PCR技術(shù)及其在食品微生物檢測中的應(yīng)用分析

◎ 田 甜

（鄂爾多斯市市場監(jiān)督管理局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017017）

1 PCR 技術(shù)概述及具體應(yīng)用

PCR (聚合酶鏈反應(yīng)) 是一種迅速、靈敏和特異性的 DNA 檢測技術(shù)，其革命性的創(chuàng)新在于在體外復(fù)制 DNA 片段。對于檢測 DNA 的片段，PCR 技術(shù)可以擴(kuò)增出大量的 DNA 片段，通過熒光探針、電泳等檢測方法，檢測目標(biāo) DNA 片段是否存在，從而實現(xiàn)DNA 的定量及定性分析。由于其敏感性高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點，PCR 技術(shù)在食品微生物檢測中具有重要的應(yīng)用價值。

1.1 檢測食物中某一微生物的數(shù)量

PCR 技術(shù)是一種高效、精準(zhǔn)的微生物檢測技術(shù)，可以廣泛應(yīng)用于食品安全領(lǐng)域。利用PCR技術(shù)時，只需極少的微生物細(xì)胞即可進(jìn)行檢測，操作簡便，幾個小時即可完成，可大幅縮短檢測時間，有效控制食品安全問題。同時，通過PCR 技術(shù)進(jìn)行檢測，能夠確定食品中的某種微生物數(shù)量及其污染程度，及時發(fā)現(xiàn)并控制潛在食品安全隱患。此外，PCR 技術(shù)還可以對多次采樣進(jìn)行批量檢測，提高檢測的效率和精度。因此，PCR技術(shù)在食品安全管理中的應(yīng)用，不僅提高了微生物檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性，對于保障食品安全與衛(wèi)生也有重要的意義[1]。

1.2 檢測食品添加劑是否含異常微生物

食品添加劑是很多食品加工中常用的輔助材料，在添加劑的制造、包裝及保存過程中，常常會存在一些異常微生物的污染，給食品安全造成潛在的風(fēng)險。因此，檢測食品添加劑中的微生物種類和數(shù)量是非常必要的，利用PCR技術(shù)可以通過擴(kuò)增微生物DNA的特定片段，快速檢測添加劑中的微生物數(shù)量和種類。相較于傳統(tǒng)的微生物檢測方法，PCR技術(shù)具有靈敏度高、準(zhǔn)確性高、檢測速度快等顯著優(yōu)勢。通過PCR技術(shù)檢測，可以快速鑒別添加劑中存在的微生物是否異常，及時排查潛在的微生物污染源，保障食品安全。然而，PCR技術(shù)雖然非常精準(zhǔn)，但也有一定的缺陷，一些微生物可能存在基因變異等情況，導(dǎo)致擴(kuò)增結(jié)果出現(xiàn)偏差[2]。此外，在PCR技術(shù)樣品前處理、引物設(shè)計等環(huán)節(jié)中，操作需要極為嚴(yán)謹(jǐn)，才能保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3 監(jiān)控食品儲存和加工過程中的微生物變化

食品儲存和加工過程中，微生物的生長和繁殖是一個非常嚴(yán)峻的問題，因為微生物產(chǎn)生的毒素會嚴(yán)重危害人體健康。為了控制食品安全隱患，必須對儲存和加工過程中的微生物進(jìn)行密切監(jiān)控，及時掌握變化趨勢，以便采取相應(yīng)的控制措施。PCR技術(shù)的高效性和敏感性，可為食品儲存和加工過程中的微生物變化提供快速而可靠的檢測。利用PCR技術(shù)，可以在較短的時間內(nèi)，通過擴(kuò)增微生物DNA特定的片段，檢測出食品加工和儲存過程中微生物數(shù)量和種類的變化。與傳統(tǒng)的微生物檢測方法相比，PCR技術(shù)具有更高的靈敏度和準(zhǔn)確度[3]。此外，PCR技術(shù)還可以方便地擴(kuò)增不易培養(yǎng)的微生物，幫助快速檢測，有助于迅速掌控微生物的變化趨勢。然而，PCR檢測結(jié)果僅能提供微生物數(shù)量和種類，并不能給出微生物對食品安全的實際威脅程度，因而必須將其和其他監(jiān)控指標(biāo)如溫度、濕度、光照等結(jié)合，以便實施更加全面和科學(xué)的食品安全管理措施。

2 食物微生物檢測中面臨的問題

2.1 微生物難以檢測

食品中微生物的種類豐富、數(shù)量龐大，常常會存在一些微生物難以被檢測到的情況，給食品安全帶來潛在的威脅。對于不同的微生物，需要采用不同的檢測方法。一些傳統(tǒng)的檢測方法，如培養(yǎng)基法和生化法，能夠有效地培養(yǎng)和檢測某些具有代表性的微生物，但當(dāng)遇到一些微生物數(shù)量很少，生長速度較慢，或者已經(jīng)失活，這些傳統(tǒng)方法就很容易出現(xiàn)偏差。分子生物學(xué)方法可以克服這些問題，如PCR和熒光原位雜交技術(shù)（FISH）等方法，其靈敏度和準(zhǔn)確性很高。此外，還需要考慮到微生物存活狀態(tài)對檢測結(jié)果的影響。有些微生物被殺滅后也會在食品中存在，影響微生物檢測的準(zhǔn)確度[4]。對于脆弱的微生物，比如病毒，一些直接檢測方法可能無法穿透其外殼，影響檢測結(jié)果。

2.2 檢測時效度低

傳統(tǒng)的食品微生物檢測方法通常是基于培養(yǎng)和生化特性來實現(xiàn)的，其操作流程較為復(fù)雜，需要多步驟處理和相對較長的培養(yǎng)時間，使得檢測過程相對耗時，并且需要配備專業(yè)的實驗設(shè)備和高素質(zhì)的實驗操作人員，對于食品制造商而言需要花費較高的成本。相比之下，PCR技術(shù)在食品微生物檢測中具有快速、準(zhǔn)確、重復(fù)性好等優(yōu)點，可以提高檢測工作的時效性。PCR技術(shù)利用特異性引物與目標(biāo)微生物中的DNA特定區(qū)段進(jìn)行擴(kuò)增，檢測出微生物的存在與數(shù)量，其操作相對簡單，能夠在短時間內(nèi)快速得出結(jié)果。此外，PCR技術(shù)的重復(fù)性好，可以多次重復(fù)進(jìn)行，確保檢測結(jié)果可靠性。最重要的是，PCR技術(shù)不需要長時間的培養(yǎng)，極大地提高了檢測效率和時效性[5]。

2.3 食物為復(fù)雜矩陣

傳統(tǒng)的檢測方法僅限于細(xì)菌的培養(yǎng)和生化特性等特征，而PCR技術(shù)具有利用微生物特定的DNA區(qū)段進(jìn)行檢測的優(yōu)點，從而避免了此類問題，提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的檢測方法只能檢測一些常見的細(xì)菌，而食品中存在大量的非細(xì)胞微生物，如感染性噬菌體、真菌、病毒、放線菌和原蟲等。這些微生物的特征和細(xì)菌不同，它們需要一個新的、更加復(fù)雜的檢測方法來進(jìn)行檢測。PCR技術(shù)可以很好地克服這一問題，其能夠根據(jù)微生物特定的DNA區(qū)段進(jìn)行檢測，而不僅僅是細(xì)菌的培養(yǎng)和生化特征。因此，采用PCR技術(shù)進(jìn)行食品微生物檢測，可以更全面、準(zhǔn)確地檢測出食品中存在的微生物。由于不同成分間存在較大差異，傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法識別有些細(xì)菌存在較大的困難，限制了食品微生物檢測的質(zhì)量，縮短了檢測窗口期。PCR技術(shù)的特異性較好，可以避免非目標(biāo)DNA被擴(kuò)增，從而提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和靈敏度，進(jìn)而克服食品組成的復(fù)雜矩陣問題，提高檢測的全面性和精準(zhǔn)性，保障食品安全。

3 食物微生物檢測中如何運用 PCR 技術(shù)

3.1 加強對 PCR 技術(shù)的認(rèn)識

PCR技術(shù)是一種基于DNA分子生物學(xué)原理的分子生物學(xué)技術(shù)，其作用是在基因組中選擇性擴(kuò)增目標(biāo)特定DNA區(qū)段。該技術(shù)的主要優(yōu)點是其高靈敏度和特異性，尤其是對于低濃度的微生物，PCR技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地檢測出微生物的存在。然而，PCR技術(shù)也存在一些局限性，比如可能受到微生物的抑制效應(yīng)，擴(kuò)增產(chǎn)物可能出現(xiàn)假陽性或假陰性的結(jié)果。同時，PCR技術(shù)對于樣品的制備、RNA引物設(shè)計和對引物限制酶的選擇等操作要求嚴(yán)格，需要借助高精密、高靈敏的檢測儀器，增加了成本和技術(shù)難度。在食品微生物檢測領(lǐng)域，PCR技術(shù)具有許多優(yōu)點和應(yīng)用前景。它可以快速、準(zhǔn)確地檢測食品樣品中不同的微生物，包括細(xì)菌、病毒等。PCR技術(shù)還可用于食品的追蹤和溯源，幫助識別食品中微生物的來源，以便有效采取防控措施。

3.2 加大人才建設(shè)力度

首先，需要加強基礎(chǔ)科學(xué)教育，培養(yǎng)學(xué)生的分子生物學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)能力，定向培養(yǎng)未來從事食品微生物檢測工作的技術(shù)人員。其次，相關(guān)高校需要加強實踐教育，提供相關(guān)實驗室的實驗平臺，使學(xué)生能夠熟練掌握PCR技術(shù)的實驗步驟，增強其實驗操作技能。最后，可以通過支持創(chuàng)新基金、組織開展過程培訓(xùn)等方式，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)人員在食品微生物檢測領(lǐng)域中不斷錘煉自己的技術(shù)和研究水平。此外，由于PCR技術(shù)在食品微生物檢測中的應(yīng)用和需求不斷增加，檢測機(jī)構(gòu)還需要加大對技術(shù)人員培養(yǎng)和進(jìn)修的投資力度，提高他們的專業(yè)能力水平。例如，可以通過行業(yè)協(xié)會、科研機(jī)構(gòu)等設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)課程，培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人員的實際操作能力、學(xué)術(shù)知識能力。

3.3 創(chuàng)新并合理利用PCR 技術(shù)

不同食品樣品的特點和復(fù)雜程度不同，因此，在PCR檢測方法的使用過程中，檢測人員需要根據(jù)實際情況選擇不同的技術(shù)路徑，并不斷加以改進(jìn)和優(yōu)化。例如，在含有大量脂肪和糖分的食品中，可采用各種樣品預(yù)處理方案來提高檢測的靈敏度和特異性，比如通過預(yù)先分離或去除分離DNA或RNA的阻礙物的方法。通過參考其他領(lǐng)域的PCR技術(shù)方法和技術(shù)手段，如數(shù)字PCR、實時PCR等，也可以應(yīng)對一些復(fù)雜的檢測需求。另外，我們應(yīng)該積極推動適用檢測技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。PCR檢測是一個復(fù)雜、精細(xì)的過程，除了技術(shù)人員的操作技能之外，還需要制造業(yè)和科技企業(yè)相應(yīng)的技術(shù)支持。

3.4 多種途徑推進(jìn) PCR 技術(shù)發(fā)展

通過培訓(xùn)將PCR技術(shù)相關(guān)知識傳授給更多人才，增強技術(shù)人員的技能和掌握能力，可提高PCR技術(shù)在食品檢測中的有效性。相關(guān)高校應(yīng)該以實踐為主，讓學(xué)生了解PCR應(yīng)用的具體過程，并通過模擬項目加深學(xué)生對該技術(shù)的掌握程度。同時，檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)組織大規(guī)模的交流活動，讓不同領(lǐng)域、不同背景的專家一起參與，分享他們的經(jīng)驗和最新科研成果，這樣能夠拓寬改進(jìn)思路，創(chuàng)新研究思路，提高PCR技術(shù)創(chuàng)新及研究水平。

4 結(jié)語

本文通過介紹PCR技術(shù)及其優(yōu)點、食品微生物檢測存在的問題，以及PCR技術(shù)在解決食品微生物檢測中的應(yīng)用，展示了PCR技術(shù)在食品微生物檢測工作中的重要意義。在PCR技術(shù)的應(yīng)用中，我們應(yīng)該重視對未知病原體的檢測，開展更深入的研究，只有具備先進(jìn)的檢測技術(shù)和完整的檢測體系，才能更好地保障食品安全。此外，在實施PCR技術(shù)前，我們應(yīng)該進(jìn)行真實性和準(zhǔn)確性的試驗驗證。只有這樣，我們才能全面掌握PCR技術(shù)的特性、優(yōu)勢和局限性，為食品安全保駕護(hù)航，提供更高效、更準(zhǔn)確、更可靠的檢測結(jié)果，進(jìn)一步保障人們健康。