论文部分内容阅读
近年来，随着人们对食品安全的愈发重视，食品检测方面的研究在不断增多，各种新的检测技术也不断出现，其中较为常用的一项技术就是PCR技术，也即聚合酶链式反应技术。
PCR技术是目前食品检测中应用相对较为广泛的一项技术，其对于提高食品质量安全有着重要的作用。基于此，本文对PCR技术在食品检测中的应用进行了分析探讨，阐述了PCR技术在食品检测中的几个主要应用方向，并结合PCR技术存在的不足，对PCR技术今后的发展方向进行了分析，以供借鉴。
一、PCR技术在食品检测中的应用步骤
具体来看，在食品检测工作当中，PCR技术的应用主要分为以下几个步骤：第一，使用过滤法或离心法等方法，对食品中的DNA进行纯化和提取；第二，使用PCR技术对DNA进行扩增；第三，对扩增得到的产物进行分析，这其中又可细分为变性、退火、延伸三个步骤。在变性阶段，食品DNA的双螺旋结构将被拆分为两条单链，食品中的特征性成分则会在退火阶段结合DNA中的特定位置，最终在延伸阶段形成新的特征性成分DNA，由此即实现了对食品中特定成分的检测。
二、PCR技术在食品检测中的常见应用方向
1.对转基因食品的检测。目前，随着基因工程技术的快速发展，我国市场中的转基因食品种类越来越多，较为常见的有大豆、玉米和油菜等。为确保这些转基因食品的质量安全，并尽量消除公众对于转基因食品的误解，就需要采用PCR技术对转基因食品中的成分进行定性和定量分析。目前，PCR技术在转基因食品检测中的应用已经趋于成熟，能够实现简单、高效的检测，取得了较好的效果。
2.对食品中有效成分的检测。当前，公众对于食品质量问题高度关注，在选购食品的过程中，对食品包装上的营养成分表也更为看重。但由于食品中的营养成分并不能用肉眼察觉，因此也难免存在个别食品企业虚标营养成分的情况，这就需要采用PCR技术，对食品中的各项营养成分及其含量进行检测，确定其是否与标签上所标注的内容相一致，以确保消费者的知情权，避免消费者采购到假冒伪劣产品，同时这也能够指导公众根据自己的营养需求，选择最为适合的食品类型。除此之外，PCR技术也能够对市场上的肉类及其制品进行动物成分检测，判断食品中的动物性成分类别是否与产品宣传相符合，准确识别其中可能含有的其他动物性成分，从而避免“以次充好”现象的出现。
3.对大肠杆菌的检测。公众普遍将大肠杆菌与人体中的肠道杆菌混为一谈，认为大肠杆菌对人体并不存在明显的危害。但实际的研究结果表明，这种认识存在一定的误区，大肠杆菌是一个较为宽泛的概念，可细分为不致病和致病两类，而其中的致病型大肠杆菌会对人体造成肠出血等致命伤害。为了保证食品中不含有致病型大肠杆菌，就需要使用PCR技术对其进行测定，通过基因提取和扩增等一系列步骤，得到相应的DNA片段并進行比对，即可获知其是否为致病型大肠杆菌。
4.对沙门氏菌的检测。沙门氏菌历来都是引发食物中毒的常见微生物，同时其感染性较强、危害性较大，一直以来为公众所重视。采用PCR技术即可对不同种类的沙门氏菌实现有效的检测，目前有研究人员已经实现了平均灵敏度100CFU，且人工污染样品最低检出限为10CFU的检测，大幅度提高了检测的效率和质量。
5.对绿脓杆菌的检测。绿脓杆菌能够在人体中制造外毒素，从而给人体带来伤害，其制造外毒素的行为主要受到其中的外毒素A基因控制。采用PCR技术，可以将特性引物与外毒素A基因进行结合，扩增相关的DNA，以最终确定待测食品中是否存在绿脓杆菌。这种检测方法准确率较高，且检测效率较高，因此应用较为广泛。
6.对金黄色葡萄球菌的检测。金黄色葡萄球菌在自然界分布广泛，其能够产生肠毒素，造成人和其他动物的严重感染，目前金黄色葡萄球菌所引起的食物中毒仍然是世界各国所面临的卫生难题。近年来，对于金黄色葡萄球菌的检测主要采用PCR技术。有研究人员针对金黄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）进行多重PCR检测，其灵敏度较高，检测结果也较为准确。
三、食品检测中PCR技术的发展展望
虽然当前在食品检测领域中PCR技术已经基本发展成熟，且应用效果较为显著，但在食品检测中仍然存在一些问题。比如，由于影响PCR检测的外界干扰因素较多，因此判定错误或是判定偏差等情况时常出现，特别是在某些特殊情况下，由于不同的引物之间可能会出现抑制作用，还会因此而导致引物与模板的非特异性结合，当出现这种结合方式后，就会出现检测结果的“假阳性”或是“假阴性”。由此可见，对现有的PCR技术进行优化改进已是大势所趋。具体来看，目前PCR技术的发展主要有以下三个方向。
1.将PCR技术与DGGE技术联合应用。在使用PCR技术进行扩增后，经常会出现长度各异的DNA片段，这些片段较为混杂，很难使用常规的方法进行分析，这就需要引入DGGE技术来分析这些DNA片段。在具体应用过程中，先提取样品中的DNA，再以此为模板，利用特异性引物来扩增食品样品中的rDNA，再进行电泳，即可获得目标成分的DNA条带。将这些DNA条带与标准图谱对比，便可鉴定目标成分。条带亮度越高，则相关成分的含量也就越高。
2.实时定量PCR技术的应用。实时定量PCR技术在传统PCR技术的基础上加入了荧光标记，如此，只需检测荧光信号，即可实现对目标成分的实时检测。这种检测方法耗时更短，精确度也更高，目前正在逐步取代常规的PCR技术。
3.多重PCR技术的应用。多重PCR技术在食品检测领域的应用尚处于起步阶段，但其发展速度较快，目前所取得的效果也较为显著。其采用多条引物和多条模板在同一反应体系下进行扩增，可同时扩增多个DNA片段，进一步提高了工作效率和质量，且在成本上的优势也较为突出。当然，在目前的多重PCR技术实际应用中，也存在着诸如引物要求高、体系建立和退火温度筛选要求高和目标片段筛选要求高等一系列的问题。为此，在今后的多重PCR技术建立和应用中，将重点集中在以下几个研究方向：一是要适当增加引物的数量，确保一次扩增后就能够完成所有待测成分的检测；二是对现有的反应条件进一步优化，以提高扩增效率并降低检出限；三是要与其他分子生物学技术进行融合，进一步提高检测灵敏度、检测范围和检测特异性。在采用这三种方式之后，多重PCR技术在食品安全检测中的应用也将更为广泛。
总的来看，随着PCR技术的不断发展改进，目前PCR技术业已成为食品质量安全检测中优势较大的一项技术，并且其在实际应用的过程中也有着较好的效果，预计在未来，PCR技术在食品检测领域将得到更为广泛的应用。为此，食品检测领域的技术人员要致力于PCR技术的优化和创新，使之不断满足实际需求，促进食品行业的健康发展。
作者简介：鲍晗锋（1989-），男，汉族，江苏常州人，大学本科，中级工程师，研究方向为质量技术监督、食品科学。
PCR技术是目前食品检测中应用相对较为广泛的一项技术，其对于提高食品质量安全有着重要的作用。基于此，本文对PCR技术在食品检测中的应用进行了分析探讨，阐述了PCR技术在食品检测中的几个主要应用方向，并结合PCR技术存在的不足，对PCR技术今后的发展方向进行了分析，以供借鉴。
一、PCR技术在食品检测中的应用步骤
具体来看，在食品检测工作当中，PCR技术的应用主要分为以下几个步骤：第一，使用过滤法或离心法等方法，对食品中的DNA进行纯化和提取；第二，使用PCR技术对DNA进行扩增；第三，对扩增得到的产物进行分析，这其中又可细分为变性、退火、延伸三个步骤。在变性阶段，食品DNA的双螺旋结构将被拆分为两条单链，食品中的特征性成分则会在退火阶段结合DNA中的特定位置，最终在延伸阶段形成新的特征性成分DNA，由此即实现了对食品中特定成分的检测。
二、PCR技术在食品检测中的常见应用方向
1.对转基因食品的检测。目前，随着基因工程技术的快速发展，我国市场中的转基因食品种类越来越多，较为常见的有大豆、玉米和油菜等。为确保这些转基因食品的质量安全，并尽量消除公众对于转基因食品的误解，就需要采用PCR技术对转基因食品中的成分进行定性和定量分析。目前，PCR技术在转基因食品检测中的应用已经趋于成熟，能够实现简单、高效的检测，取得了较好的效果。
2.对食品中有效成分的检测。当前，公众对于食品质量问题高度关注，在选购食品的过程中，对食品包装上的营养成分表也更为看重。但由于食品中的营养成分并不能用肉眼察觉，因此也难免存在个别食品企业虚标营养成分的情况，这就需要采用PCR技术，对食品中的各项营养成分及其含量进行检测，确定其是否与标签上所标注的内容相一致，以确保消费者的知情权，避免消费者采购到假冒伪劣产品，同时这也能够指导公众根据自己的营养需求，选择最为适合的食品类型。除此之外，PCR技术也能够对市场上的肉类及其制品进行动物成分检测，判断食品中的动物性成分类别是否与产品宣传相符合，准确识别其中可能含有的其他动物性成分，从而避免“以次充好”现象的出现。
3.对大肠杆菌的检测。公众普遍将大肠杆菌与人体中的肠道杆菌混为一谈，认为大肠杆菌对人体并不存在明显的危害。但实际的研究结果表明，这种认识存在一定的误区，大肠杆菌是一个较为宽泛的概念，可细分为不致病和致病两类，而其中的致病型大肠杆菌会对人体造成肠出血等致命伤害。为了保证食品中不含有致病型大肠杆菌，就需要使用PCR技术对其进行测定，通过基因提取和扩增等一系列步骤，得到相应的DNA片段并進行比对，即可获知其是否为致病型大肠杆菌。
4.对沙门氏菌的检测。沙门氏菌历来都是引发食物中毒的常见微生物，同时其感染性较强、危害性较大，一直以来为公众所重视。采用PCR技术即可对不同种类的沙门氏菌实现有效的检测，目前有研究人员已经实现了平均灵敏度100CFU，且人工污染样品最低检出限为10CFU的检测，大幅度提高了检测的效率和质量。
5.对绿脓杆菌的检测。绿脓杆菌能够在人体中制造外毒素，从而给人体带来伤害，其制造外毒素的行为主要受到其中的外毒素A基因控制。采用PCR技术，可以将特性引物与外毒素A基因进行结合，扩增相关的DNA，以最终确定待测食品中是否存在绿脓杆菌。这种检测方法准确率较高，且检测效率较高，因此应用较为广泛。
6.对金黄色葡萄球菌的检测。金黄色葡萄球菌在自然界分布广泛，其能够产生肠毒素，造成人和其他动物的严重感染，目前金黄色葡萄球菌所引起的食物中毒仍然是世界各国所面临的卫生难题。近年来，对于金黄色葡萄球菌的检测主要采用PCR技术。有研究人员针对金黄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）进行多重PCR检测，其灵敏度较高，检测结果也较为准确。
三、食品检测中PCR技术的发展展望
虽然当前在食品检测领域中PCR技术已经基本发展成熟，且应用效果较为显著，但在食品检测中仍然存在一些问题。比如，由于影响PCR检测的外界干扰因素较多，因此判定错误或是判定偏差等情况时常出现，特别是在某些特殊情况下，由于不同的引物之间可能会出现抑制作用，还会因此而导致引物与模板的非特异性结合，当出现这种结合方式后，就会出现检测结果的“假阳性”或是“假阴性”。由此可见，对现有的PCR技术进行优化改进已是大势所趋。具体来看，目前PCR技术的发展主要有以下三个方向。
1.将PCR技术与DGGE技术联合应用。在使用PCR技术进行扩增后，经常会出现长度各异的DNA片段，这些片段较为混杂，很难使用常规的方法进行分析，这就需要引入DGGE技术来分析这些DNA片段。在具体应用过程中，先提取样品中的DNA，再以此为模板，利用特异性引物来扩增食品样品中的rDNA，再进行电泳，即可获得目标成分的DNA条带。将这些DNA条带与标准图谱对比，便可鉴定目标成分。条带亮度越高，则相关成分的含量也就越高。
2.实时定量PCR技术的应用。实时定量PCR技术在传统PCR技术的基础上加入了荧光标记，如此，只需检测荧光信号，即可实现对目标成分的实时检测。这种检测方法耗时更短，精确度也更高，目前正在逐步取代常规的PCR技术。
3.多重PCR技术的应用。多重PCR技术在食品检测领域的应用尚处于起步阶段，但其发展速度较快，目前所取得的效果也较为显著。其采用多条引物和多条模板在同一反应体系下进行扩增，可同时扩增多个DNA片段，进一步提高了工作效率和质量，且在成本上的优势也较为突出。当然，在目前的多重PCR技术实际应用中，也存在着诸如引物要求高、体系建立和退火温度筛选要求高和目标片段筛选要求高等一系列的问题。为此，在今后的多重PCR技术建立和应用中，将重点集中在以下几个研究方向：一是要适当增加引物的数量，确保一次扩增后就能够完成所有待测成分的检测；二是对现有的反应条件进一步优化，以提高扩增效率并降低检出限；三是要与其他分子生物学技术进行融合，进一步提高检测灵敏度、检测范围和检测特异性。在采用这三种方式之后，多重PCR技术在食品安全检测中的应用也将更为广泛。
总的来看，随着PCR技术的不断发展改进，目前PCR技术业已成为食品质量安全检测中优势较大的一项技术，并且其在实际应用的过程中也有着较好的效果，预计在未来，PCR技术在食品检测领域将得到更为广泛的应用。为此，食品检测领域的技术人员要致力于PCR技术的优化和创新，使之不断满足实际需求，促进食品行业的健康发展。
作者简介：鲍晗锋（1989-），男，汉族，江苏常州人，大学本科，中级工程师，研究方向为质量技术监督、食品科学。