PCR技术及其在食品微生物检测中的应用

2021-03-30姬晓月

现代食品 2021年21期

◎ 姬晓月

（郑州市食品药品检验所，河南郑州 450000）

自然界中存在的微生物范围广、数量多，对食品质量有很大的影响。学会利用科技手段有效检测出食品中的微生物，发挥PCR技术优势，摒弃落后的检测方式，提高检测工作的准确度和时效性，对保障食品安全具有重要意义。

1 PCR技术概述及具体应用

PCR技术种类相对较多，分为常规PCR技术、多重PCR技术、RT-PCR技术以及荧光PCR技术等，其检测方式主要是通过加快加快对食品中微生物的检测速度和准确度。相对传统的检测技术，在不同的检测环境中PCR技术的适应性更强，灵活性更高[1]。

PCR技术的具体应用主要分为以下几个方面：①对肠出血性大肠杆菌的检测。过去人们常常认为这一性质的病毒对人体并不存在实质性的危害，但随着科技和检测水平的发展，人们逐渐发现这类病毒对人体有害。再加上PCR技术的发展和应用，肠出血性大肠杆菌能被检测出来。②用于对沙门氏菌的检测。沙门氏菌不仅具有较强的感染性，而且对人体具有致死性，因此加强对食品中沙门氏菌的检测十分必要。多重PCR技术的应用能够显著提高最终检测结果的准确性。③应用在对非致病菌的检测方面。乳酸菌在自然界中的存在是十分广泛的，具有较高的学术研究价值，与人们的生产生活和食品医疗等方面息息相关，因此加强对乳酸菌的检测也是十分必要的一环。借助PCR技术能够总结发现乳酸菌的产生规律，加强对其检测效果。

PCR技术的广泛应用，为我国现阶段食品检查提供了诸多便利，改善了当前食品检测的局面。但是该技术的发展仍有不足，仍存在改进空间。PCR技术的应用在很大程度上提升了食品安全检测的准确性，但是再加上现阶段技术手段的欠缺，导致PCR技术的应用存在很多干扰和阻碍因素，这些因素最终会影响检测结果。同样，随着PCR技术的推广进程不断加快，对检测人员的技术水平和专业素养提出了更高的要求。因此，在不断提高食品卫生检测标准的同时，还需要不断加强对操作人员技术水平的培训。加强对技术人员的考核要求和标准，实施定期淘汰制度，以此激励技术人员不断学习、不断进步，进而提高整个食品行业检测水平的提高。

2 食物微生物检测中面临的问题

食品微生物残留范围广是目前食品微生物检测面临的主要问题，食品安全是社会发展的基础。随着生产规模的不断扩大，微生物的检测范围也越来越大，潜在的威胁也越来越多，微生物的残留范围也相应扩大。在技术和人工等不变的情况下，检测的工作量逐渐增加，微生物残留的概率也在逐渐上升。检测技术不足导致食品微生物超标问题缺乏有效保障，容易引起社会对食品安全和食品市场的担忧。

3 食物微生物检测中如何运用PCR技术

3.1 加强对PCR技术的认识

对于食品微生物检测部门而言，由于受到多方面因素影响，其在人才招聘上无法利用优厚待遇吸引人才。部分工作人员的综合能力水平不高，例如，在检测设备引入时，对先进的检测仪器的接受度较低，导致其对食品微生物的检测数据出现较大误差。因此，在新形势下，应加强人才引进工作，做好检测组织的规划和领导工作，从资金、人员、经验等方面为食品微生物的安全检测提供支持，同时也要重视对工作人员的培训学习，提高工作人员对PCR技术的认识。例如，可参考中国药典微生物检验规程进行有关操作（对残留物快速检测时长不能超过24 h，检测差值不能高于0.1），采用RT-PCR技术，将其有效运用到食品微生物检测工作中。

在检测取得的残留微生物中，为区分不同微生物的性质，需观察保留时间和特征离子比例关系并提取数据[2]。例如，当食品中沙氏门菌含量为15～20 CFU时，会引起人体的生命危险，死亡率高达4%。大肠杆菌是食品中最常见的细菌之一，当大肠杆菌在食品中的含量超过20 CFU，即1 mL水中含有100 CFU，则表明食品已发生变质，无法食用。而在PCR技术中，若在某生物中检测出的数值和其DNA模板的出入不超过0.1，则可以快速地检测出微生物的特征。同时为保证PCR技术在实际应用中的灵活度和有限度，可参考国外实验标准，即确保试样目标化合物的相对保留时间和标准目标化合物的保留时间低于0.005 min，目标化合物绝对值低于10%，回收率处于合适的范围区间，以此保证检测结果的准确性。

3.2 加大人才建设力度

加大人才建设力度，①通过网络宣传加强人们对食品微生物检测工作的认识，了解食品检测工作的重要性。②产品质量管理部门要建立完善的人才培养机制，针对检测人员的专业技能问题，要加强培训，结合实际情况，制定培训方案和培训内容，如设备的操作、采样的方法、技术的操作，以及突发问题的应对方案等技术方面的能力。③对检测人员进行思想道德教育，提升职业道德水平，树立正确的工作理念和技术应用理念。④为更好地开展检测工作，专业人员要总结以往的工作经验，看到工作中的优势和不足，并取长补短，不断对食品微生物检测工作流程进行简化和细化，以便更好地保障食品的安全。⑤建立相应的测试队伍，分工明确，避免工作混乱、职责不明、降低工作效率的情况出现，从而提高食品的质量安全。

3.3 创新并合理利用PCR技术

常规的食品微生物检测技术成本高，检测时间长，难以进行大范围普及。为实现样品中微生物的快速检测，避免常规检测技术的缺点，就要学会在原有技术上进行创新，并开展实验分析，验证其可行性后再推广使用。

PCR技术是由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便和省时等特点。为了提升食品微生物检测的质量和效率，应加强对传统PCR技术的创新，采用荧光PCR检测技术来进行食品微生物检测工作，通过对不同的微生物的染色体进行不同的染色，来判断各类微生物在食品上的残留量。在荧光PCR检测技术应用时，要先确定选用的荧光剂的种类，判断不同的微生物的活性和有效性，再将食品放置到溶液中观察其颜色变化，1～7作为一个程度值，通过观察蓝色或者偏蓝色的显色程度和发光程度，找出对应的微生物残留的成分，检测后整理成完整报告，组织专项的小组进行研究分析处理[3]。最后，普及生物传感器等先进设备，不断加强食品微生物检测的总体水平。例如，食品中残留的金黄色葡萄球菌对温度的适应性较强，在高温条件下也无法将菌落全部杀死，当食品中金黄色葡萄球菌的含量高于250个，容易对人体视力产生影响，当含量达到30%～50%时，人体就会产生危害生命健康的毒素。因此该技术主要是对不同食品中的微生物的残留情况作出全面的检测，以基因标靶反应为主，快速对测试液进行反应变色的情况作出判断[4]。

3.4 多种途径促进PCR技术发展

食品的安全管理工作离不开食品微生物检测技术的提升。为了进一步提升食品微生物检测的质量和效率，应该通过多种途径进一步促进PCR技术的进步与发展。工作人员要不断提高工作经验，熟练基础技能，掌握相应理论知识，从而能够更好地解决工作中遇到的问题。为了更好地发挥人才力量，有关部门应该针对技能培养方面制定相应的方案，建立健全从业人员技能水平规范机制，进一步增强食品安全管理工作的有效性。为了更好地解决实验过程中的操作问题，相关部门应制定有效的技术方案和参考流程，以规范检测人员的具体操作行为。

食品中微生物检测作为食品质量的重要把关点，应探索出更准确有效的生物检测方法，提供给市场人员客观、准确的信息和建议，为食品的优质源头提供有效的支持。例如，在实验中利用多重PCR技术进行检测，通过不同DNA之间的互补性来对抗体和抗原进行不同的分析，探究不同基因之间的增长速度，利用抗原和抗体之间的特殊反应判断微生物的数量和性质。多重PCR技术可将检测工作时长缩短至3～4 h，且得出的结论相对准确。在当前的食品检测过程中，应该针对具体的情况开展有针对性的微生物检测工作，在选择检测方式等方面保证规范性，以提升食品安全监测的质量[5]。例如，不同的生物具有不同的繁殖速度，大肠杆菌20～30 min可以繁殖出下一代菌体，沙氏门菌一般在1 h内可繁殖一倍，因此，在不同的检测环境中应选择合适的检测方式来对食品的微生物进行检测。对于PCR技术的研究，要组织专门的小组，对检测的各个环节进行分析，找出最优解，在保证检测结果最小误差0.1的前提下，提高检测工作的效率。

由于检测设备的性能和运作情况对检测结果能够产生重要的影响，因此在新技术的支持下，工作人员可以采用荧光PCR技术检测、多重PCR技术检测等技术来拓展对食品微生物检测的有效渠道。同时，自动化的检测技术让以往对食品微生物检测工作工序变得更加简洁，有效缩短了检测时长，提高了食品质检部分的工作效率，突破了检测场地的限制，符合食品检测工作发展的需求，保障安全的食品进入市场，让人们吃得放心。