PCR技术在食品检验中的应用

发布时间:2022-05-06
  食品行业与我们的生活息息相关,食品起到了维持我们体内日常所需的养分、维生素、脂肪、热量等物质平衡的作用,因此食品甚至可以说是人体构成中不可或缺的一部分,所以食品行业的重要性就不言而喻。但是因技术有限,食品在其生产、运输、销售的各环节难免会受到一定程度的污染,这是难以避免的。因此就需要有一门相关的技术来检测食品安全问题,为人身的安全保驾护航,所以,在食品安全领域引进了PCR技术,以此作为其监督食品安全的重要手段。 

  1PCR及其相关技术的简述 

  PCR即聚合酶链式反应,一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法,也称无细胞克隆系统。该方法可使极微量的目的基因或特定的DNA序列在短短几个小时内扩增至百万倍。PCR技术是通过利用DNA变性与复性原理,针对目的基因设计的一对以特异寡核苷酸为引物的DNA小片段和4种脱氧核苷三磷酸,然后再将其以目的基因为模板进行的DNA体外精确扩增技术。由于反应进行多次循环,所以在短时间内扩增获得大量目的基因。PCR扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳进来检验和纯化,进行克隆、转化和测序。此项技术具有操作简便、灵敏度高、特异性强等特点。在该技术的应用中,大部分研究集中在微生物的生态分布和其他一些真菌上面,也有报道在肉中微生物检测的应用,相信该技术的成熟应用必将为食品学研究带来变革。 

  2PCR技术的工作机理 

  PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性退火延伸三个基本反应步骤构成:第一步,模板DNA的变性模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;第二步,模板DNA与引物的退火模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;第三步,引物的延伸DNA模板引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链。这就完成了一个PCR循环,新合成的链都可作为下一次反应的模板,因此扩增产物的量是以指数级方式增加。 

  3PCR技术在食品检验中的实际应用情况 

  3.1对水产品的检测 

  在科学技术和信息技术日益发展的时代大环境之下,我国以之为发展动力的相关产业都得到了一定程度上的发展,其相关的产业结构都完成了一定意义上的重组,并呈继续发展的良好态势不断革新与完善。随着内陆城市化以及经济体系建设的不断开发,内陆的各种资源较之前比呈一定的减少趋势,因此越来越多的人将目光放在了河流和海洋领域,随着这些领域逐渐变为投资热点领域,相关的产业建设也就逐渐兴起。而水产养殖业就因此而得到了充分的发展。近几年来,许多经销商对淡水鱼类的养殖以及海产品的养殖比重不断增大,相关养殖业已变为投资的热点,而经销商对养殖的目的主要是用于自身的经济产业建设,所以很大一部分的海产品和各种鱼类产品被制为食品销往各地,但是海产品和许多鱼类体内寄生着许多不为人觉察的寄生虫等有害物质,将之制成食物在很大程度上会对人体健康构成一定的威胁,因此就有必要之施以相关的检验技术,从而保证水产经济动植物的合理、健康养殖加工以及食用这些动植物所制食品的人们的身体健康。而PCR技术作为一种较为先进的检测技术就被应用此领域的食品质量检测,进而保证这些水产品的质量安全。 

  3.2对饮用水中致病性因素的检测 

  饮用水中的致病性微生物包括病毒、细菌、原生动物、蠕虫等4类。大部分为肠源性,由粪便污染环境,再通过消化道进入新的宿主。由于人类以及动物粪便污染是水中病原体侵入机体的主要途径,所以说污水是威胁健康的主要渠道。各项研究表明,PCR技术从分子水平上分析微生物的种群特征,能够迅速、准确水样中微生物的分类、鉴定和种群动态分析。 

  3.3对食源性病原微生物的检测 

  PCR技术具有敏感、专一等特点,不仅可以对病原微生物进行特异性识别,而且可以鉴别同一种类病原微生物的致病性菌株和非致病性菌株,因此应用PCR技术进行病原微生物的检测具有十分独特的优势。PCR技术在食品微生物中的应用也愈来愈广泛,部分常见食源性病原微生物的PCR检测已有相应的商品试剂盒出售。 

  3.4对食物中沙门氏菌的检测 

  沙门氏菌是在不合格的食品中常见的菌种,其致病的毒理较为特殊,有的专易使人致病,有的专易使动物致病,有的即会使人致病也会使动物致病,而这些致病菌种的总称就是沙门氏菌。沙门氏菌在对人体产生致病效应的具体表现为食物中毒。这种食物中毒是全身性的,即全身的每一个部位都会感染沙门氏菌,同时这种病菌还会在人群中大肆传播,渐渐衍化为流行性传染疾病,因此其危害十分巨大,危害范围十分广泛,必须予以一定的检测技术从而将之消灭在萌芽状态。因此,我们开始研究通过PCR技术检测沙门氏菌的方法,而此类方法在近几年来已随着科技的发展而逐渐成熟化。用PCR技术对各种不同血清型的沙门菌和已知被该菌污染的鱼粉和动物产品的肉汤养物进行检测,结果显示该方法特异性高,且灵敏、快速,可检出0.05pg水平的DNA,并可在1天之内完成。 

  结束语 

  总而言之,食品安全是一直为大众群体所密切关注的话题,而食品的每一个生产环节都彼此相互联系,这在一定程度上就增加了食品的感染几率,因此必须引进相对成熟的食品检测机制来完善食品在各环节的安全监测。这有利于大众群体的人身安全,有利于我国食品流通体系的完善与发展,同时也有利于我国相关检测技术的科技含量的提升。因此必须大力开发PCR食品监测技术,并将之全面应用于食品检验领域,进而推动我国食品产业的发展与革新。

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