分子生物学方法在食品微生物检测中的应用

杨碧晓

【摘 要】随着食品安全问题日益突出，传统检验方法耗时长，检出率低，所以及时、准确地检测出食品中病原微生物是其安全检测的重要内容， 随着分子生物学快速发展，其特异性和灵敏性备受瞩目。我们主要介绍基因探针检测法、PCR检测法和基因芯片检测法的原理、开发及其在食品微生物检测中的应用。虽然这些方法具有快速、高效的优势，但存在检测成本高，假阳性等问题，因此开发灵敏，快速简易的食品病原微生物检测方法，对食品安全检测技术发展将有很大推动作用。

【关键词】分子生物学方法；食品微生物检测

一、前言

随着食品安全问题的日益突出，国家对其愈发重视，它关系到人们生命健康，传统细菌检验方法虽灵敏度高，费用低，但步骤繁多，通常需要几天时间才获得结果，有时难以检测生长缓慢、营养苛求菌以及新的病原微生物。此外培养基制备、细菌培养、菌落计数和生化指标的检测都增加了实验室工作量。无论是食品加工业还是相关检测部门都迫切需要快速的食源性致病菌检测方法。传统检测技术已不能满足食品安全问题，对DNA的直接检测可以使结果更准确、科学。

二、分子生物学概述与在食品微生物检测中应用的必要性

（一）概述

1.分子生物学概念

分子生物学是从分子水平上来研究生命现象的一种物质性基础学科，是通过研究细胞成分的物理、化学性质以及这些变化所引发的生命现象。在工作过程中，是通过研究生命发展过程来表达出生命现象本质的一种现代化学科。

2.分子生物学的应用意义

在分析当前社会发展实践时，分子生物学的应用已有效解决了当今社会发展面临的许多全球性问题。通过了解酶催化的原理和反应，已经设计出各种新型催化剂用于化学工业，也为其发展带来新的变化和革命。同时，在今天的食品安全工作中，其应用对优化食品微生物检测技术，提高食品安全性，为食品加工业和人类生命安全发展提供高质量保证具有重要意义。

（二）意义

食品安全标准规定食品不能添加对人体健康有害的物质。食品安全性与社会和人类健康的稳定发展有关，它是一个全球性问题。人体健康主要归功于食物。近年来，中国发生了一系列食品安全事件，造成消费者恐慌，食品安全问题日益受到重视。微生物污染作为严重的食物污染问题可能会导致食物变质和食物中毒。因此，为了避免，应采用科学合理高效的方法检测，确保食品安全。在当前社会经济发展中，传统的病原微生物检测方法由于步骤繁多，工作效率低，无法满足食品安全要求。因此，检测工作逐渐选择采用更加精确的技术手段进行控制，并选择科学的测试方法。分子生物学在这个社会背景下引起人们关注，并逐渐在各领域得到应用。其方法与传统检测方法相比具有较好的优势，大大提高了食品微生物检测水平，更及时发现食品中存在的安全问题，有效保障人民群众生命健康。

三、分子生物学在食品微生物检测中的技术

（一）核酸分子杂交方法

这种方法也被称为基因探针技术，为DNA分析奠定了良好的基础，并在相关领域得到了认可。核酸分子杂交方法利用碱基配对原则来退火适当数量的核酸单链以形成双链。因为任何病原体都具有特定的核酸片段，通过分离和标记这些核酸片段制成的探针与待测样品进行杂交。如果样本中存在特定病原体，则探针和核酸序列结合。标记物通过特殊的方法来确定病原体的特异性。核酸分子杂交方法可以准确检测病原微生物，而不会干扰非致病微生物。该方法灵活并且具有非常广泛的应用。在我国目前的社会发展中，受到食品安全管理部门的青睐，在中国食品工业的发展中发挥着重要作用。

在目前的食品微生物检验工作中，可以说这是一种应用非常广泛的技术，它可以应用于检测特定的RNA和基因序列，是一种非常有效的工具。该技术对于检查特定致病微生物具有重要意义。以美国为例，该技术在食品检验中的应用已有很长一段时间，但其优势仍存在一些不足之处。例如，它含有大量的放射性。同位素会对人体造成很大的不利影响，处理反应废物也很困难，需要非常复杂的步骤，反应产生的废物更难处理。

（二）PCR技术

PCR技术通过变性和复性的原理在体外使用DNA聚合酶，通过引物和脱氧核糖核苷酸在数小时内的作用扩增模板。该技术可以选择性扩增DNA序列。因此，PCR技术在生命科学领域有着极其广泛的应用。它在食源性致病微生物的检测中也起着重要作用。一般食品微生物检测主要分为四个环节，即增菌，分离培养，生化实验和血清学鉴定。通常需要4天才能产生结果。传统方法缺乏灵敏度和特异性，测试结果不能有效指导生产。随着PCR技术的出现，食品卫生检验迎来了良好的发展前景，能够快速，准确地检测食品中的病原微生物。目前，分子生物学技术也在不断完善，各种PCR方法已应用于食品病原微生物的检测，缩短了检测周期，提高了检测的灵敏度。在常规PCR技术检测中，由于PCR循环次数，酶质量和模板制备的影响，PCR技术可能在检测时受到许多因素的影响，导致检测结果的偏差。因此，我们必须在检测过程中处理相关影响因素以防止出现错误。

（三）基因芯片技术

基因芯片技术是利用显微印刷等技术手段，将核酸探针固定在载体表面，与标记样本杂交检测杂交信号，从而提高检测速度和准确性。基因芯片技术使用基于样本中芯片探针和靶基因片段的特定核酸杂交。具体步骤如下。首先，将多种基因寡核苷酸置于芯片的表面上以处理微生物，然后提取和扩增核酸，并使用荧光素制备各种标记以使它们在芯片上形成寡核苷酸。杂交酸性位点，使用扫描仪检测样品中特定微生物的存在或不存在并分析荧光分布模式。核酸杂交与基因芯片原理基本一致，但基因芯片也需要根据检测需要设计探针固化，只需要一次杂交即可检测多个靶基因信息，快速，准确，准确度和灵敏度高，是鉴别有害微生物的重要手段。

（四）质粒DNA图谱分型技术

质粒DNA分析技术首先在应用过程中用作分析分型管理和控制技術，通过事先提取质粒DNA并在测试前通过琼脂糖凝胶测试病原微生物的流行病学。胶分离的DNA由于不同菌株所含质粒DNA的序列号和大小不同，有必要事先通过质粒图预先分离不同的突变，以确保分型技术合理的应用。通过质粒的限制性核酸内切酶消化可以增强质粒谱重现性和分辨力。

四、结束语

随着社会、国家对食品安全关注不断提高，对食品病原菌检测要求也越来越高。准确、快速、经济的检测方法是其检测发展方向。检测手段不断进步，分子生物学方法在食品微生物检测中起到越来越重要的作用，通过DNA、基因芯片等技术可以有效检测食品所含物质。

虽然这些方法具有快速、高效的优势，但存在检测成本高，假阳性，操作困难，需检测人员具有相当的分子生物学背景知识等问题，有些技术大多处于实验室阶段，不能广泛应用，仅能作为辅助手段。因此开发灵敏、快速、简易的食品病原微生物检测方法，对食品安全检测技术发展将有很大推动作用。

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