PCR技术及其在食品微生物检测中的应用分析

◎ 田 甜

（鄂尔多斯市市场监督管理局，内蒙古 鄂尔多斯 017017）

1 PCR 技术概述及具体应用

PCR (聚合酶链反应) 是一种迅速、灵敏和特异性的 DNA 检测技术，其革命性的创新在于在体外复制 DNA 片段。对于检测 DNA 的片段，PCR 技术可以扩增出大量的 DNA 片段，通过荧光探针、电泳等检测方法，检测目标 DNA 片段是否存在，从而实现DNA 的定量及定性分析。由于其敏感性高、准确性好等优点，PCR 技术在食品微生物检测中具有重要的应用价值。

1.1 检测食物中某一微生物的数量

PCR 技术是一种高效、精准的微生物检测技术，可以广泛应用于食品安全领域。利用PCR技术时，只需极少的微生物细胞即可进行检测，操作简便，几个小时即可完成，可大幅缩短检测时间，有效控制食品安全问题。同时，通过PCR 技术进行检测，能够确定食品中的某种微生物数量及其污染程度，及时发现并控制潜在食品安全隐患。此外，PCR 技术还可以对多次采样进行批量检测，提高检测的效率和精度。因此，PCR技术在食品安全管理中的应用，不仅提高了微生物检测的灵敏度和准确性，对于保障食品安全与卫生也有重要的意义[1]。

1.2 检测食品添加剂是否含异常微生物

食品添加剂是很多食品加工中常用的辅助材料，在添加剂的制造、包装及保存过程中，常常会存在一些异常微生物的污染，给食品安全造成潜在的风险。因此，检测食品添加剂中的微生物种类和数量是非常必要的，利用PCR技术可以通过扩增微生物DNA的特定片段，快速检测添加剂中的微生物数量和种类。相较于传统的微生物检测方法，PCR技术具有灵敏度高、准确性高、检测速度快等显著优势。通过PCR技术检测，可以快速鉴别添加剂中存在的微生物是否异常，及时排查潜在的微生物污染源，保障食品安全。然而，PCR技术虽然非常精准，但也有一定的缺陷，一些微生物可能存在基因变异等情况，导致扩增结果出现偏差[2]。此外，在PCR技术样品前处理、引物设计等环节中，操作需要极为严谨，才能保证检测结果的准确性。

1.3 监控食品储存和加工过程中的微生物变化

食品储存和加工过程中，微生物的生长和繁殖是一个非常严峻的问题，因为微生物产生的毒素会严重危害人体健康。为了控制食品安全隐患，必须对储存和加工过程中的微生物进行密切监控，及时掌握变化趋势，以便采取相应的控制措施。PCR技术的高效性和敏感性，可为食品储存和加工过程中的微生物变化提供快速而可靠的检测。利用PCR技术，可以在较短的时间内，通过扩增微生物DNA特定的片段，检测出食品加工和储存过程中微生物数量和种类的变化。与传统的微生物检测方法相比，PCR技术具有更高的灵敏度和准确度[3]。此外，PCR技术还可以方便地扩增不易培养的微生物，帮助快速检测，有助于迅速掌控微生物的变化趋势。然而，PCR检测结果仅能提供微生物数量和种类，并不能给出微生物对食品安全的实际威胁程度，因而必须将其和其他监控指标如温度、湿度、光照等结合，以便实施更加全面和科学的食品安全管理措施。

2 食物微生物检测中面临的问题

2.1 微生物难以检测

食品中微生物的种类丰富、数量庞大，常常会存在一些微生物难以被检测到的情况，给食品安全带来潜在的威胁。对于不同的微生物，需要采用不同的检测方法。一些传统的检测方法，如培养基法和生化法，能够有效地培养和检测某些具有代表性的微生物，但当遇到一些微生物数量很少，生长速度较慢，或者已经失活，这些传统方法就很容易出现偏差。分子生物学方法可以克服这些问题，如PCR和荧光原位杂交技术（FISH）等方法，其灵敏度和准确性很高。此外，还需要考虑到微生物存活状态对检测结果的影响。有些微生物被杀灭后也会在食品中存在，影响微生物检测的准确度[4]。对于脆弱的微生物，比如病毒，一些直接检测方法可能无法穿透其外壳，影响检测结果。

2.2 检测时效度低

传统的食品微生物检测方法通常是基于培养和生化特性来实现的，其操作流程较为复杂，需要多步骤处理和相对较长的培养时间，使得检测过程相对耗时，并且需要配备专业的实验设备和高素质的实验操作人员，对于食品制造商而言需要花费较高的成本。相比之下，PCR技术在食品微生物检测中具有快速、准确、重复性好等优点，可以提高检测工作的时效性。PCR技术利用特异性引物与目标微生物中的DNA特定区段进行扩增，检测出微生物的存在与数量，其操作相对简单，能够在短时间内快速得出结果。此外，PCR技术的重复性好，可以多次重复进行，确保检测结果可靠性。最重要的是，PCR技术不需要长时间的培养，极大地提高了检测效率和时效性[5]。

2.3 食物为复杂矩阵

传统的检测方法仅限于细菌的培养和生化特性等特征，而PCR技术具有利用微生物特定的DNA区段进行检测的优点，从而避免了此类问题，提高了检测结果的准确性。传统的检测方法只能检测一些常见的细菌，而食品中存在大量的非细胞微生物，如感染性噬菌体、真菌、病毒、放线菌和原虫等。这些微生物的特征和细菌不同，它们需要一个新的、更加复杂的检测方法来进行检测。PCR技术可以很好地克服这一问题，其能够根据微生物特定的DNA区段进行检测，而不仅仅是细菌的培养和生化特征。因此，采用PCR技术进行食品微生物检测，可以更全面、准确地检测出食品中存在的微生物。由于不同成分间存在较大差异，传统的培养方法识别有些细菌存在较大的困难，限制了食品微生物检测的质量，缩短了检测窗口期。PCR技术的特异性较好，可以避免非目标DNA被扩增，从而提高检测结果的准确性和灵敏度，进而克服食品组成的复杂矩阵问题，提高检测的全面性和精准性，保障食品安全。

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

PCR技术是一种基于DNA分子生物学原理的分子生物学技术，其作用是在基因组中选择性扩增目标特定DNA区段。该技术的主要优点是其高灵敏度和特异性，尤其是对于低浓度的微生物，PCR技术能够快速、准确地检测出微生物的存在。然而，PCR技术也存在一些局限性，比如可能受到微生物的抑制效应，扩增产物可能出现假阳性或假阴性的结果。同时，PCR技术对于样品的制备、RNA引物设计和对引物限制酶的选择等操作要求严格，需要借助高精密、高灵敏的检测仪器，增加了成本和技术难度。在食品微生物检测领域，PCR技术具有许多优点和应用前景。它可以快速、准确地检测食品样品中不同的微生物，包括细菌、病毒等。PCR技术还可用于食品的追踪和溯源，帮助识别食品中微生物的来源，以便有效采取防控措施。

3.2 加大人才建设力度

首先，需要加强基础科学教育，培养学生的分子生物学等基础科学能力，定向培养未来从事食品微生物检测工作的技术人员。其次，相关高校需要加强实践教育，提供相关实验室的实验平台，使学生能够熟练掌握PCR技术的实验步骤，增强其实验操作技能。最后，可以通过支持创新基金、组织开展过程培训等方式，促进相关技术人员在食品微生物检测领域中不断锤炼自己的技术和研究水平。此外，由于PCR技术在食品微生物检测中的应用和需求不断增加，检测机构还需要加大对技术人员培养和进修的投资力度，提高他们的专业能力水平。例如，可以通过行业协会、科研机构等设置相应的专业课程，培养相关技术人员的实际操作能力、学术知识能力。

3.3 创新并合理利用PCR 技术

不同食品样品的特点和复杂程度不同，因此，在PCR检测方法的使用过程中，检测人员需要根据实际情况选择不同的技术路径，并不断加以改进和优化。例如，在含有大量脂肪和糖分的食品中，可采用各种样品预处理方案来提高检测的灵敏度和特异性，比如通过预先分离或去除分离DNA或RNA的阻碍物的方法。通过参考其他领域的PCR技术方法和技术手段，如数字PCR、实时PCR等，也可以应对一些复杂的检测需求。另外，我们应该积极推动适用检测技术产品的研发和生产。PCR检测是一个复杂、精细的过程，除了技术人员的操作技能之外，还需要制造业和科技企业相应的技术支持。

3.4 多种途径推进 PCR 技术发展

通过培训将PCR技术相关知识传授给更多人才，增强技术人员的技能和掌握能力，可提高PCR技术在食品检测中的有效性。相关高校应该以实践为主，让学生了解PCR应用的具体过程，并通过模拟项目加深学生对该技术的掌握程度。同时，检测机构应组织大规模的交流活动，让不同领域、不同背景的专家一起参与，分享他们的经验和最新科研成果，这样能够拓宽改进思路，创新研究思路，提高PCR技术创新及研究水平。

4 结语

本文通过介绍PCR技术及其优点、食品微生物检测存在的问题，以及PCR技术在解决食品微生物检测中的应用，展示了PCR技术在食品微生物检测工作中的重要意义。在PCR技术的应用中，我们应该重视对未知病原体的检测，开展更深入的研究，只有具备先进的检测技术和完整的检测体系，才能更好地保障食品安全。此外，在实施PCR技术前，我们应该进行真实性和准确性的试验验证。只有这样，我们才能全面掌握PCR技术的特性、优势和局限性，为食品安全保驾护航，提供更高效、更准确、更可靠的检测结果，进一步保障人们健康。