如何在食品檢測工程中應(yīng)用轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)

馬曉 高盼盼 陳蒙蒙

本文分析如何在食品檢測工程中應(yīng)用轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有研究文獻(xiàn)資料，闡述目前我國對于轉(zhuǎn)基因食品的檢測技術(shù)及方法，并分析新時(shí)代下轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，展望未來發(fā)展趨勢，旨在為食品安全提供技術(shù)保障。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，轉(zhuǎn)基因食品成為餐桌上常見的產(chǎn)品，它是將外源基因在生物技術(shù)的指導(dǎo)下，轉(zhuǎn)移到其他物種，以改變生物遺傳特性和性狀，促使食品的營養(yǎng)質(zhì)量滿足人類的需求。但基于現(xiàn)階段的研究，轉(zhuǎn)基因食品會對人體產(chǎn)生一定的損害，因此，為有效保障食品安全，需在食品檢測工程中合理應(yīng)用轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)。

1. 轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)及方法

1.1 核酸檢測方法

對于轉(zhuǎn)基因食品的檢測方法，通常是采用以核酸為基礎(chǔ)開展的檢測技術(shù)。具體包括核酸印記法、PCR檢測法等。其中核酸印記法的操作過程是將樣品中的DNA固定在尼龍膜上，使用帶有標(biāo)記的核酸探針實(shí)施雜交，通過對標(biāo)記探針的信號判斷樣品中是否含有轉(zhuǎn)基因DNA片段，在實(shí)踐中，該方法的靈敏度相對較低。多數(shù)情況下，相應(yīng)檢測機(jī)構(gòu)及人員重點(diǎn)應(yīng)用PCR檢測法。該技術(shù)主要是對目標(biāo)序列開展擴(kuò)增處理，借助特殊方法檢驗(yàn)擴(kuò)增產(chǎn)物。操作環(huán)節(jié)比較常用的方法有定性PCR法、復(fù)合定性PCR法、競爭定量PCR法等。定性PCR技術(shù)即針對具有特異性的DNA片段進(jìn)行擴(kuò)增處理，利用瓊脂糖凝膠電泳對擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行有效分離，最后利用凝膠成像系統(tǒng)觀察分離狀況，判斷是否含有轉(zhuǎn)基因DNA片段，具有相對較高的靈敏度。而復(fù)合定性PCR檢測技術(shù)，即是將兩對或兩對以上的引物，放入到PCR檢測系統(tǒng)中，經(jīng)過擴(kuò)增后觀察其產(chǎn)物特征。競爭定量PCR檢測法，主要是將濃度未知的待測DNA、已知濃度的內(nèi)標(biāo)DNA放入到同一反應(yīng)管內(nèi)，擴(kuò)增后的產(chǎn)物使用瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行分離，通過對電泳產(chǎn)生分離產(chǎn)物中的待測DNA與內(nèi)標(biāo)DNA產(chǎn)物條帶密度開展線性回歸分析，能夠獲得兩種DNA片段的濃度等值點(diǎn)，最后定量分析待測DNA的濃度。

1.2 外源蛋白質(zhì)檢測法

外源蛋白質(zhì)檢測法是轉(zhuǎn)基因食品檢測的另一種方法。相關(guān)檢測人員可采用蛋白質(zhì)印跡法開展測定，即根據(jù)抗體抗原存在的差異性與特異性，將靶蛋白特異性的非標(biāo)記性抗體與靶蛋白中存在的抗原決定簇實(shí)施結(jié)合，再檢測蛋白質(zhì)中的免疫球蛋白抗體。在復(fù)雜蛋白質(zhì)中具有較好的檢測效果，如轉(zhuǎn)基因大豆等，檢測準(zhǔn)確度較高。ELISA檢測法是將抗體與抗原的反應(yīng)特異性和酶促底物的高效催化作用進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過觀察酶作用在底物后所產(chǎn)生的顯色反應(yīng)，以此鑒別轉(zhuǎn)基因成分，在實(shí)踐運(yùn)用中能夠提高檢測效率。

2. 食品檢測工程對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 雙向電泳檢測

在食品檢測工程中，對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的應(yīng)用主要是雙向電泳技術(shù)，是蛋白質(zhì)組研究的核心技術(shù)之一，有助于蛋白質(zhì)進(jìn)行有效分離。在高分辨以及高靈敏的方法下分離兩個(gè)樣品的蛋白質(zhì)，并區(qū)分各種因素，按照樣品間不同的物理原理和化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的分離。現(xiàn)階段在食品檢測工程中，針對轉(zhuǎn)基因食品的檢測，主要是借助不同PH長度的固態(tài)梯度干膠條，提升第二項(xiàng)的電泳分離效果，保證食品檢測系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部與外部的數(shù)據(jù)整合判斷轉(zhuǎn)基因食品品質(zhì)。

2.2 雜交檢測

在食品檢測工程中對轉(zhuǎn)基因成分的食品檢測，可利用雜交檢測技術(shù)。該方法是按照蛋白質(zhì)分子的大小進(jìn)行分離，再加入特異性靶蛋白抗體，促使目標(biāo)分子印跡的蛋白質(zhì)能夠與抗體形成有效結(jié)合。在應(yīng)用過程中可加入專一和一抗相結(jié)合的酶結(jié)合，準(zhǔn)確標(biāo)記二抗。檢測人員根據(jù)二抗檢測出的標(biāo)記化合物性能進(jìn)行判斷和鑒別。在實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，還需綜合考慮植物細(xì)胞蛋白質(zhì)的表達(dá)、濃度大小以及規(guī)模分子量等因素。比如用花瓜花葉病毒蛋白的單克隆抗體實(shí)施雜交檢測技術(shù)，能夠明確CMVCP基因在番茄中的外源基因表達(dá)，結(jié)果顯示在具有PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的植株中可表達(dá)CMVCP基因的表達(dá)蛋白。

2.3 蛋白質(zhì)印跡法檢測

蛋白質(zhì)印跡法在食品檢測工程中具有較好的應(yīng)用效果，其電泳分離能力較高，可通過將特異性抗體與顯示酶的敏感酶反應(yīng)進(jìn)行組合，有利于檢測復(fù)雜混合物中的特定蛋白質(zhì)。比如對抗草甘膦大豆CP4合成酶進(jìn)行檢測時(shí)，利用蛋白質(zhì)印跡法能夠提高檢測精度0.5-1.0%，從而便于開展大豆蛋白質(zhì)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)基因食品檢測，保證測定結(jié)果的精確度較高。

2.4 PCR檢測技術(shù)

在食品檢測工程中運(yùn)用PCR技術(shù)能夠?qū)Υ蠖?、玉米、番茄、油菜等轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測。在應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)，采用PCR技術(shù)對大豆基因進(jìn)行檢測時(shí)，可直接檢測樣品的CaMV35s啟動子、NOS終止子和外源抗除草劑基因等，如果發(fā)現(xiàn)存在則表示食品中含有轉(zhuǎn)基因大豆成分，并采用酶切進(jìn)行驗(yàn)證，確認(rèn)插入基因成分，有利于判斷食品原料是否經(jīng)過人工修改。對以玉米為原料的食品運(yùn)用PCR檢測技術(shù)，則可檢測35S啟動子、NOS終止子、外源抗蟲基因等，在爆玉米花、速溶玉米片以及熱玉米棒等食品檢測中可提高結(jié)果準(zhǔn)確率。PCR檢測技術(shù)的本質(zhì)屬于終點(diǎn)型測試方法，在具體操作中，先構(gòu)建內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)DNA片段，包括修改過的片段、檢測核酸擴(kuò)增片段等，在完成擴(kuò)增后，競爭DNA與待測DNA在大小方面的差異性，再利用瓊脂糖凝膠電泳實(shí)施分離，促使樣品的相對數(shù)量與啟動數(shù)量呈現(xiàn)正比關(guān)系，便于開展定量檢測。

2.5 多重PCR檢測技術(shù)

多重PCR檢測技術(shù)是結(jié)合靈敏度較高的聚丙烯酰胺凝膠電泳針對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行轉(zhuǎn)基因檢測，比如根據(jù)番木瓜的管家基因和抗環(huán)斑病毒轉(zhuǎn)基因品系的外源結(jié)構(gòu)基因、調(diào)控基因序列，設(shè)計(jì)合成特異性檢測引物，能夠建立對管家基因與外源結(jié)構(gòu)基因同時(shí)擴(kuò)增的雙重PCR檢測法，進(jìn)而準(zhǔn)確鑒定抗環(huán)斑病毒轉(zhuǎn)基因的番木瓜食品。另外，多重PCR檢測技術(shù)能夠?qū)D(zhuǎn)基因食品原料、加工成品等進(jìn)行檢測，即在食品檢測工程中，為同步檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因食品中的多個(gè)目標(biāo)基因序列，應(yīng)用多重PCR檢測分析法，對大豆等食品開展測定。操作時(shí)為避免出現(xiàn)擴(kuò)增結(jié)果的假陰性，檢測人員將大豆外源凝集素基因、肌動蛋白基因等作為內(nèi)部參照以及評價(jià)PCR反應(yīng)效率的指標(biāo)，當(dāng)大豆含量在0.15%時(shí)可保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，且靈敏度較高。

3. 轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)面臨的問題和挑戰(zhàn)

3.1 定性篩選方法具有局限性

結(jié)合當(dāng)前針對轉(zhuǎn)基因食品開展定性篩選方法的現(xiàn)狀而言，多數(shù)是對特定啟動子以及終止子、標(biāo)記基因等實(shí)施PCR檢測，但由于PCR檢測技術(shù)的敏感性較高，在實(shí)施檢測的過程中經(jīng)常出現(xiàn)假陽性的情況，影響最終的鑒別和檢測結(jié)果。同時(shí)，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)不斷發(fā)展的進(jìn)程中，大量轉(zhuǎn)基因生物采用新型的啟動子、終止子和標(biāo)記基因，促使現(xiàn)有的篩選因子覆蓋面有所減小，導(dǎo)致定性篩選的意義喪失。

3.2 定量檢測方法的實(shí)用性不足

我國對于轉(zhuǎn)基因食品管理的相關(guān)法規(guī)日益完善，針對標(biāo)簽制度所要求的轉(zhuǎn)基因成分最低限量提出明確規(guī)范，應(yīng)當(dāng)注重強(qiáng)化定量檢測，以保障轉(zhuǎn)基因食品的檢測結(jié)果符合相應(yīng)規(guī)定。但現(xiàn)階段我國有關(guān)檢測機(jī)構(gòu)所采用的定量檢測方法相對較少，并且對檢測技術(shù)和硬件設(shè)備的要求較高，在大范圍內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用，進(jìn)而導(dǎo)致對轉(zhuǎn)基因食品定量檢測方法的實(shí)用性較為薄弱。

3.3 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與食品檢測技術(shù)發(fā)展不同步

轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為新世紀(jì)重要的科學(xué)技術(shù)之一，發(fā)展速度較快，并且大量轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品趨向商品化，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)具有差異性的形勢下，無法利用現(xiàn)有方法對其進(jìn)行逐一檢測，很容易出現(xiàn)誤差。同時(shí)，在食品檢測工程中，對轉(zhuǎn)基因食品的檢測多是依據(jù)生產(chǎn)商所提供的轉(zhuǎn)基因DNA資料進(jìn)行測定，如出現(xiàn)未批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因食品，則很難檢出。另外，國際上對于轉(zhuǎn)基因食品的態(tài)度不明確，各個(gè)國家和地區(qū)的管理方法也有所不同，在國際食品以及原料貿(mào)易不斷發(fā)展的過程中，缺乏統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，從而造成定量檢測結(jié)果評判缺乏有效依據(jù)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因食品檢測水平不高。

4. 食品檢測工程中對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的應(yīng)用建議

4.1 加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，打破定性篩選局限性

根據(jù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不斷發(fā)展，為保障食品定性篩選的有效性，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)對檢測技術(shù)的革新。針對新型轉(zhuǎn)基因生物的啟動子、終止子、標(biāo)記基因等，創(chuàng)新定性篩選方法，從而擴(kuò)大篩選因子的覆蓋面。相應(yīng)檢測機(jī)構(gòu)需要充分掌握轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，深入研究當(dāng)前轉(zhuǎn)基因生物以及原料的特異性，更新定性篩選因子，進(jìn)而打破現(xiàn)存的局限性。比如可積極推動基因芯片的研究，利用分子生物學(xué)中比較成熟的核酸分子原位雜交技術(shù)，實(shí)現(xiàn)DNA堿基配對與序列互補(bǔ)，借助大量探針分子固定在1cm2左右大的芯片上，與標(biāo)記樣品雜交，可依據(jù)檢測到的雜交信號強(qiáng)弱情況，準(zhǔn)確判斷被測樣品中的靶分子數(shù)量，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)基因食品的檢測效率。

4.2 推進(jìn)定量檢測技術(shù)的研發(fā)和推廣

定量檢測在食品檢測工程中具有重要的應(yīng)用意義，尤其是對于轉(zhuǎn)基因食品的測定，由于部分轉(zhuǎn)基因食品在食用后可能對人體產(chǎn)生危害，因此必須控制轉(zhuǎn)基因成分的最低限量。通過定量檢測技術(shù)能夠明確食品樣品中的轉(zhuǎn)基因成分含量，但由于現(xiàn)行的方法較少且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和儀器設(shè)備要求較高，限制了定量檢測工作的開展。所以，為有效應(yīng)對這一問題，檢測機(jī)構(gòu)需要積極借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)現(xiàn)代化定量檢測技術(shù)，如半定量PCR法、定量競爭PCR法、Real-time定量PCR法等，并對轉(zhuǎn)基因食品檢測加大資金投入，保證各項(xiàng)檢測技術(shù)以及設(shè)備儀器符合要求，提高對轉(zhuǎn)基因成分最低限量的測定精確性，充分保證食品安全。

4.3 完善轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)規(guī)范

由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展速度較快，為保證食品檢測與其相適應(yīng)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)二者的同步發(fā)展，因此要規(guī)范轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)，激發(fā)創(chuàng)新活力，以便于適用新轉(zhuǎn)基因生物、原料和食品的檢測需求。由此，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建完善、統(tǒng)一的國際檢測標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合本國以及本地區(qū)實(shí)際情況，優(yōu)化轉(zhuǎn)基因食品的檢測標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，針對轉(zhuǎn)基因技術(shù)制定對應(yīng)的檢測方法，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、靈敏度得到提升。

5. 轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

近年來，隨著食品檢測工程的不斷開展，對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的應(yīng)用越來越重視。同時(shí)，面臨轉(zhuǎn)基因食品種類呈現(xiàn)多樣化和高產(chǎn)量化的特征，市場中的轉(zhuǎn)基因食品品類及數(shù)量大幅增加。為有效控制轉(zhuǎn)基因食品的質(zhì)量安全，應(yīng)當(dāng)建立更為簡便、靈敏、精確和快速的檢測方式，以滿足未來發(fā)展進(jìn)程中轉(zhuǎn)基因食品市場的變化需求。因此，在今后，針對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善法定標(biāo)準(zhǔn)、明確法定標(biāo)準(zhǔn)物。同時(shí)，還需綜合考慮成本因素、人為操作因素等，需推動雙向電泳檢測、雜交檢測、蛋白質(zhì)印跡法檢測、PCR檢測技術(shù)、多重PCR檢測技術(shù)等，向高通量、高靈敏度、自動化等方向前進(jìn)，促使現(xiàn)有檢測技術(shù)提高，不斷克服原有缺陷。在食品檢測工程中，應(yīng)加大對色譜技術(shù)、毛細(xì)管電泳技術(shù)、超分支滾環(huán)擴(kuò)增技術(shù)等在轉(zhuǎn)基因食品中的檢測運(yùn)用?？傮w來說，轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的發(fā)展應(yīng)滿足已有或新型轉(zhuǎn)基因食品快速準(zhǔn)確檢測的要求，推動其更加簡便快捷、低成本和適用范圍擴(kuò)大等，確保轉(zhuǎn)基因食品具有良好的安全保障。

結(jié)束語

綜上所述，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展促使各類轉(zhuǎn)基因食品大量出現(xiàn)，常見的大豆、玉米以及油菜等轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品原料增加，經(jīng)過相應(yīng)的生產(chǎn)加工處理后，形成轉(zhuǎn)基因食品。為有效鑒別及保障轉(zhuǎn)基因食品安全，應(yīng)當(dāng)合理運(yùn)用先進(jìn)的檢測技術(shù)，相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)及人員需注重在食品檢測工程中對轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)的使用，從而確保食品質(zhì)量安全，推動食品行業(yè)健康、平穩(wěn)向前發(fā)展。