基于PCR技術的食品微生物安全檢測方法研究

Research on Food Microbiological Safety Detection Method Based on PCR Technology

GAO Gengqu

(Food and Chemical Engineering Department， Henan Quality Institute，Pingdingshan 467ooo， China)

Abstract: Carrying out food microbial testing is not only conducive to reducing the occurrence of fod safety incidents，but also improving product quality and promoting the sustainable development of the fod industry. As an efcient and sensitive molecular biologydetection method，polymerase chain reaction (PCR) has the advantages of strong specificity，rapid detection and simple operation.Based on the application status of PCR technologyin food microbial safety detection，this paper studiesthe application strategyofPCR technology in food safety detection. It is concluded that the application of PCR technology in food microbial safety detection still has some problems， such as complex sample processing，relatively insufficient primer and probe design，and relatively single detection technology type.Based on this，strategies such as optimizing sample processing methods，strengthening primer and probe design，and optimizing detection technology wereproposed，inorder to providetheoreticalsupport forensuring food microbial safety.

Keywords: polymerase chain reaction (PCR); food microbiological safety testing; foodborne pathogens; food safety

隨著人們生活水平的提升，食品安全成為社會各界關注的焦點。開展食品微生物安全檢測，能夠有效控制食品安全風險，最大限度地減少食品安全事件的發生[]。傳統食品微生物檢測方法如培養法、生化鑒定法等，雖然能在一定程度上滿足檢測需求，但存在檢測周期長、靈敏度低等問題[2]，不利于食品安全快速預警和有效防范。因此，尋找快速、準確的食品微生物安全檢測方法已成為食品安全領域急需解決的問題。核酸體外擴增技術，如聚合酶鏈式反應（PolymeraseChainReaction，PCR）具有靈敏度高、特異性強等優點[3]，能夠通過特異性引物擴增目標微生物的特定基因片段，實現對食品中致病菌的快速、全面、準確檢測，為保障食品安全提供有力的技術支撐?；诖耍疚脑跍蚀_把握PCR技術基本原理的基礎上，對其在食品微生物安全檢測中的應用現狀展開分析，并探索其在食品安全檢測中的應用策略，以期為食品微生物的快速檢測提供有效手段。

1開展食品微生物安全檢測的重要性

（1）保障公眾健康，減少食品安全事件發生。開展食品中的致病菌、病毒、寄生蟲等有害微生物安全檢測，可以及時發現被污染食品，防止其進入市場，從而避免因食用受污染的食品而引發食物中毒，進一步保障公眾的身體健康和生命安全[4。同時，開展食品微生物安全檢測可以及時發現食品中存在的傳染病病原體，有助于相關部門及時了解各類傳染病在食品中的傳播情況和流行趨勢，為傳染病的防控提供科學依據，有效減少食品安全事件發生。

（2）提高產品質量，推動食品行業可持續發展。① 食品微生物安全檢測可以為食品生產企業提供科學依據和技術支持，幫助企業優化生產工藝，提高產品質量[5]，促進食品行業可持續發展。 ② 食品微生物安全檢測要求企業建立完善健全的質量管理體系和衛生管理制度，促使企業全方位加強對食品生產經營全過程的質量把控和管理。這有助于促進企業規范生產，提高其管理水平和生產技術水平，在保證食品質量和安全的同時，有效推動食品行業可持續發展。

2PCR技術概述

2.1 基本原理

PCR技術作為一種在分子生物學領域中廣泛應用的重要手段，主要用于在體外對特定的DNA片段進行擴增[。其基本原理包括變性、退火、延伸3個關鍵步驟，并通過循環這些步驟來實現DNA片段的指數級擴增。

2.2 優勢

（1）特異性強。在PCR反應中，精心設計的特異性引物能夠精準地與目標微生物的DNA特定序列互補結合，可有效避免非目標微生物的干擾，從而實現對目標微生物的特異性擴增和檢測[7。由于引物與目標DNA序列的高度特異性匹配，PCR技術在檢測過程中很少出現與非目標微生物的交叉反應，大大提高了檢測結果的準確性和可靠性，可實現對病原微生物的高度特異性識別。

（2）檢測迅速。在食品樣本檢測過程中，培養法等傳統的微生物檢測方法往往需要數天甚至數周才能得出結果。而PCR技術憑借快速擴增的能力，可以對多個樣本進行平行檢測，迅速篩選出可能存在微生物污染的樣本，有效縮短了檢測時間，提高了檢測效率[8]

（3）操作簡便。與傳統的微生物培養和鑒定方法相比，PCR技術無須經過分離培養過程，只需按照儀器的操作說明將樣本和試劑加人反應體系，設置反應參數，儀器即可自動完成PCR反應的各個步驟。這不僅簡化了實驗步驟，還易于操作[，縮短了檢測周期，可避免人為因素的干擾，確保檢測結果的穩定性和可靠性，為食品微生物安全檢測提供堅實基礎。

3 應用現狀

3.1樣本處理較為復雜

① 前處理步驟煩瑣。為保證檢測結果的準確性，食品樣本需經過嚴格的前處理過程以提取高質量核酸。此過程涵蓋粉碎、勻漿、離心、過濾以及核酸提取等多個步驟，操作繁雜，不僅耗費大量時間和人力，還容易增加被污染的風險，干擾檢測結果。 ② 食品基質的干擾。食品中富含蛋白質、脂肪、多糖等多種物質，成分相對復雜。這些樣本基質會對核酸提取和PCR擴增產生抑制作用，降低擴增效率，導致檢測結果不準確。

3.2 引物與探針設計不夠合理

引物與探針是PCR技術的關鍵要素，其設計的合理性直接影響檢測結果的準確性和特異性。然而，目前關于引物與探針的設計還存在不不合理的地方，難以覆蓋所有可能污染食品的微生物種類，對于一些新型或罕見的食源性病原菌，缺乏有效的引物設計方案，導致某些罕見微生物難以被準確檢測出來，影響檢測結果。同時，當設計的引物與非目標微生物的基因序列存在一定的相似性時，可能發生交叉反應，造成假陽性結果，使得檢測結果無法準確反映食品中微生物的實際情況。

3.3檢測技術類型較為單一

在食品微生物安全檢測領域，PCR技術憑借其快速、靈敏的特性，成為目前常用的檢測手段之一，在一定程度上能夠滿足檢測需求。但其對于未知序列或新出現的微生物可能無法進行檢測，導致檢測結果出現偏差，無法全面反映食品安全狀況。同時，單一的檢測技術難以實現對食品中微生物的全方位分析，無法同時滿足微生物種類、數量、活性以及耐藥性等多維度信息的檢測需求，一定程度上影響了檢測效率和準確性。

4應用策略

4.1優化樣本處理方法

① 改進核酸提取方法。檢測部門需選擇合適的核酸提取試劑盒或方法，針對不同食品基質和微生物類型進行優化。 ② 優化自動化樣本處理系統。檢測部門應進一步完善自動化樣本處理設備，使其能夠根據不同的食品樣本和檢測目標，自動調整處理參數，以此實現樣本處理的標準化和規范化，不斷提高PCR技術在食品微生物安全檢測中的應用效果。

4.2 加強引物與探針設計

① 應選擇高度保守且特異性強的區域設計引物和探針，并利用生物信息學工具，對目標微生物的基因組序列進行分析。與此同時，相關人員還需通過對引物和探針進行BLAST（BasicLocalAlignmentSearchTool）比對，確保其與其他非目標微生物序列無明顯同源性，減少非特異性擴增。 ② 針對多種常見的食源性致病性微生物，設計多重PCR引物和探針組合，實現一次反應同時檢測多個目標微生物，提高檢測效率，降低成本，并在設計時，通過優化引物和探針的濃度、退火溫度等參數，確保各對引物和探針之間無相互干擾。

4.3 改進檢測技術

① 結合多種分子生物學技術。應將PCR技術與酶聯免疫吸附測定（Enzyme-LinkedImmunoSorbentAssay，ELISA）相結合，充分利用PCR的擴增能力和ELISA的特異性對食品微生物進行安全檢測，以此彌補PCR技術對未知序列檢測的不足，實現對食品微生物的全面精準檢測，進而保障食品安全。 ② 選用高精度PCR儀并優化實驗參數。檢測部門要使用高精度的PCR儀，確保溫度控制的準確性和穩定性，同時對退火溫度、延伸時間等參數進行梯度優化，通過實驗確定各引物的最佳退火溫度，提升引物與模板之間的特異性結合效率，最大限度地減少非特異性擴增現象，進而提高檢測結果的可靠性與準確性。

5結語

相比于傳統微生物安全檢測方法，PCR技術具有靈敏度高、特異性強、操作簡便等優點，在食品微生物安全檢測中應用廣泛。在實際應用中，采取優化樣本處理、加強引物與探針設計、改進檢測技術及強化質量控制的應用策略，能夠進一步提升PCR技術的準確性和可靠性。未來，相關人員還需針對PCR技術展開深人研究，結合新興分子生物學技術、生物信息學以及先進的儀器設備，不斷創新和優化食品微生物安全檢測方法，為全方位守護公眾的飲食健康，助力食品行業可持續發展提供技術支撐。

參考文獻

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