北方偉業(yè)計(jì)量集團(tuán)有限公司
采用新型食品安全檢測(cè)技術(shù),快速高效檢測(cè)食品質(zhì)量,對(duì)于提升食品安全管理水平、保障人民食品安全健康具有重要的促進(jìn)作用。本文在闡述PCR技術(shù)相關(guān)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,對(duì)其在食品微生物檢測(cè)中的具體應(yīng)用及前景進(jìn)行分析、展望,以此為PCR技術(shù)應(yīng)用水平的提升提供理論參考。
由于PCR技術(shù)在食品檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用中具有良好的效果,可快速檢測(cè)出多種菌類,檢測(cè)率極高,使其近些年來得以廣泛推廣,是當(dāng)前最常見的食品微生物檢測(cè)技術(shù)之一,為我國(guó)食品安全管理起到了積極的促進(jìn)作用。
1 PCR技術(shù)概述
1.1 PCR技術(shù)
PCR(Polymerase Chain Reaction)技術(shù)是指基于DNA聚合酶所具有的作用,將雙鏈DNA進(jìn)一步分解為單鏈,在堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)單鏈DNA分子的復(fù)制與拷貝。多重PCR又稱多重引物PCR或者復(fù)合PCR,它在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值主要在于可以對(duì)多種微生物進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)或者鑒定,通過在同一PCR反應(yīng)體系中同時(shí)加入兩種或兩種以上微生物DNA的特異性引物,進(jìn)行擴(kuò)增,并形成多個(gè)核酸片段,從而達(dá)到檢測(cè)食品微生物的目的。
1.2 食品微生物檢測(cè)
在我國(guó)現(xiàn)有的食品管理體系中,食品微生物檢測(cè)的概念主要包括兩個(gè)方面:即食品污染程度指示菌檢測(cè)和食品致病菌檢測(cè)。其具體工作流程是在對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行取樣處理后,根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件檢驗(yàn)所取樣品中的細(xì)菌菌落數(shù),或者檢測(cè)在對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中要求的微生物限量值,有些檢測(cè)還需要對(duì)可能的致病菌進(jìn)行測(cè)定。這兩個(gè)方面的檢測(cè)是需要同時(shí)進(jìn)行的,只有在所有關(guān)鍵指標(biāo)都達(dá)到要求的情形下,才能確保食品安全達(dá)到要求。
1.3 常見PCR技術(shù)分類
PCR技術(shù)根據(jù)應(yīng)用模式的不同,通??煞譃槌R?guī)PCR技術(shù)、多重PCR技術(shù)、RT-PCR技術(shù)及熒光PCR技術(shù)等幾種類型。常規(guī)PCR技術(shù)所需要使用的樣本數(shù)量較少,技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確性強(qiáng),常被應(yīng)用于單核細(xì)胞增多癥等方面的檢測(cè)中,通常情形在12-24h內(nèi)可以完成全部檢測(cè)流程。多重PCR技術(shù)基于不同PCR技術(shù)類別具有互補(bǔ)性,其分離速度快、檢測(cè)準(zhǔn)確率高,但是對(duì)技術(shù)應(yīng)用水平和設(shè)備等具有較高的要求,因此應(yīng)用范圍受到一定限制。RT-PCR技術(shù)是在提取微生物中RNA并進(jìn)行模板構(gòu)建的基礎(chǔ)上,與PCR技術(shù)相結(jié)合的新型檢測(cè)技術(shù),能夠有效分辨生物特征,提升檢測(cè)準(zhǔn)確率。熒光PCR技術(shù)是對(duì)熒光分子進(jìn)行染色處理,依據(jù)微生物的特異性對(duì)基因標(biāo)靶進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),它的特點(diǎn)是能在較短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出對(duì)多種病原體。
1.4 PCR技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
PCR技術(shù)在應(yīng)用于食品微生物檢測(cè)時(shí)所具有的優(yōu)勢(shì)是相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)而言,在實(shí)際應(yīng)用中具有應(yīng)用便捷的特征,它能夠縮減檢測(cè)程序,在幾小時(shí)或者一天之內(nèi)就能夠獲取檢測(cè)結(jié)果,提升食品安全現(xiàn)場(chǎng)管理工作的整體效率。PCR技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)生化檢測(cè)技術(shù)而言,自動(dòng)化水平更高,能夠基于生化實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更加精準(zhǔn)的檢測(cè)出食品中的微生物含量,確保食品安全管理水平不斷提升。
2 PCR技術(shù)在食品微生物檢測(cè)中的具體應(yīng)用
2.1 在海水產(chǎn)品副溶血弧菌中的應(yīng)用
副溶血性弧菌(VP)為嗜鹽性細(xì)菌,主要侵染海水產(chǎn)品和鹽含量較高的食品,是引發(fā)急性胃腸炎的重要食源性疾病原菌之一。有研究表明,沿海國(guó)家和地區(qū)的海水產(chǎn)品受VP污染較為嚴(yán)重,在魚類、貝類、甲殼類、軟體類中的檢出率較高,而受污染程度與海產(chǎn)品的類別、海域環(huán)境條件相關(guān)聯(lián)。近年來,淡水產(chǎn)品中VP污染呈現(xiàn)上升趨勢(shì),表現(xiàn)出多物種、多環(huán)節(jié)以及季節(jié)性的高污染特征。目前,食品中VP的檢測(cè)可以分為傳統(tǒng)檢測(cè)方法與快速檢測(cè)方法。傳統(tǒng)的VP檢測(cè)方法由于方便價(jià)廉被普遍使用,但存在耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度低的缺點(diǎn),如GB 4789.7-2013和SN/T0173-2018。隨著技術(shù)的革新,食品中VP的快速檢測(cè)方法得以發(fā)展,各專業(yè)公司研制出快速、簡(jiǎn)便、特異性強(qiáng)的檢測(cè)方法,如:北京良潤(rùn)生物科技有限公司研制的“副溶血性弧菌核酸檢測(cè)試劑盒”(PCR-探針法),對(duì)提升食品安全檢測(cè)質(zhì)量具有重要意義。目前,文獻(xiàn)報(bào)道的食品中VP快速檢測(cè)方法約有22種,如:以細(xì)菌培養(yǎng)和生化鑒定為基礎(chǔ)的顯色培養(yǎng)基法、以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)的PCR-變性高效液相色譜法、以免疫學(xué)為基礎(chǔ)的免疫膠體金技術(shù)(ICG)法、以噬菌體特異性為基礎(chǔ)的噬菌體鑒定技術(shù)、以生物識(shí)別和信號(hào)轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的生物傳感器技術(shù)、以細(xì)胞分子水平、單克隆抗體為基礎(chǔ)的流式細(xì)胞術(shù)。
2.2 在生鮮食品中食源性病原微生物檢測(cè)中的應(yīng)用
生鮮食品是指未進(jìn)行加工或者僅進(jìn)行初步加工就能夠直接食用的食品,常見的有水產(chǎn)品、肉制品及水果蔬菜類等。采用多重PCR技術(shù)對(duì)生鮮食品進(jìn)行檢測(cè),能夠改變傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)中存在的問題。由于多重PCR技術(shù)具有對(duì)多種病原微生物都具有較高的明暗性和特異性,并且在檢驗(yàn)非活菌時(shí)具有良好的檢測(cè)效果,因此能夠防止假陰性結(jié)果的出現(xiàn)。有學(xué)者采用多重PCR技術(shù),在2h時(shí)間之內(nèi),對(duì)生鮮食品中的單增李斯特菌含量進(jìn)行了檢測(cè)。也有學(xué)者采取多重PCR技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),在4h之內(nèi)檢測(cè)出了6種食源性病微生物。還有學(xué)者研究?jī)商壮彩絇CR檢測(cè)引物,其檢測(cè)靈敏度可達(dá)3.55×10-10ng/μL,比常規(guī)PCR檢測(cè)的靈敏1萬倍。由此可見,多重PCR技術(shù)在生鮮食品食源性病原微生物檢測(cè)中,有良好的應(yīng)用效果。
2.3 在乳制品沙門氏菌檢測(cè)中的應(yīng)用
乳制品質(zhì)量控制是食品安全管理的重要方面,在乳制品生產(chǎn)中,如果生產(chǎn)環(huán)境控制技術(shù)應(yīng)用不當(dāng),極有可能造成乳制品感染病原微生物。乳制品傳統(tǒng)的檢測(cè)方式是對(duì)微生物進(jìn)行培養(yǎng)后,采用生化反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè),不僅檢測(cè)速度較慢,而且整體準(zhǔn)確率較低?;赑CR技術(shù)對(duì)乳制品進(jìn)行沙門氏菌進(jìn)行檢測(cè),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)特定目的片段的擴(kuò)增,通過Mg2+對(duì)Taq DNA聚合酶進(jìn)行催化,從而確保其活化性能得到提升,實(shí)現(xiàn)片段擴(kuò)增的目的。有學(xué)者在進(jìn)行沙門氏菌檢測(cè)時(shí),通過現(xiàn)代PCR檢測(cè)技術(shù)和免疫磁珠技術(shù)建立了“磁珠富集+PCR檢測(cè)”的快速高效方法,為食品檢測(cè)前處理時(shí)間縮短提出了新的解決思路。有學(xué)者在進(jìn)行復(fù)合調(diào)味料沙門氏菌檢測(cè)時(shí),先按照國(guó)標(biāo)方法增菌,再涂布BS和XLD平板,根據(jù)沙門氏菌的特定序列設(shè)計(jì)引物,挑出疑似菌落進(jìn)行菌液PCR反應(yīng),提高檢測(cè)準(zhǔn)確率,縮短對(duì)沙門氏菌的檢測(cè)時(shí)間。
2.4 在大腸桿菌檢測(cè)中的應(yīng)用
大腸桿菌是具有毒性的微生物類型,并且這些毒性具有較高的一致性,傳統(tǒng)的檢測(cè)方式主要是以血清微生物法進(jìn)行檢測(cè),在準(zhǔn)確率方面存在一定的缺陷。PCR技術(shù)在微生物檢測(cè)應(yīng)用中,主要是對(duì)大腸桿菌的DNA雙鏈進(jìn)行檢測(cè),通過免疫磁分離技術(shù)與PCR技術(shù)相結(jié)合,能夠提升大腸桿菌的檢測(cè)準(zhǔn)確率,并且進(jìn)行更加深入的分析,檢測(cè)準(zhǔn)確率的提高對(duì)于確保食品安全具有重要意義。有學(xué)者通過設(shè)計(jì)PCR體系擴(kuò)增不同菌株的基因部分序列,證實(shí)一些基因作為靶基因可以用于開發(fā)PCR技術(shù),檢測(cè)食品中的大腸桿菌。
3 展望PRC技術(shù)應(yīng)用前景
PCR技術(shù)作為食品微生物檢測(cè)的重要技術(shù)之一,已經(jīng)取得了良好的應(yīng)用效果,為推動(dòng)我國(guó)食品安全管理起到了積極的促進(jìn)作用,在未來發(fā)展中,PCR技術(shù)的應(yīng)用主要朝著三個(gè)方面發(fā)展:首先是對(duì)DNA和RNA模板的純度方面,具有更高的要求,這是確保PRC技術(shù)應(yīng)用提升準(zhǔn)確率的重要前提。其次是在PRC技術(shù)應(yīng)用中,還存在檢測(cè)靈敏度不足而出現(xiàn)假陽性現(xiàn)象,需要提升檢測(cè)準(zhǔn)確率和技術(shù)應(yīng)用的水平。另外,PCR技術(shù)在技術(shù)應(yīng)用過程中,與數(shù)據(jù)分析和處理的結(jié)合度將會(huì)更加密切。為了明確PCR技術(shù)發(fā)展的具體前景和具體方向,需要針對(duì)現(xiàn)階段食品微生物檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的具體問題進(jìn)行合理的分析及解決,確保能夠在提高食品微生物檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用效率的基礎(chǔ)上提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。不同品種的食品進(jìn)行安全檢測(cè),需要具備不同的檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)技術(shù),而負(fù)責(zé)相關(guān)檢測(cè)儀器設(shè)備使用的工作人員要明確先進(jìn)的儀器設(shè)備的具體操作流程和操作方法,確保能夠在不斷更新的微生物檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用過程中可以更加順利。
4 結(jié)束語
近些年來,雖然相關(guān)部門在食品安全管理方面的投入力度不斷增大,但是群體性的食品安全事件仍時(shí)有發(fā)生,因此,依托現(xiàn)代技術(shù)提升食品微生物的檢測(cè)準(zhǔn)確性和檢測(cè)效率,能夠更加快速的判定問題產(chǎn)生的根源,為提升事件解決的效率建立良好的基礎(chǔ)。
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