PCR技术在食品工程中的应用

贡喆 吕思婷

摘 要： 进入新时代以来，我国的科学技术快速进步，PCR技术凭借其敏感性、特异性、简单、方便快捷等优点现已广泛的应用在食品工程当中，尤其是在微生物、细菌检测和鉴定方面具有无法比拟的优越性。本篇文章简述了聚合酶反应技术的基本原理及特点，着重分析PCR技术在微生物的检测和转基因食品检验等食品工程领域的应用情况。

关键词： PCR技术;食品工程;应用

【中图分类号】TS207     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）04-0212-01

引言：在人们生活水平不断提升的背景下，人们对于食品的需求量也变得越来越大，如果食品中含有微生物，将会引发食物中毒等问题，对人类的身体健康产生严重威胁。面对此种情况，我国应当加强对于食品微生物的检测，而文章主要对多重PCR检测技术进行探讨，了解该技术的具体应用以及其本身所存在的不足，并在未来加以改进。下面笔者就针对多重PCR检测技术的相关内容进行详细阐述。

1 PCR技术原理及主要特点

PCR技术在食品工程中因具有特异性、敏感性、便捷等明显优势而应用日益广泛，特别是在微生物、检测鉴定细菌等方面的优势十分明显。其主要原理是在体外复制对特定的某种DNA片段，也被称为基因体外扩增法。该技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应。DNA聚合酶以单链DNA为模板，借助一小段双链DNA来启动合成，通过一个或两个人工合成的寡核苷酸引物与单链DNA模板中的一段互补序列结合，形成部分双链。在适宜的温度和环境下，DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3-OH末端，并以此为起始点，沿模板5→3方向延伸，合成一条新的DNA互补链。该技术具有更迅速、敏感性高及针对性强等优点。

PCR反应主要有模板DNA（待扩增DNA）、引物、4种脱氧核苷酸（dNTPs）、DNA聚合酶和适宜的缓冲液等成分参与，与DNA天然复制过程基本类似，主要利用互补靶序列两端的特异性。反应步骤分为变性—退火—延伸三部分，模板DNA具有高温变性，与引物进行低温退火，适温延伸引物。在TaqDNA聚合酶作用下DNA模板—引物结合物的反应原料主要采用dNTP，模板作为靶序列，根据碱基配对与半保留复制原理，与模板DNA链互补的新的半保留复制链合成后对上述反应步骤进行循环往复变，以得到更多“半保留复制链”，进而作为下次循环模板。只需2—4分钟即可完成一个循环，两三个小时就能扩增放大数百万倍将待扩目基因。

2 PCR技术在食品工程中的应用

2.1 转基因食品

转基因食品又称为转基因改性食品，也就是利用生物技术，将某些外源基因转移到的动物或者植物体内，来改变生物遗传特性，使其表达多种产物的技术手段。而利用转集团因生物制成的食品就是转基因食品。例如，在植物中转入杀虫、抗除草、抗旱等功能的基因。然而，基因在生物体内能否表达出对人体有害的遗传性状或者物质，最为人们所担心。

2.2 PCR技术在转基因食品中的应用

目前，检验转基因食品中是否有外源基因DNA或者蛋白质的主要手段就是PCR技术。因此，外源基因中的目的基因就是食品开发研究中的重点，由于转基因食品种类的不同，在其中转入的外源基因也就不同，因此，如果以检验外源基因中的目的基因来检测食品难度较大。所以我们要在转入时使用相同的启动子和终止子或者标志基因，由于他们的特异性强，使检验变得简单、方便、快捷、准确。

2.3 PCR技术在准基因食品中的发展趋势

随着转基因生物食品的快速发展，也引发了社会各界对于食品安全的争论，这成为了关乎每个人切身利益的重大问题。为了促进转基因食品的发展，政府部门加大了转基因食品的研制、生产以及食品检验、销售等环节。常常利用PCR技术对其进行针别，因而，PCR技术就显得尤为的重要，但是，PCR技术的准确性容易受到影响，所以在，在实际应用中，要将现代技术分析手段与PCR技术相结合，令PCR技术更上一个新的台阶，也将会成为其发展的一个新的方向。

2.4 多重PCR检测法

该方法的原理是在常规PCR技术的基础上采用多个DNA引物，比如在同一个PCR反应体系里引入两个或两个以上的反应引物，在聚合酶的作用下，这些引物同时发生复制扩增，继而得到多个DNA片段。与常规PCR检测法不同的是，多重PCR检测法可以微生物的多个致病因子进行检测，而常规PCR检测法用于微生物单一致病因子的测定。该方法除了具有常规PCR检测法的高效性和准确性以外，还具有良好的系统性，能够对成组的微生物病原体或致病基因进行检测，因此是一种经济高效的食品微生物检测方法。

2.5 在检测环境微生物时应用

在外界环境中存在各种各样的细菌，其中多重耐药鲍氏杆菌将会对食品安全产生直接影响，而且黄曲霉所产生的毒素也会造成癌变。根据多重PCR技术的具体使用情况来看，该技术在黄曲霉、不动杆菌等到方面的检测上具有非常高的准确性。

2.6 常规PCR检测法

测定目标物质的DNA模板和与之相对应的引物进行混合，然后向混合物中加入一定量的聚合酶。在特定的温度和催化剂条件狭隘，聚合酶会促使目标物质的DNA模板序列扩增，经历DNA复制的多个周期后便得到DNA片段。这一DNA片段可以作为循环DNA模板继续进行复制扩增。在放大目标物质后，对待测目标物质特定DNA进行标记测定，间接得到待测物的微生物含量。

结语：综上所述，因PCR技术可互补配对某段特定DNA碱基，因此PCR技術的特异性较强，具有更迅速、敏感性高及针对性强等优点。在生产运输及销售等各个环节，食品十分容易受到各种污染。因此，在食品工程中食品检验已成为十分重要的一个环节，但传统方法难以实现迅速检测的目标。随着不断发展的PCR技术，在食品检验中逐渐引入PCR技术获得了良好效果，不仅提高了食品检验准确率，也使人们日常生活中的各种食品提高安全性。

参考文献

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