食品時，會關(guān)注食品包裝袋上的營養(yǎng)成分。但是，人們無法通過肉眼直接觀察食品中營養(yǎng)成分，這就導(dǎo)致部分食品企業(yè)為了利益在食品成分上造假。針對這一現(xiàn)象，需要采取PCR技術(shù)檢測食品影響成分，通過檢測確定食品的成分與食品標(biāo)簽上的成分是否一致，保護(hù)消費者的知情權(quán)，以免消費者遭受蒙騙，購買到假冒偽劣產(chǎn)品。此外，通過對PCR技術(shù)的應(yīng)用，可以檢測市場上肉類與肉制品進(jìn)行動物成分檢測，精準(zhǔn)判斷食品中的成分與宣傳是否相符，精準(zhǔn)判斷是否存在其它動物成分，避免發(fā)生“以次充好”情況。

4. 采用PCR技術(shù)檢測食品需要注意的事項

4.1 制備有效的PCR模板

制備PCR模板是PCR技術(shù)應(yīng)用在食品檢測中一項重要內(nèi)容，制造的PCR模板是否可以滿足應(yīng)用需求，對食品的檢測結(jié)果會造成直接影響。因此，在食品安全檢測中，需要提高對制備PCR模板的重視，這主要是因為食品在日常生活環(huán)境中存在大量PCR抑制因子，在PCR模板中如果存在這些抑制因子，將會對DNA提取以及蛋白質(zhì)有機溶劑去除造成直接影響，這將會導(dǎo)致提取DNA不完整，或者無法準(zhǔn)確反映檢測食品對象的非致病菌與致病菌情況，將會致使一些非致病菌和致病菌無法被精準(zhǔn)檢測出來，會對最終檢測結(jié)果的可靠性和精準(zhǔn)性造成不良影響。

4.2 提高對檢測過程中污染問題的重視

食品檢測是一個復(fù)雜過程，涉及到的內(nèi)容較多。在具體檢測期間，監(jiān)督檢驗機構(gòu)在具體工作開展時都采取采集樣本方式檢測，若在采集、保存、運輸過程中樣品遭受到污染，將會對樣品成分造成破壞，即使采取先進(jìn)的檢測技術(shù)也無法準(zhǔn)確反映食品情況。此外，在食品檢測中對PCR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可能會出現(xiàn)樣品或模板遭受污染現(xiàn)象，要想避免這一問題的發(fā)生，在檢測期間，一方面要注重整個操作過程都要在無菌環(huán)境完成，另一方面還要依據(jù)檢測工作的實際需求，更換檢測中采用的槍頭，保證檢測期間不會發(fā)生交叉污染，或者樣品遭受污染現(xiàn)象，最大程度保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確。

4.3 確保檢測對象生物活性

一些食品檢測要保持生物活性，例如，對于核算物質(zhì)食品微生物檢測，需要在保持生物活性基礎(chǔ)上，才可以提取到相應(yīng)的DNA信息，這也能夠為PCR擴增營造一個良好條件，由于PCR技術(shù)檢測主要是檢測DNA信息，并非應(yīng)用活細(xì)胞檢測。保持生物活性會對檢測結(jié)果造成影響，但是并不會對檢測過程造成影響，而且該項技術(shù)無法判斷細(xì)胞死活狀態(tài)。但是，如果檢測對象無法保持生物活性，勢必會對最終檢測結(jié)果造成不良影響。

5. 科學(xué)改進(jìn)PCR技術(shù)

5.1 實時定量PCR技術(shù)

將熒光基團加入到的PCR反映系統(tǒng)中，通過對熒光信號進(jìn)行應(yīng)用實時完成相應(yīng)檢測工作?？紤]到的模板Ct值與模板起始拷貝數(shù)間存在線性關(guān)系，可以實現(xiàn)定量分析。該項技術(shù)在安全閉管狀態(tài)下開展，而且也省略了后續(xù)處理工作，可以避免發(fā)生交叉污染現(xiàn)象。并且，能夠大幅度縮短食品檢測周期，降低操作難度，獲取到準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

5.2 多重PCR技術(shù)

將多對引物合理加入到反應(yīng)系統(tǒng)中，從而達(dá)到擴增多目標(biāo)DNA片段目的，不同目標(biāo)片段之間差異較小，采取多重擴增方式，能夠直接完成對凝膠成像的分析。多重PCR技術(shù)與常規(guī)PCR技術(shù)相比，其可以在同一時間擴增多個目標(biāo)DNA片段，能夠縮短檢測時長，降低檢測成本。

5.3 PCR-DGGE技術(shù)

該項技術(shù)有機的結(jié)合了變形梯度凝膠電泳技術(shù)與PCR技術(shù)，可以分離不同堿基DNA片段，并且該項技術(shù)具有較強敏感性與特異性，能夠?qū)崿F(xiàn)對堿基的有效分辨。利用成像體系對經(jīng)過顏色后的凝膠進(jìn)行全面分析，可以全面、精準(zhǔn)反映樣品繁瑣性，通過對條帶數(shù)量進(jìn)行應(yīng)用，精準(zhǔn)反映樣品的微生物構(gòu)成，依據(jù)條帶亮度情況，掌握樣品中微生物的實際數(shù)量，完成檢測。

結(jié)語

總而言之，食品檢測是一項復(fù)雜工作，為了更好完成相應(yīng)檢測工作，要合理應(yīng)用PCR技術(shù)，通過對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠有效簡化檢測流程，提高檢測結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。因此，為了確保食品檢測行業(yè)健康發(fā)展，要加強對PCR技術(shù)的應(yīng)用與研究。

*通訊作者：

黃建萍（1985.9-），女，漢族，浙江杭州人，本科，工程師;研究方向：食品及相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測。