DNA條形碼技術在食品真偽鑒定中的應用研究

Research on the Application of DNA Barcoding Technology in Food Authenticity Identification

LI Xiaoyue （Yunnan Sanzheng Testing Technology Co.，Ltd.， Kunming 650106， China）

Abstract： This paper elaborates on the specific application scenarios of DNA barcoding technology in the authenticityidentificationofdiferent foodcategories suchas meat，aquatic products，fruits，vegetables and processed products.It analyzes the core challnges faced by the current technology promotion，including detection costs， standard systems and talent reserves，and puts forward targeted solutions，aiming to provide theoretical reference for promoting the standardized application of this technology in the food field.

Keywords： DNA barcoding technology; food authenticity identification; food safety

食品摻假、以次充好等亂象嚴重威脅消費者的身體健康與市場公平，傳統理化檢測方法在物種鑒別和加工食品溯源中存在局限性。DNA條形碼技術通過比對特定基因序列能夠精準識別物種，為食品真偽鑒定提供新思路。本文聚焦該技術在食品領域的應用、挑戰及對策，以期為技術優化和行業監管提供參考。

1DNA條形碼技術在不同食品真偽鑒定中的應用

1.1肉類食品真偽鑒定

DNA條形碼技術在肉類食品真偽鑒定中展現出顯著的技術優勢，尤其在應對復雜加工條件下物種成分的精準鑒別方面具有不可替代性[]。肉類摻假問題普遍存在于混合肉制品或深加工產品中，傳統方法難以區分高度相似的動物源性成分，而DNA條形碼技術通過提取并擴增樣本中穩定的線粒體COI基因片段，能夠有效識別不同物種的特異性序列差異[2]。針對市場上常見的牛羊肉摻假現象，該技術可快速甄別出豬肉、鴨肉等低價肉類的非法添加，甚至可追溯至特定地理種群或品種，為打擊以次充好的商業欺詐行為提供科學依據[3]。

1.2水產品真偽鑒定

水產品因其種類繁多且形態特征易在加工過程中發生變化，成為食品真偽鑒定的重點對象。DNA條形碼技術通過比對魚類、貝類等水產品的特定基因序列，可準確識別冷凍、腌制或罐裝制品的真實物種組成。在魚類制品檢測中，DNA條形碼技術通常選取細胞色素氧化酶亞基I基因作為標準條形碼，有效區分外形相近但經濟價值差異顯著的物種，如將高價鱈魚與低價油魚進行鑒別，避免消費者因錯誤標識遭受經濟損失[4]。在貝類制品檢測中，該技術能夠突破傳統方法對完整殼體形態的依賴，通過分析COI基因、16SrRNA基因等線粒體標記，即使樣本經過去殼、切碎或調味處理，仍可精準判定牡蠣、扇貝等軟體動物的種屬信息。對于魚糜、魚丸等深加工水產品，通過添加蛋白酶K和離液鹽等方法優化DNA提取流程，DNA條形碼技術可有效克服加工過程中核酸片段斷裂、抑制劑殘留等技術難點，實現復雜基質中目標物種的穩定檢出[5]。此外，該技術在水產養殖品與野生捕撈產品的溯源區分方面也具有潛在應用價值，為規范市場秩序和生態資源保護提供雙重支撐[。

1.3果蔬及加工制品真偽鑒定

果蔬及其加工制品的真偽鑒定長期面臨原料形態破壞、成分混合度高以及加工工藝干擾等挑戰。DNA條形碼技術通過分子層面的物種特異性識別，為果蔬及加工制品的真偽鑒定提供了創新解決方案。在鮮果蔬菜領域，該技術可精準鑒別外觀相似但品種差異顯著的經濟作物，區分不同產地的蘋果品種。針對果汁、果醬等加工制品，DNA條形碼技術能夠有效檢測摻假行為，如通過檢測柑橘類飲品中是否摻入廉價柚類成分，或識別聲稱純天然的混合果汁中隱藏的合成添加劑來源[。在橄欖油、香料粉末等深加工產品的原料瀕源中，DNA條形碼技術可突破傳統理化分析對特征成分的依賴，直接通過植物細胞殘留的DNA片段判定原料的真實物種，如鑒別特級初榨橄欖油中是否摻雜低質油橄欖品種[8]

2食品真偽鑒定中應用DNA條形碼技術面臨的挑戰

2.1檢測成本較高，普及推廣難度大

DNA條形碼技術在食品真偽鑒定中的廣泛應用受到檢測成本的制約。技術實施需依賴高精度測序設備、專用試劑及配套分析軟件，其初期投入與日常維護費用給中小型食品企業及基層檢測機構帶來沉重的經濟負擔。以高通量測序為例，單次檢測涉及的樣本制備、基因擴增及序列分析環節均需消耗大量耗材，而針對復雜加工食品的檢測還需額外增加DNA純化與富集等步驟，進一步增加成本[。此外，技術推廣過程中的人員培訓與實驗室認證等隱性支出也不容忽視。在資源有限的地區，檢測機構往往因成本壓力被迫縮減檢測頻次或降低樣本覆蓋率，導致長期存在監管盲區。對于市場價格敏感的低附加值食品而言，高昂的檢測成本與產品利潤之間的不平衡也進一步削弱了企業主動采用該技術的意愿，使得技術普及陷入“需求迫切但應用受限”的困境。

2.2相關檢測標準有待進一步完善統一

當前DNA條形碼技術在食品真偽鑒定領域的標準化進程滯后于技術發展，嚴重制約檢測結果的權威性與可比性。不同國家或行業組織針對同一類食品采用的基因標記片段存在差異，部分標準推薦使用COI基因，而另一些則主張ITS或rbcL序列作為核心條形碼，這種差異直接導致跨區域檢測報告互認困難[10]。此外，參考數據庫的覆蓋度與更新頻率不足問題突出，許多區域性特色物種或新鑒定的雜交品種缺乏標準序列數據，致使檢測結果出現“假陰性”風險。在加工食品檢測中，DNA降解程度與檢測限閾值缺乏統一界定標準，不同實驗室對同一樣本可能得出矛盾結論。此外，現有標準對新興食品形態，如植物基合成肉、細胞培養水產等創新產品的適應性不足，標準體系更新滯后無法匹配食品工業快速迭代的需求，嚴重削弱技術應用的時效性與前瞻性。

2.3 檢測人員專業知識和能力要求高

DNA條形碼技術的全流程實施高度依賴檢測人員的專業化水平，這對技術推廣形成顯著人才壁壘。從樣本采集環節開始，需嚴格避免外源DNA污染或目標核酸降解，操作者必須熟練掌握不同食品基質的預處理方法，如針對高脂肪肉類或高溫滅菌果汁的差異化DNA提取策略。在基因擴增階段，引物設計優化與聚合酶鏈式反應（PolymeraseChainReaction，PCR）條件調控需要扎實的分子生物學理論基礎，以避免非特異性擴增或引物二聚體干擾。數據解析環節則要求人員具備生物信息學分析能力，能準確比對公共數據庫并排除近緣物種的序列相似性干擾。然而，當前食品檢測領域從業者多集中于傳統理化分析方向，兼具分子檢測技能與食品科學背景的復合型人才嚴重短缺。部分機構因人員操作失誤導致的假陽性或假陰性結果，不僅降低了檢測機構的公信力，還可能引發法律糾紛。此外，技術更新速度與人員繼續教育機制不匹配的問題日益凸顯，許多地區檢測機構仍沿用陳舊的實驗方案，難以適應快速迭代的檢測需求。

3解決食品真偽鑒定中DNA條形碼技術應用挑戰的建議

3.1加強檢測技術創新研發，降低技術應用門檻

推動DNA條形碼技術在食品真偽鑒定中的廣泛應用，急需通過技術創新破解成本與效率的制約。① 優先研發模塊化集成檢測系統，將核酸提取、擴增、測序及數據分析功能整合至單一設備平臺，通過自動化操作減少人工干預與設備占地面積，同時縮短檢測周期以提升單位時間樣本處理量。 ② 針對高油脂、高溫加工等復雜食品基質，開發新型磁珠吸附法或微流控芯片技術，利用表面修飾材料增強對降解DNA片段的捕獲效率，降低試劑消耗并提升低濃度樣本檢出率[11-12]。 ③ 構建區域性技術共享網絡，聯合高校、科研院所與第三方檢測機構建立公共實驗平臺，通過設備租賃、技術外包等形式降低中小企業的初期投入成本。 ④ 探索基于便攜式恒溫擴增裝置的現場快速檢測模式，結合智能手機圖像識別技術實現即時結果判讀，為基層市場監管部門提供經濟可行的移動解決方案。 ⑤ 推進人工智能算法在序列比對環節的應用，訓練深度學習模型識別近緣物種的細微序列差異，減少對高精度測序設備的依賴，逐步形成適用于不同應用場景的技術梯度體系。

3.2進一步完善并動態更新檢測技術全流程標準

提升DNA條形碼技術應用的規范性與普適性，需建立全鏈條標準化體系。 ① 由國家級標準化機構牽頭，聯合食品科學、分子生物學及法律領域專家，制定覆蓋樣本采集、DNA提取、序列分析與結果判讀的標準化操作指南，明確不同食品類別的最優基因標記選擇原則。 ② 構建開放式參考數據庫動態更新機制，定期納入新發現物種、人工選育品種及跨境貿易常見物種的基因序列，并通過區塊鏈技術實現數據溯源與全球共享。 ③ 針對深加工食品設立分級檢測標準，依據DNA降解程度設定差異化的檢測限閥值，并建立加工工藝與DNA穩定性關聯模型以指導標準修訂[13]。 ④ 強化國際標準協同，通過參與國際食品法典委員會等組織推動檢測方法互認，減少技術壁壘對跨境食品貿易的制約。

3.3定期組織專業技能培訓，組建專業人才隊伍

破解人才短缺困境需構建多層次人才培養與能力提升機制。 ① 聯合高校與檢測機構開設食品分子檢測技術專項課程，將DNA條形碼技術理論、實驗操作及數據分析納入食品科學與生物技術專業核心培養體系。 ② 依托國家級重點實驗室設立技術培訓中心，分層次開展檢測人員技能提升計劃。針對基層操作人員設計標準化操作模擬訓練系統，利用虛擬現實技術還原復雜樣本的處理場景；面向高級技術人員開設引物設計優化、種屬進化樹構建等進階課程。 ③ 建立行業資格認證制度，通過定期考核與繼續教育學分制確保從業人員知識體系與技術水平的同步更新。 ④ 實施人才梯度引進計劃，對掌握跨學科技能的復合型人才提供專項補貼與職業發展通道，同時通過國際學術交流引入先進技術經驗，逐步打造兼具科研創新與產業服務能力的專業檢測團隊。

4結語

綜上所述，DNA條形碼技術在肉類、水產品、果蔬及加工制品等各類食品的真偽鑒定中展現出顯著成效，能精準判別食品來源、追蹤流通路徑以及鑒定加工制品成分。然而，該技術在實際應用中面臨檢測成本高、標準不完善以及對檢測人員專業要求高的挑戰。通過加強檢測技術創新研發、完善并動態更新檢測標準以及定期組織專業技能培訓等舉措，有望突破這些障礙。展望未來，隨著技術的持續優化與推廣，DNA條形碼技術將在保障食品安全、維護市場穩定方面發揮更為關鍵的作用，為食品行業的健康發展保駕護航。

參考文獻

[1]朱秀敏，王彩君.DNA條形碼技術在牛肉及其制品鑒別中的應用[J].邢臺學院學報，2017，32（2）：180-182.

[2]勵炯，江海，吳瓊，等.基于COI序列的DNA微條形碼技術鑒別熟肉制品中11種肉摻假的研究[J].食品工業科技，2021，42（2）：99-104.

[3]劉昊，陳淑賢.DNA宏條形碼技術成為肉類成分鑒定的新方法[J].湖南農業，2022（7）：50-51.

[4]黃曼虹，熊雄，袁方穎，等.微型DNA條形碼在水產類物種摻假檢測中的應用[J]生物加工過程，2021，19（3）：337-344.

[5]黃玉，王正亮，潘海波，等.基于DNA檢測的動物性水產品鑒偽技術研究進展[J].水產科學，2021，40（6）：934-942.

[6]余海軍，王茜.DNA條形碼在水生動物物種鑒定中的應用[J].安徽農業科學，2021，49（16）：1-3.

[7]趙玲，張娟，蘇健裕.分子生物技術在果汁鑒偽中應用的研究現狀[J].中國釀造，2020，39（11）：16-20.

[8]張欣，于瑞祥，方曉明，等.橄欖油摻假檢測技術的研究進展[J].中國油脂，2013，38（3）：67-71.

[9]牛家樂，費鑫楊，傅寅旭，等.DNA條形碼技術在加工食品鑒定中的應用[J].山東化工，2019，48（10）：61-64.

[10]邢冉冉，吳亞君，陳穎.宏條形碼技術在食品物種鑒定中的應用及展望[J].食品科學，2018，39（13）：280-288.

[11]徐毅，鐘鵬，趙崗，等.食品真實性鑒別技術研究進展[J].河南工業大學學報（自然科學版），2021，42（3）：108-119.

[12]甘永琦，盧曼曼，賴青鳥，等.高通量測序技術在肉類摻假檢測中的應用進展[J].生物工程學報，2022，38（2）：411-426.

[13]勵炯，吳瓊，江海，等.DNA條形碼技術在食用血制品摻雜成分鑒別中的應用[J].食品與機械，2023，39（5）：43-48.