生物技术在食品检测方面的应用分析

◎ 许 栋

（郓城县检验检测中心，山东 菏泽 274700）

传统的微生物检测技术不仅操作流程烦琐、检测时间长，而且检测灵敏度较低，使得食品安全的检测效果差强人意。而新兴的生物检测技术利用生物基因的免疫性与敏感度能够快速准确检测出食品中的有害成分，这不仅给食品安全提供了强大的技术支持，同时，也给人们的身体健康与生命安全提供了坚实 保障。

1 生物技术在食品检测方面的应用优势分析

食品检测技术类型呈现出多样化特点，最为常见的检测技术包括化学法、生物法、色谱法、酶法以及免疫法等，而与生物技术相比，其他技术的检验检测效果与数据精度相对较差，而且检测效率相对较低。在这种情况之下，生物检测技术逐步在食品检验检测领域被普遍推广和应用。该技术主要是利用生物体对被检测物质的特有反应而鉴定和识别被检测物质的质量与功效的一种检测方法。在食品检测行业应用生物检测技术，主要是基于生物基因、免疫性以及敏感度的显著特点，将生物体制作为具有检测功能的试剂，与其他检测技术相比，生物技术检测结果精确度高、检测时间短、速度快，而且检测范围广，尤其在鉴定转基因食品以及检测食品微生物含量方面，能够获得良好的检测效果。目前，在食品检测领域，较为常用的生物技术包括DNA探针技术、PCR技术、免疫技术以及生物芯片技术，根据不同的检测项目，所选用的检测方法也有所不同，本文将针对PCR生物检测技术的检测流程以及实际应用效果进行全面 分析[1]。

2 PCR生物检测技术概述

2.1 PCR生物检测技术

PCR生物检测技术即聚合酶链式反应技术，该技术属于一种体外扩增DNA分子的分子生物学技术，也是近年来食品检测领域新兴的一种高效检测技术。其检测原理是基于DNA聚合酶的作用，按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成过程，然后重复这一过程，即可以达到扩增DNA片段的目的，实际上也可以理解为天然DNA的复制过程。与DNA探针技术、免疫技术以及生物芯片技术相比，PCR技术具有灵敏度高、操作便捷、检测速度快、数据精准度高的特点，继而在转基因食品检测领域得到广泛应用。一般情况下，利用PCR技术来检测食品当中的微生物含量，主要包括提取、DNA纯化以及DNA扩增3个步骤，在提取DNA时，通常采用过滤法及离心法等物理处理方法。

2.2 PCR技术检测步骤

标准的PCR检测过程包括3个步骤，即DNA变性、退火、延伸。其中，DNA变性的温度为90～96 ℃，主要原理是双链DNA模板在热作用下，氢键发生断裂，而形成一个个独立的单链DNA。退火温度为25～65 ℃， 在退火过程中，系统温度降低，DNA模板与引物相结合，使原有一些单链DNA形成局部双链。而延伸过程的温度区间为70～75 ℃，这一过程主要是在Taq活性酶的作用下，以dNTP为主要原料，从引物的5’端向3’端延伸，然后合成与模板相互补的DNA链。

2.3 常用的PCR检测技术

在食品检测领域，较为常用的PCR检测技术包括直接免疫PCR技术与定时定量免疫PCR技术，应用这两种技术可以检测食品当中的多种致病微生物，而且在转基因食品检测领域也得到普遍应用。其中直接免疫PCR检测技术主要借助于DNA聚合酶的酶促合成反应，通过体外扩增特异DNA片段来完成检测过程，较为常用的检测项目包括病原微生物、转基因食品等。其中病原微生物的检测对象为单增李氏菌、肠出血性大肠杆菌0157:H7、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等。另外，随着转基因食品的出现，人们对食品安全的关注度也持续升温，而利用这种直接免疫PCR检测技术，可以准确判定该食品是否属于转基因类食品。比如在检测大豆、玉米、番茄、油菜等转基因作物时，技术人员可以利用这种技术，对这些作物中的特异DNA片段的体外扩增情况进行判定。但直接免疫PCR技术无法实现定量检测，只能对食品进行定性检测，如果食品中存在的细菌处于死亡状态时，很容易出现假阳性的检测结果，这就严重影响了检测精度[2]。因此，在检测过程中，应当与其他种类的免疫PCR结合应用。

定时定量PCR检测技术主要利用荧光信号的积累对PCR的进程予以实时检测，技术人员可以借助于标准曲线对未知模板进行定量分析。这种方法具有快捷性与实时性的特点，因此在食品加工领域得到普遍应用。比如在检测肉骨粉中牛羊源的成分、检测葡萄中曲霉菌的污染程度、检测食品中的小麦量、检测婴儿食品中的麦麸含量时，运用定量PCR技术都能够获得较为理想的检测效果。再比如李斯特菌能够给乳制品、肉类、禽类、蔬菜等造成严重污染，如果人们食用了含有李斯特菌的食物，则会出现食物中毒现象，轻者易患脑膜炎、菌血症，严重的还会造成死亡。而利用定量PCR检测技术能够快速检测出食物中是否含有李斯特菌，这就给各类食物罩上了一层安全防护外衣[3]。定时定量PCR检测技术原理如图1所示。

图1 定时定量PCR检测技术原理

3 PCR生物检测技术的具体应用

3.1 在食品致病菌检测领域的具体应用

在检测食品当中的沙门氏菌、变形弧菌、大肠杆菌以及0157:H7等致病菌时，一般采用PCR生物检测技术，应用该技术能够快速检测出这些致病菌的含量，然后与标准值进行比对，进而准确判定这些致病菌是否超标。尤其对沙门氏菌这种常见的食源性致病菌来说，一旦食品当中沙门氏菌的含量超标，则极易引起食物中毒，或者表现出伤寒、胃肠炎等症状。而利用PCR技术可以快速检测出食品当中是否存在沙门氏菌。其检测步骤为抽提靶DNA，并利用离心或者过滤的物理处理方法从被检测的食品当中获取细菌细胞，然后对细胞进行裂解处理与核糖核酸纯化，以保证纯化以后的DNA能够作为PCR检测样本。为节省检测时间，检测人员也可以直接通过对食品样品进行裂解获取DNA。经过反复实验证明，利用PCR生物检测技术检测食品中的致病菌，其检测速度、灵敏度与检测结果精确度要远远好于传统的致病菌检测方法。

3.2 在食品营养成分检测领域的具体应用

食品营养成分主要是指食品当中蛋白质、糖分、脂肪、维生素、矿物质等营养物质的含量，以100 g猪肉为例，含有蛋白质20.5 g、脂肪5.3 g、维生素A 14.7 μg、维生素E 0.2 mg、维生素C 1.24 mg、维生素B60.45 mg、钙8 μg、铁2.3 mg、钾350 mg及胆固醇69 mg。在日常生活当中，人们在采购食品时，往往会习惯关注食品标签上面营养成分的含量，如果营养成分均衡，则说明该食物营养价值高，人们的购买意愿也较为强烈。但在确定这些营养成分的含量时，也完全可以利用PCR生物检测技术，来检测某一种食品当中营养成分的含量。应用PCR技术能够快速准确判定出食品当中各营养成分的真实含量，商家在标识营养成分含量时，也不会出现弄虚作假的行为，这就有效避免了误导消费者情况的发生[4]。

3.3 在啤酒腐败菌检测领域的具体应用

啤酒是人们日常生活中经常饮用的一种酒水，但啤酒在制作生产过程中，需要使用大量的啤酒花，如果啤酒花当中的革兰氏阳性菌严重超标，则乳杆菌将在啤酒花环境中大量滋生，进面造成啤酒腐败，一旦饮用了这种腐败的啤酒，将严重威害人们的身体健康。因此，在啤酒出厂之前，需要利用PCR技术对啤酒当中的腐败菌含量进行检测。先从腐败啤酒中提取出DNA溶液，然后向溶液当中添加含特异性引物的反应混合物，并同时进入热循环，检测人员再对反应产物进行电泳检测，以判定检测样品中腐败菌的含量。利用这种技术检测啤酒花中腐败菌，一般只需要6 h左右的时间，相比对传统检测方法，要更方便快捷。

3.4 在转基因食品检测领域的具体应用

转基因技术主要是利用DNA重组技术和细胞融合技术，而培育出作物新品种，比如常见的转基因大豆、转基因水稻、转基因玉米等。但许多作物在培育过程中，容易产生大量的毒性物质以及营养因子，像蛋白质抑制剂、溶血栓、神经毒素等，这些物质能够抵抗病原菌和害虫的入侵，与此同时，如果处理方法不得当，也有可能导致毒性入侵到食品当中，进而给人们的健康安全造成负面影响。比如过多的食用转基因食品容易造成体内营养素紊乱，在这种情况下，人们也容易患上一些基础性疾病。因此，食品检测机构需要事先判定食品当中是否含有转基因成分，进而为人们的健康安全保驾护航。目前，在转基因食品检测领域较为常用的方法是多重PCR检测技术，利用该技术可以快速准确检测出大豆、水稻、玉米等作物当中的转基因成分。在检测过程中，主要采用多条引物和多条模板，对一个反应体系中的多个DNA片段进行扩增，利用该技术，不仅检测成本低、检测灵敏度高，并且对检测人员的专业水平要求相对较低[5]。

4 结语

生物技术在食品检测领域的广泛应用，不仅是食品检测行业未来的发展趋势，而且也是构建食品安全防线的一项重要保障措施。因此，食品检测人员应当始终秉持一种与时俱进的态度，不断突破旧思路、旧思维与旧格局，利用一些新型的生物技术来开展食品检测活动，在确保食品健康安全的前提下，为人们的身体健康与生命安全保驾护航。