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PCR技术在食品检测中的应用研究

2021-02-21赵军

中国食品 2021年1期
关键词:引物致病菌乳酸菌

赵军

伴随着经济社会的快速发展和生活水平的不断提升,人们对食品安全的关注程度也日益提高。为了最大程度的保证食品安全,监督检验部门的作用不可或缺,而利用更加先进的技术设备来做好食品安全检查也就成为食品安全监督检验部门的重要职责。其中,微生物检测是食品安全检测的重要内容,应用PCR技术对于提高食品安全检验能力和水平具有重要意义和作用。相对于传统微生物检测技术,PCR技术的优势非常明显,可以针对特定生物体外的特定DNA序列进行快速扩充,从而简化了检测流程,提高了检测效率。

一、PCR技术在食品检测中的应用流程

1.引物设计。引物设计的质量直接影响PCR的扩增特异性,而在微生物检测中,不管是致病菌检测还是非致病菌检测,都需要确保样本有足够的扩增特异性,如果这方面达不到要求,就很难保证PCR检测结果的质量。所以,将PCR应用于食品安全质量检测中,首先需要解决的就是引物设计。另外,食品的遗传背景分析也是非常重要的一个环节,引物设计受此影响比较明显,在引物设计之前,必须做好检测对象的遗传背景分析。这一点依赖于检测人员的知识与经验积累,一般情况下,检测人员对常见食品的遗传背景都非常了解,只有比较特殊的食品或者并非经常检测的食品,才需要特意了解其检测背景。

2.模板制备。在PCR技术当中,模板制备是一个非常重要的环节,其重要性主要体现在两个方面。一方面,检测食品样本的模板纯度与分子数的明确能使样本具备被测的条件,如果连这一条件都不具备,PCR就很难进行,也就无法将其应用于食品安全质量检测。另一方面,模板制备的质量会对检测结果产生影响,模板制备的过程中需要尽可能地将样本中存在的PCR抑制因子去掉,也要将DNA蛋白与有机溶剂移除,这样才能尽可能地提高模板制备的质量,为提高样本检测质量创造条件。

二、PCR技术在食品检测中的应用形式

1.PCR技术在食品致病菌检测中的应用。致病菌检测是食品检测的重要项目之一,传统的检测技术相对比较繁琐,要经过富集培养、分离培养等多个环节,检测时间也比较长,可能需要5天甚至更长时间,在一定程度上限制了食品监督检验机构的工作能力。PCR技术应用以后,检测的效率会明显提升,因为此种技术的使用环节比较少,1天之内就可以完成检测。在检测的过程中,先通过电泳法检测0.1mg的DNA中拷贝模板程序数量,再使用PCR扩增细菌中残留的保守rDNA片进行检测。与传统的检测方法相比,PCR技术不需要进行致病菌培养就可以完成检测,检测过程比较简单。具体检测程序如下:(1)富集细菌细胞,使用离心沉淀与滤膜过滤的方式,对检测食品样本中的细菌细胞进行分析。(2)裂变细胞,其目的是获得细胞中的DNA,并通过新获得的细菌细胞与DNA特异性序列,为致病菌检测做好准备。(3)使用电泳法和特异性核酸探针完成DNA序列的检测,确定细菌的种类和数量。

PCR技术早期主要用于沙门氏菌的检测,现已形成一套比较成熟的方案,并且经过实践验证,能够完全满足沙门氏菌的检测需要。在长期的实践中还形成了一些新的检测方法,比如多重化PCR检测技术、套式技术检验等,这些检验技术更加便捷,检验结果也更加可靠。另外,探针杂交有机技术等也日益成熟,在实践中发挥了非常重要的作用。伴随着技术的成熟与发展,PCR技术的应用范围也在不断拓展,除了沙门氏菌之外,金黄色葡萄球菌也可以采用此种方法进行检测,在检测的过程中主要将PCR技术与基因探针结合使用,检测结果也比较准确可靠。另外,利用PCR技术也可以检测金黄色葡萄球肠霉菌的SEB基因,能够满足食品安全检测的需要。

2.PCR技术在食品非致病菌检测中的应用。PCR技术不仅可以用于致病菌的检测,也可以用于食品当中的非致病菌检测,但是应用范围有一定的局限性,主要用于食品当中的乳酸菌检测。乳酸菌广泛分布于自然界当中,是一种具有较高生物化学价值的非致病菌类。从研究资料来看,大部分乳酸菌都是对人体有益的,但是也有一部分乳酸菌可能会对人体健康产生一定的危害。另外,乳酸菌对生长环境并没有太高的要求,即便是在真空环境下也可以长期生存。因此,在食品生产中,乳酸菌不仅可以作为一种添加剂来使用,也可以作為防腐材料来使用,可以显著降低食物的腐败率,提高食物的保质期。将PCR技术应用于食品当中的乳酸菌检测,需要掌握乳酸菌的产生规律,快速获取存储于乳酸菌当中的菌落信息,再通过引物设计检查乳酸菌的发酵过程,然后通过检测了解食品当中的乳酸菌类型以及保质期之内的腐败度。另外,现有的PCR技术在一些生物实验室当中也可以用于乳酸菌含量的检测,比如采用乳酸菌发酵的酸奶中所含有的乳酸菌含量的检测,从应用效果来看,能够比较准确地测定食品当中的乳酸菌含量。

三、在食品检测中应用PCR技术的注意事项

1.PCR模板制备的有效性。PCR模板制作是此种技术在食品安全检测过程中非常重要的一个环节,所制造的模板是否有效直接关系到食品安全检验结果。之所以要重视这一点,一个非常重要的原因是生活环境和食品当中存在着成千上万种PCR抑制因子,这些抑制因子如果存在于PCR模板当中,会影响DNA的提取以及蛋白质有机溶剂的去除过程,导致DNA的提取不完整或者是不能反映检测对象的实际致病菌和非致病菌的真实状况,导致一些致病菌和非致病菌无法检测出来,直接影响到检测结果的可靠性。

2.注意检测过程中的污染问题。在当前的食品安全质量检测过程中,监督检验机构都是通过采集样本进行检测的方式进行,如果样本在保存或者运输过程中被污染,即便是使用了很先进的技术,也无法反映其真实的质量安全状况。另外,在使用PCR技术进行检测的过程中,也可能出现样本或者是制备的模板被污染的情况。要想有效避免此类问题的出现,在使用PCR技术进行检测的过程中,既要注重操作过程中的无菌控制,又要根据检测工作的需要勤换枪头,确保在检测过程中不会出现交叉污染或者是样品被污染的情况,从而最大程度地保证检测结果的客观性和准确性。

3.要保证检测对象的生物活性。一些食品需要保持生物活性才能进行检测,比如核酸物质食品的微生物检测,只有保持生物活性才能提取到DNA的信息,并为PCR的扩增创造良好的条件,因为PCR技术在检测过程中是针对DNA进行检测的,而不是使用活细胞进行检测的。当然,是否保持生物活性会影响检测结果,却不会影响检测过程,并且此种技术本身也无法区分细胞的死活。但是检测对象无法保持生物活性,必然会对检测结果造成很大的影响。

总之,PCR是一种比较先进的检测技术,在微生物检测领域得到了比较广泛的应用,在食品安全质量检测方面也取得了不错的效果。从搜集到的资料来看,伴随着技术的发展,PCR检测技术不断成熟,应用范围也不断拓展。国内的食品监督检验机构在应用PCR技术进行食品微生物检测时,要不断探索新的检测技术,进一步拓展应用领域,使其在食品安全质量检测中发挥更大的作用。

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