分子生物学技术在食品微生物检验中的应用

张悦　王静怡

摘 要：食品微生物检验是保障食品安全的重要途径，但传统的食品微生物检测技术成本高、耗时长，检测结果的精准性也有待提升，如何准确、快速地检测食品微生物已成为当前的研究热点。鉴于此，本文将探究分子生物学技术在食品微生物检验中的应用，旨在为一线工作提供理论指导。

关键词：分子生物学技术;食品;微生物检验;核酸探针技术

Abstract：Food microbe detection is an important way to ensure food safety， but traditional food microbe detection technology has a high cost and time-consuming， and the accuracy of detection results needs to be improved. How to detect food microbe accurately and quickly has become the current research hotspot. In view of this， this paper will explore the application of molecular biology technology in food microbiological test， in order to provide theoretical guidance for the first-line work.

Key words：Molecular biology technology; Food; Microbiological test; Nucleic acid probe technology

中圖分类号：TS207.4

食品安全直接关系到人类的身体健康以及社会的稳定发展，保障食品安全刻不容缓。近年来，全球食品安全问题屡见不鲜，及时检测食品致病菌成为保障食品安全的重点环节。本文以分子生物学技术为研究对象展开论述。

1 核酸探针技术

二十世纪七十年代，在基因工程学的基础上发展出了一种新型分子生物学技术—核酸探针技术。该技术利用DNA、RNA探针可与微生物核酸相结合的原理，实现对微生物的有效检测。核酸探针技术无放射性，敏感且特异，无需进行复杂的细菌培养，在大肠杆菌、沙门氏菌、乳酸菌等食品微生物的检验中得到了广泛应用[1]。现阶段，可直接利用核酸探针技术检测蔬菜沙拉中的微生物类型。

2 基因芯片技术

随着医学诊断技术以及分子生物学技术的发展，基因芯片技术得到了长足发展。基因芯片技术是利用细菌的共有基因这一靶基因进行扩增，然后利用芯片探针检测共有基因上不同细菌的独特碱基，进而针对性区分细菌种类。基因芯片由多种核酸探针组成，可通过调整或增加探针等方式，提高芯片的准确性，扩大基因芯片的检测范围。有研究学者通过基因芯片技术，成功地鉴定出了多种李斯特菌分离物[2]。

3 DNA指纹图谱技术

3.1 电泳主导技术

以电泳为主导的DNA指纹图谱技术可分为变性梯度凝胶电泳技术以及温度梯度凝胶电泳技术。前者是通过检测不同序列DNA的浓度来进行检测，因解链行为各有不同，会在凝胶的不同位置留下不同序列的DNA片段，经染色后便呈分散的条带分布，西方研究人员成功利用这一技术对南非益生菌食品以及自制山羊干酪中的乳酸菌进行了鉴定。后者是在前者的基础上发展而来的一种指纹图谱技术，与前者不同的是其在凝胶中采用的是温度梯度而非浓度梯度，这一技术能快速检测出菌群构成[3]，西方研究人员成功使用该技术检测了人类粪便的微生物区系，但目前该技术在食品检测领域的应用还比较少[4]。

3.2 随机扩增多态DNA技术

该技术是利用随机引物，通过聚合酶链式反应扩增靶细胞DNA，并进一步分析出DNA片段的数量以及片段大小，再利用DNA差异进行分子标记。随机扩增多态DNA技术以微生物的基因组为对象进行分析，具有较高的特异性和灵敏度，尤其适合检测DNA序列不明确以及分子生物特征不明显的乳酸菌和真菌，西方研究人员就通过这一技术鉴定出了红葡萄酒中的植物乳杆菌菌株[5]。

3.3 扩增片段多肽分析技术

该技术能对DNA片段进行选择性扩增，并通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳或琼脂糖凝胶电泳进行分离，然后结合带型特征来分析扩增片段的多态性。随机扩增多态性DNA技术是一种通用技术，可用于分析任意来源的DNA图谱，目前主要用来分析多种来源DNA图谱、鉴定未知菌株、研究遗传多样性等。有研究人员通过随机扩增多态性DNA技术分析了发酵面团中的乳酸菌，并鉴定了伤寒沙门菌的分型[6]。与脉冲场凝胶电泳以及基因探针技术相比，随机扩增多态性DNA技术的分析能力更强。

4 环介导恒温扩增技术

2000年，西方研究人员开发出了一种新型环介导恒温扩增技术，这是一种不同于传统聚合酶链式反应的恒温核酸扩增技术。环介导恒温扩增技术基于靶基因的6个区域，合理设计4种特异引物，然后加入相应的物质，在65 ℃中保持15～60 min，就可以完成109～1010倍的扩增。该过程主要分为3个阶段：①原料底物储备阶段，在这一阶段需要引入内引物BIP以及外引物F3，其间会形成一条称之为“哑铃结构”的环状单链。②循环扩增阶段，在这一阶段，哑铃结构的DNA会在自我引导模式下进行延伸，进而形成双链茎环结构。③伸长与再循环阶段，在这一阶段DNA会进一步扩增，进而形成更加复杂的DNA混合物。从整体上来说，环介导恒温扩增技术具有灵敏度高、特异性高的优势，且操作比较简单，检测人员只需要观察反应的浑浊度就能判断是否出现扩增。与传统的聚合酶链式反应相比，环介导恒温扩增技术无需昂贵的试剂与仪器，其应用前景十分广阔[7]。

5 展望

现阶段，食品安全问题已成为全球人类共同关注的热点问题，越来越多的人们开始关注食源性疾病的预防，积极建立更加简便、可靠、有效的微生物检测技术，已成为食品微生物检测的发展趋势，同时也是保证食品安全的重要途径。分子生物学技术因灵敏、准确和快速等优势，已在环境微生物、医学等领域得到广泛应用，今后，分子生物学技术在食品微生物檢测中的应用，势必会为我国食品安全事业的顺利推进提供有力的技术支持。

参考文献：

[1]王肖肖.浅谈PCR联合核酸探针技术在食品微生物检测中的应用[J].科技展望，2017（20）：92.

[2]Yang Pengxin，Zhang Ziqun，Lu Yi-xin，et al. Development of liquid gene chip technique for detecting Toxoplasma gondii and Trichinella spiralis in food[J]. Chinese Journal of Preventive Veterinary Medicine，2010，13（11）：814-817.

[3]R Heide，E Heir，A. Holck. Detection of eight GMO maize events by qualitative， multiplex PCR and fluorescence capillary gel electrophoresis[J]. European Food Research & Technology， 2015，227（2）：527-535.

[4]Tom Vanhoutte，Geert Huys，Evie De Brandt，et al. Temporal stability analysis of the microbiota in human feces by denaturing gradient gel electrophoresis using universal and group-specific 16S rRNA gene primers[J]. Fems Microbiology Ecology，2015，48（3）：437-446.

[5] Landry B S，Dextraze L，Boivin G. Random amplified polymorphic DNA markers for DNA fingerprinting and genetic variability assessment of minute parasitic wasp species （Hymenoptera： Mymaridae and Trichogrammatidae） used in biological control programs of phytophagous insects[J]. 2014，36（195）：69–83.

[6]Fry N K，Savelkoul P H M，Visca P. Amplified fragment-length polymorphism analysis[J].Methods in Molecular Biology，2016，551（551）：89.

[7]赵彩红，高 强，李明生，等.环介导恒温扩增技术在食品检测中的应用[J].农业科技与信息，2017（22）：28-30.