探究食品檢驗的PCR技術

蘇曉鈺 張穎

（青島市產品質量檢驗技術研究所，山東青島266000）

探究食品檢驗的PCR技術

蘇曉鈺*張穎

（青島市產品質量檢驗技術研究所，山東青島266000）

PCR技術屬于無細胞克隆技術，這項技術以其特有的功能占據了廣闊的市場。通過介紹PCR技術產生的基本原理，來探討PCR在判斷食品的轉基因性質、食品中所含微生物以及鑒定食品原料種類等的應用情況。

PCR技術；食品；檢驗

PCR技術是食品檢驗中經常用到的一種檢測技術，在使用的過程中形成一種聚合酶鏈式反應，這項技術早在20世紀80年代就已經產生。在應用了PCR技術以后，DNA能夠在較短的時間內形成一種快速擴張的過程。由于PCR具有其他技術不能比擬的高靈敏度、高效快速等特點，所以這項技術的應用范圍也在不斷擴大。

1 PCR技術的基本原理及檢測步驟

1.1 PCR技術的基本原理

PCR技術就是在已經知道需要進行擴增的DNA片段序列的情況下，利用人工合成的方式，將兩段寡核苷酸作用于需要擴增的DNA序列上，并完成擴增的過程。在使用PCR技術時，需要使DNA經歷高溫、低溫和適溫的反復作用，最終達到增加DNA擴增的目的。DNA經歷高溫變性的過程主要是將雙鏈模板轉化為單鏈模板，低溫退火能夠使DNA與寡聚核苷酸引物進行互補結合，進而形成雙鏈，適溫延伸就是將發生作用的系統溫度調節到適溫，當聚合酶與DNA發生作用，并且有4種核苷酸同時存在時，引物鏈就會和模板形成新鏈，這種新鏈能夠在接下來的反應中繼續充當模板，基因的數量也會在這一過程中得到擴增。

1.2 PCR技術檢測步驟

一般在利用PCR技術對目標進行檢測時，都會經歷以下幾個步驟：①使用化學手段來提取需要檢測的DNA；②對引物進行設計，設計的結果會直接影響到PCR技術發揮作用的程度，一般情況下都會將引物置于高度保守的區域，并將其長度控制在15～30個堿基以內；③開展PCR的擴增工作；④對DNA進行克隆，并挑選需要進行PCR鑒定的目標產物，在電泳、染色等作用下，利用紫外線照射的方式來查看擴增的DNA帶，并根據DNA帶的情況來鑒定DNA；⑤對需要檢測的DNA序列進行分析，需要檢驗物品中的DNA片段序列、PCR參數、引物以及退火溫度等。

2 PCR技術在轉基因食品中的應用

就現階段基因工程的發展情況來看，基因工程不僅促進了相關學科的發展，而且在許多食品檢驗領域中，也都起到十分重要的作用。從基因工程應用的技術方面來看，轉基因技術的應用能夠增強食品的口感，也能夠幫助農作物改善自身的生長機能，并使農作物向高產、優質的方向發展。雖然轉基因技術能夠為食品領域的發展提供更多的契機，但從轉基因食品的安全問題上來看，許多國家都比較重視這一問題，國際上的有些國家明確指出，轉基因食品中的轉基因物質如果超過了標準定量，就需要在食品標簽上詳細注明，并且還有些國家嚴禁出售轉基因食品。針對這一國際化問題，世界各國都在不斷尋求鑒定轉基因食品的方法，而PCR檢驗技術的誕生正適應了這種需求。

由于食品中各類物質含量較多，所以在對其成分進行分析時，會存在一定的復雜性。在檢驗的過程中，必須要考慮如何從物品中提取所需檢驗的DNA，還應該避免出現假陰性或者假陽性等結果的干擾，因此在利用PCR技術進行食品檢驗時，仍然存在較大的難度。在對檢測物品進行DNA提取時，如果該DNA發生降解，就有可能造成檢查結果的不準確，進而出現假陰性結果。針對這一情況，在檢查過程中可以使用RSSL來提取樣品中的DNA，這樣就能使DNA降解酶變性，進而避免在檢查結果中出現假陰性的情況。要想盡量減少出現假陰性結果的可能性，就需要保證檢驗的引物中含有與樣品DNA相對應的序列，并將其作為陽性對照的主要標準，如果在檢查結果中沒有這一標準的顯示，則樣品的DNA中就可能存在抑制PCR技術發揮擴增作用的物質。在判斷食品的轉基因性質時，必須保證3對引物所產生的結果都為陽性，這樣才能有效避免檢測中出現假陽性結果。

由于轉基因食品一般都會有具體的含量限制，所以在鑒別轉基因食品時，還需要對其中的含量進行測定。歐洲國家大約在20世紀90年代就利用內標來測定食品內的轉基因含量，并利用定量競爭PCR技術來測定不同的樣品，通過試驗可以得知，這種方法的準確率較高，可以用于轉基因食品的含量測定中。

3 利用PCR技術檢驗食品中的微生物

一般的食品在銷售之前都會經歷生產、運送等過程，這時食品很容易在微生物的影響下而變質。所以在食品檢驗中，必須要對食品中的微生物進行檢測。就普通的食品微生物監測手段來看，這些方法存在一定的復雜性，并且不能在較短的時間內判斷出結果，這就會導致檢測的延遲。在PCR技術產生并應用以后，人們將這項技術應用于食品檢測中，并在檢測食品微生物方面取得了顯著的效果。例如在啤酒制造業中，導致啤酒變質的主要微生物就是淀粉酵母，這種物質類似于啤酒酵母，利用常規的檢測方法需要幾天的檢測時間，而使用PCR技術進行食品檢測時，只需要30 h就能夠完成對啤酒中微生物的分辨。

在食品檢驗中，比較重要的項目就是對水體微生物的檢測，利用PCR技術能夠對對大腸桿菌和大腸菌群進行檢測，檢測的時間大約5 h～6 h，這比普通的檢測方法縮短了48 h左右。

食品中的成分種類較多，在檢驗的過程中，還可以利用其他方法進行輔助檢驗，例如在對食品中的單核細胞增生李斯特菌進行分離時，需要使用復合因子血清的多克隆抗體包被磁性球，并結合PCR技術來對食品中的李斯特菌進行檢測。在研究食品中肉毒桿菌問題時，有關專家根據肉毒神經毒素的基因序列來研制引物，進而在短時間內擴增毒素的基因，最終可以得出食品中肉毒桿菌的存在情況。

4 PCR技術在判定食品原料種類上的應用

對于同一物種來說，由于其種類不同，所以各類物種之間的價格也存在較大的差異。要想實現對商品種類的判定，避免出現質量與價格不符的情況，就需要對商家的產品進行檢驗，以證明其產品與標簽中原料標識的一致性，這種檢驗方式大多用于國際貿易往來中。要想保護世界上稀有的物種，避免有些唯利是圖的商家利用這些動物來獲取暴利，就應該對一些存在危害保護動物問題的產品進行原料種類的鑒定。

對于一般的食品原料來說，通過對其外在特點的分析，就能夠做出判斷。但從加工食品的角度來看，特別是已經通過熱處理之后的食品，更不容易判斷食品原料的種類，這時，就需要通過其他的檢驗手段來確定食品原料的種類。從魚、肉等產品的了解可以得知，這類產品的檢驗大多通過PCR技術來完成。有關專家在在鑒定罐裝金槍魚時，研究了一種比較科學的鑒定方法，對于這類通過熱加工而產生的魚、肉類產品來說，一般都會造成其內部的DNA降解，在鑒定過程中，只能夠檢測到100 bp的片段，這就嚴重影響到鑒定工作的開展。所以在鑒定時，一般會使用PCR技術，利用細胞色素b基因的短片段進行基因擴增，這樣就能在短時間內得到準確的鑒定結果。

有關專家還利用PCR技術對牛、雞、羊、豬、馬等肉類中提出了DNA樣本，并利用引物來進行PCR擴增，在經歷了35個循環擴增階段以后，分別從這些擴增物中提取了DNA片段，以及相關反應，并以此為根據來判斷肉的種類。研究人員利用擴增DNA的技術對26種肉類樣品進行了科學評價，這種技術是在不了解DNA序列的前提下，利用10堿基對的引物來進行的DNA反應，最后根據PCR產物來做好分析。由于肉類自身擁有獨特的RAPD指紋，所以在分析的過程中可以通過這種指紋來判斷具體的種類。PCR技術除了應用于食品領域以外，還在病菌方面的檢測中發揮了重要作用，這些案例都能體現出PCR技術靈敏度及準確度高、特性強等特點。

5 結語

隨著人們對食品關注度的提高，PCR技術也已經成為食品檢驗中必不可少的技術，在這項技術發展的過程中，其技術方式也在不斷完善，這種方法所具有優勢和特點也被人們所熟知。在PCR技術不斷完善的過程中，其作用也會越來越明顯，并且能夠為各個領域的檢驗工作提供更多的便利條件。

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Probe into the application ofPCR technology in food inspection

SUXiao-yu*ZHANGYing
（Qingdaotestingand research center ofproduct quality，ShangdongQingdao266000，China）

PCR technology belongs to free bacteria cloning technique,which is also known for its unique advantages occupya vast market share.The basic principle ofPCR was summarized in this paper.The PCR applications in GMfood identification，microorganisminspection in food，materials identification were probed.

PCR technology；food；inspection

TS207

A

1673-6044（2014）01-0062-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.01.020

*蘇曉鈺，女，1982年出生，2010年畢業于黑龍江大學。

2013-11-12