PCR技術及其在食品微生物檢測中的應用初探

唐婧媛 遼東學院醫學院

PCR技術主要是利用聚合酶鏈反應的方式，這是一項技術是在DNA的基礎上進行片段進行擴增的一種方式，對于這項技術的發明最早是由美國學者開發出來，并且這項技術其本身被廣泛地運用到微生物領域的檢測工作之中，這項技術能大大縮短檢測的時間，并且檢測效率較高。再加上這項技術其本身是對一些具有致病的微生物進行檢測。隨著人們對食品微生物檢測工作的深入了解，因此，在食品微生物檢測過程中所花費的精力具有一定的現實意義和作用。

一、PCR檢測技術主要原理分析

對于PCR技術在進行食品微生物檢測過程當中的原理可以理解為，通過低溫退火、高溫變形以及中溫延伸等三個不同的環節進行反復的操作，從而檢測微生物核酸序列，通過利用核酸分子序列，從而完成復制以及擴增的最終目的。首先，通過具體分析PCR技術的應用原理，主要是根據不同溫度來整合不同的信息，也就是高溫變形被檢測食品微生物一直處于雙鏈狀態的DNA序列，并且要處于94攝氏度的狀態下產生變性，再成功的解鏈，在以雙鏈形式存在的方式。其次，關于低溫退火主要是處于55攝氏度下，被檢測為生物特異性物跟單鏈狀態下的DNA進行融合。最后，中溫延伸，是物質處于72攝氏度下，需要將被檢測微生物引物的引導延伸為條件進行有效的復制，從而檢測微生物的DNA序列。通過綜合以上三點并進行反復的操作，最終獲取到足量杯檢測微生物的DNA序列，最終達到了PCR技術檢測的最終要求。

二、PCR技術在食品微生物檢測中的應用優勢

自古以來，人們更加信仰的是民以食為天，食物乃是人類生命繼續和延伸的物質基礎，食品安全則與人們的身體健康緊密聯系。我國是一個幅員遼闊、人口眾多的大國家。對于食品的需求相比較其他國家而言是遠遠超出的，因此，人們對于食品安全問題越發的關注，不僅是成為影響我國社會穩定和市場發展的基礎物質，也是構建對外貿易關系的關鍵，在塑造我國國際形象方面，發揮著不可替代的作用。為此，食品安全對于我國發展可持續戰略與我國國民身體體質有著直接的聯系。當前，我國食品行業發展越來越快速，在食品微生物檢測的過程中要求越來越嚴格，所檢測的生物數量也在不斷的增加，然而，有些企業過于重視自身的間接效益，而忽視了微生物檢測管理的工作，因此，食物污染成為影響我國社會穩定以及對國民身體健康造成危害的重要因素。及早做好食品微生物污染源的控制工作是非常重要關鍵的，PCR技術應用于食品檢測當中，具有非常重要的意義和作用，據相關調查可知，這項技術已經取得了較為滿意的研究效果，在食品檢測工作當中發揮著非常重要的作用。

（一）方便快捷

在傳統的自動化檢測工作當中，所需要花費的時間較長，同時操作的難度系數較高，這將直接影響了檢測工作的效率。在進行食品微生物檢測工作過程中其所涉及的工作面較廣，比如說微生物生長的應用，培養基微生物生長溫度以及微生物生長環境的PH值等具有不同類型并且花費時間、人力以及物力，并且在這個工作過程中，效率難以保證，應用的效果十分有限。比如說PCR技術的運用，這項技術主要的特點是相比較傳統自動化技術而言，操作會形成鮮明的對比特點，因此只需要PCR人機一體化便能控制所有的檢測程序，同時，對于便捷性的檢測而言，能大大地提升檢測的效率，同時推動現代化的食品檢測工作效率的提升。

（二）檢測有效性高

在使用傳統的檢測技術條件下，對于微生物檢測工作需要五天左右，甚至可能要達到一周以上，由于檢測時間太長，往往會使得食品已經投入到市場流通環節，那么，檢測結果還沒有出來的情況，這也充分體現了傳統自動化檢測過程非常費時間的弊端，對于我國食品行業的實際情況而言會造成滯后的影響效果，最終影響我國社會的經濟發展和社會的穩定，然而，在高自動化檢測技術的條件下，能夠有效地規避時間這一弊端，相比較而言，它能在短時間之內就得出最終的檢測結果，時間一般是在幾個小時，最長不會超過一天。高自動化檢測技術PCR對于我國食品行業的發展而言具有非常重要的意義[1]。

（三）準確率極高

隨著經濟時代的到來，食品的種類以及數量日益增多，對于傳統的自動化檢測工作而言，食品檢測中的微生物就會更加的困難，特別是要全面的辨別食品微生物的種類這一方面，這一難題在短時間內是無法攻克的，因此，在檢測過程當中，不僅檢測不出，同時還難以培養，這種方式不利于食品安全的檢測工作的開展。然而，通過運用高自動化檢測技術PCR的方式能夠有效的規避這一類的問題，在這一類高自動化檢測技術之下，能夠提升食品安全微生物的檢測類型，為食品生產監督提供更多有效的數據，同時，為我國食品安全發展奠定良好的基礎，真正實現利國利民這一宿愿[2]。

（四）具有寬廣的市場

PCR技術是當前自動化技術當中較高的技術，相比較傳統檢測技術而言，具有較高的使用價值。對于食品行業而言，其生產者還是從事者都要不斷地提升檢測的工作量。在開展回顧性的檢測分析工作中，傳統的檢測技術分析都是比較落后的方式，這成為影響我國食品發展的重要因素，并且難以真正地保證我國食品行業的協同發展，同時，對國民身體安全也帶來直接性的影響。隨著食品行業以及經濟的快速發展，PCR的出臺是我國技術發展的重要成果，也是充分體現我國科研發展的進步，并且成為我國食品安全保障的重要方式，為此，在市場上有很大的發展空間[3]。

三、食品微生物幾種檢測方法

（一）常規PCR檢測

在進行常規的PCR檢測過程當中，使用的主要原理是相對簡單的，就是根據DNA模板以及相應引物的混合物適當的添加聚合酶再進行催化作用之后，對DNA片段進行擴增的方式，主要依賴于DNA模板來進行完成，但是在這過程當中，這個過程是需要經歷不同的階段，對于每個檢測周期都會產生更多的DNA片段，可以作為循環的主要模板，由此可見，對于每個檢測的周期都會出現不同的DNA片段，那么直接可以作為循環的模板，由此可知，聚合酶鏈反應的產物在不斷的增加。早在20年前，研究人員就利用沙門氏菌相應基因來進行引物設計，在這個研究過程當中，采用PCR技術來開展的。在檢測試驗過程當中可以發現，檢測能夠對多種菌類進行，并且最終的檢測率高達了99.6%，由此可知，PCR檢測方式是非常高效化[4]。

（二）多重PCR檢測

對于多重PCR檢測方式與常規的檢測方式之間有一定的相似性的特點，其不同的是會出現在不同的反應體系之中，那么需要添加更多的引物，那么混合物當中也會呈現出互補關系的引物，在這個反應體系中會增設具有不同類型的DNA片段。對于這種檢測方式的優勢，這個過程在保證常規的檢測方式的基礎上的優勢外，同時也能更好地減少檢測過程中的步驟，從而達到提升檢測的效果。除此之外，采用多重PCR檢測方式，就能實現對多個基因組開展深入檢測的方式，但是這種檢測方式基本說也會存在一些不足之處，需要從客觀的角度來分析這 一問題，其中包括檢測效率是非常低的方式，也是需要進行改善和升級的。對不同的學者和專家，在這一檢測過程的深入研究和應用過程當中，其中，對于典型的大腸內細菌和沙門氏菌等，其最終的研究結果顯示，檢出率的概率達到了65%，充分說明這種檢測方式具有可行性的特點[5]。

（三）RT-PCR

逆轉錄聚合酶鏈反應又稱之為RT-PCR技術，其主要的原理是對細胞當中的RNA進行有效的提取，在這個基礎上對其模板獲取更多，最終實現PCR的擴增。對基因進行有效的表達，然而，在開展實際的檢測過程當中，可以發現，這樣的檢測方式其靈敏度能夠大大的提升，甚至能夠提升多個數量級，使得RNA樣品的工作分析更加的明確和準確。有研究員對RT-PCR這種檢測方式進行研究，主要以河流當中的樣品和動物的糞便作為本次的研究對象，最終的結果顯示DNA和RNA之間的菌體有一定的差異，為此，對于兩種噬菌體也會有一定的差別，在對菌體進行檢測過程當中，菌體的陽性和陰性是相對比較容易區分，由此可見，在微生物檢測過程當中，使用這種方式能夠充分的發揮其自身的優點和作用[6]。

由此可知，PCR檢測技術能夠快速特異擴增任何期望的DNA基因，因此，在食品微生物檢測領域有很大的市場，但是在實際操作過程中，也有一定的缺陷，比如說引物之間的抑制或者是引物和其他模板間的非特異性結合，導致出現假陽性，如果實驗條件不得當，會導致產物產生突變，那么，引物設計以及靶序列選擇不當，可能會降低特異性和靈敏度，相信隨著PCR技術的改進和發展以及改進技術在食品、微生物檢測領域有更為寬廣的運用，因此，必須將食品微生物檢測技術帶領進入一個新階段。