PCR技術在食品工程中的應用

陳雙美

摘要：隨著經濟的高速發展，各種食品的消耗量呈不斷上升的趨勢，對食品質量的要求不斷提升。在當前食品的食用過程中，食品安全問題變得越來越突出。為了進一步提升食品檢測的準確性和效率，可以將PCR技術有效應用在各種食品工程當中。為此，筆者在本文中對PCR技術在食品工程中的應用進行了探討，希望對促進我國食品行業的發展起到有利的作用。

關鍵詞：PCR技術；食品工程；應用

1. 前言

PCR技術又被稱為聚合酶鏈反應，其屬于一種DNA外擴增長技術，其反應的針對性相對較強。該技術產生之后，在醫學、生命科學和農業科學當中的應用不斷增加。當前，PCR技術在食品工程中的應用得到了飛速的發展，并在轉基因工程應用中取得了較大的成功。PCR技術是從美國發展起來的，其具有快速復制擴增DNA專項技術的能力，在食品檢測中的應用不斷增加。

2. PCR技術的原理和特點

在PCR技術實際應用的過程中，其可以直接對特定的DNA進行復制，因此又被稱為基因外擴法。在實際基因擴增的過程中，需要以單鏈作為模板，并以人工合成的核糖核酸作為引物，在基因聚合酶的作用下，可以使其得到穩定的擴增。該技術的應用原理是建立在堿基配對原理之上的，并通過引物的應用，來實現堿基的互補配對，這樣就產生了一條新的DNA單體，并在一定的環境溫度作用下，其就可以變成一條單鏈，可以直接通過PCR技術來進行使用，從而形成新的DNA分子。通過反應的反復進行，就可以達到DNA擴增的目的，并能夠實現對任意DNA堿基的互補配對，具有較強的特異性，對外界的反應也相對比較敏感。

3. PCR技術在轉基因食品中的應用

轉基因食品又被稱為基因改性食品，其在實際制作的過程中使用了生物技術，可以直接將外源基因導入植物體內，從而有效改變生物的遺傳特性，使其成為表達多種產物的技術手段。通過轉基因技術制成的食品就是轉基因食品，可以在植物基因當中植入殺蟲、抗除草、抗旱等基因。然而，在該技術的使用過程中，基因能否有效表達出對人體的有害遺傳性狀或者物質，是人們所非常擔心的事情。

PCR技術在轉基因食品中的應用。該技術在對食品外源基因或者蛋白質的檢驗過程中，也可以取得非常好的檢驗效果。外源基因當中的目的基因就是食品開發研究中的重點。由于轉基因食物種類不同，其導入的外源基因就會存在比較大的差別。因此，如果單純依靠檢驗食物的基因來評價食品的安全程度，難度還相對比較高。因此，為了保證檢驗的實際效果，就需要盡量使用相同的啟動子和終止子，充分利用它們特異性強的特點，來讓檢驗工作變得更加快捷和準確。

4. PCR技術在微生物學中的應用

在PCR技術的應用過程中，實際是需要完成對微生物核苷酸的檢驗。通過PCR技術的高溫變形和低溫退火，讓微生物大量復制倍增。在傳統開展食品檢測工作的過程中，往往檢測步驟比較繁瑣，通常需要經過培養、觀察、生理反應、血清鑒定等過程，檢測方法應用難度相對較高。然而，通過對PCR技術的應用，整個檢測過程只需要幾個小時就可以完成，并完成對細菌保守DNA的復制，并通過離心沉淀、濾膜和過濾等方法來獲得細菌，最后可以直接使用電脈沖法和特異性核酸探針來對其擴增序列進行檢測。

單核細胞多性李斯特氏菌的檢測。單核細胞多性李斯特氏菌是一種非常重要的人畜共患致病菌，其在進入人體內之后，容易引起人和動物的腦膜炎、敗血癥，致病率非常高。這種細菌廣泛存在于動物和水產品當中，其可以通過食物鏈快速進行傳播。在過去對這種細菌的檢測過程中，需要采用克隆的方法培養3-4周，才能得到檢測結果。為了有效做到該細菌的檢驗工作，相關專家專門發明了針對該菌的PCR診斷方法，設計出有效的引物和探針序列，可以有效省去凝膠電泳在實際使用過程的繁瑣步驟，對環境的污染也相對較小。

腸毒素大腸桿菌的檢測。腸毒素大腸桿菌是一種嗜熱、嗜酸、好氧的細菌，其可以直接從濃縮蘋果汁當中得到，該細菌的活性相對較強，能夠有效經受巴氏殺菌而存活下來，對濃縮蘋果汁的品質有著非常直接的影響，很多國際上嚴重的果汁敗壞事件都是這些細菌所導致的。為了避免這些細菌對果汁的品質造成影響，國際上規定每10千克蘋果濃縮汁當中的耐熱細菌應該小于1，耐熱菌指標已經成為限制我國濃縮蘋果汁出口的重要障礙。在當前對該細菌的檢測過程中，通常會使用常規檢測法，其檢測耗時相對較長，通常需要5-6天才能出檢測結果。由于檢測結果的滯后性比較強，不能在指導生產的過程中，充分發揮自身的作用。通過對PCR技術的應用，可以讓微量的核酸在數小時之內擴增數百萬倍，只要能夠合理對引物進行選擇，就可以特異性地大量擴增到某一特定DNA片段的檢測水平。該技術通過特異性擴增耐熱菌的基因片段，能夠有效達到對細菌快速檢測的目的。

5. 該技術應用存在問題及未來發展展望

在該技術的應用過程中，可以快速特異地擴增到任何期望的DNA片段，因而在食品安全檢測當中，具有非常高的應用價值。但在該技術的實際應用過程中，也存在著不少的問題，如果存在少量外源性的DNA，就有可能會造成假陽性問題的出現。此外，如果實驗室條件不達標，也容易導致導物出現比較嚴重的突變問題，如果對引物設計和靶序列選擇不當，就容易導致靈敏度低和特異性低等問題的發生。盡管該技術在實際應用的過程中，還存在著不少的問題，但相信隨著時代的不斷發展，技術會越來越完善。

結語

隨著時代的不斷發展，對食品安全問題越來越重視，相關食品檢測技術研發的投入不斷增加，并取得了非常明顯的效果。為了更進一步做好該技術的應用，還需要在該技術的研發上投入更大的力氣，認真做好技術的創新優化工作，持續提升技術的應用效果。