PCR技术及其在食品微生物检测中的应用初探

唐婧媛 辽东学院医学院

PCR技术主要是利用聚合酶链反应的方式，这是一项技术是在DNA的基础上进行片段进行扩增的一种方式，对于这项技术的发明最早是由美国学者开发出来，并且这项技术其本身被广泛地运用到微生物领域的检测工作之中，这项技术能大大缩短检测的时间，并且检测效率较高。再加上这项技术其本身是对一些具有致病的微生物进行检测。随着人们对食品微生物检测工作的深入了解，因此，在食品微生物检测过程中所花费的精力具有一定的现实意义和作用。

一、PCR检测技术主要原理分析

对于PCR技术在进行食品微生物检测过程当中的原理可以理解为，通过低温退火、高温变形以及中温延伸等三个不同的环节进行反复的操作，从而检测微生物核酸序列，通过利用核酸分子序列，从而完成复制以及扩增的最终目的。首先，通过具体分析PCR技术的应用原理，主要是根据不同温度来整合不同的信息，也就是高温变形被检测食品微生物一直处于双链状态的DNA序列，并且要处于94摄氏度的状态下产生变性，再成功的解链，在以双链形式存在的方式。其次，关于低温退火主要是处于55摄氏度下，被检测为生物特异性物跟单链状态下的DNA进行融合。最后，中温延伸，是物质处于72摄氏度下，需要将被检测微生物引物的引导延伸为条件进行有效的复制，从而检测微生物的DNA序列。通过综合以上三点并进行反复的操作，最终获取到足量杯检测微生物的DNA序列，最终达到了PCR技术检测的最终要求。

二、PCR技术在食品微生物检测中的应用优势

自古以来，人们更加信仰的是民以食为天，食物乃是人类生命继续和延伸的物质基础，食品安全则与人们的身体健康紧密联系。我国是一个幅员辽阔、人口众多的大国家。对于食品的需求相比较其他国家而言是远远超出的，因此，人们对于食品安全问题越发的关注，不仅是成为影响我国社会稳定和市场发展的基础物质，也是构建对外贸易关系的关键，在塑造我国国际形象方面，发挥着不可替代的作用。为此，食品安全对于我国发展可持续战略与我国国民身体体质有着直接的联系。当前，我国食品行业发展越来越快速，在食品微生物检测的过程中要求越来越严格，所检测的生物数量也在不断的增加，然而，有些企业过于重视自身的间接效益，而忽视了微生物检测管理的工作，因此，食物污染成为影响我国社会稳定以及对国民身体健康造成危害的重要因素。及早做好食品微生物污染源的控制工作是非常重要关键的，PCR技术应用于食品检测当中，具有非常重要的意义和作用，据相关调查可知，这项技术已经取得了较为满意的研究效果，在食品检测工作当中发挥着非常重要的作用。

（一）方便快捷

在传统的自动化检测工作当中，所需要花费的时间较长，同时操作的难度系数较高，这将直接影响了检测工作的效率。在进行食品微生物检测工作过程中其所涉及的工作面较广，比如说微生物生长的应用，培养基微生物生长温度以及微生物生长环境的PH值等具有不同类型并且花费时间、人力以及物力，并且在这个工作过程中，效率难以保证，应用的效果十分有限。比如说PCR技术的运用，这项技术主要的特点是相比较传统自动化技术而言，操作会形成鲜明的对比特点，因此只需要PCR人机一体化便能控制所有的检测程序，同时，对于便捷性的检测而言，能大大地提升检测的效率，同时推动现代化的食品检测工作效率的提升。

（二）检测有效性高

在使用传统的检测技术条件下，对于微生物检测工作需要五天左右，甚至可能要达到一周以上，由于检测时间太长，往往会使得食品已经投入到市场流通环节，那么，检测结果还没有出来的情况，这也充分体现了传统自动化检测过程非常费时间的弊端，对于我国食品行业的实际情况而言会造成滞后的影响效果，最终影响我国社会的经济发展和社会的稳定，然而，在高自动化检测技术的条件下，能够有效地规避时间这一弊端，相比较而言，它能在短时间之内就得出最终的检测结果，时间一般是在几个小时，最长不会超过一天。高自动化检测技术PCR对于我国食品行业的发展而言具有非常重要的意义[1]。

（三）准确率极高

随着经济时代的到来，食品的种类以及数量日益增多，对于传统的自动化检测工作而言，食品检测中的微生物就会更加的困难，特别是要全面的辨别食品微生物的种类这一方面，这一难题在短时间内是无法攻克的，因此，在检测过程当中，不仅检测不出，同时还难以培养，这种方式不利于食品安全的检测工作的开展。然而，通过运用高自动化检测技术PCR的方式能够有效的规避这一类的问题，在这一类高自动化检测技术之下，能够提升食品安全微生物的检测类型，为食品生产监督提供更多有效的数据，同时，为我国食品安全发展奠定良好的基础，真正实现利国利民这一宿愿[2]。

（四）具有宽广的市场

PCR技术是当前自动化技术当中较高的技术，相比较传统检测技术而言，具有较高的使用价值。对于食品行业而言，其生产者还是从事者都要不断地提升检测的工作量。在开展回顾性的检测分析工作中，传统的检测技术分析都是比较落后的方式，这成为影响我国食品发展的重要因素，并且难以真正地保证我国食品行业的协同发展，同时，对国民身体安全也带来直接性的影响。随着食品行业以及经济的快速发展，PCR的出台是我国技术发展的重要成果，也是充分体现我国科研发展的进步，并且成为我国食品安全保障的重要方式，为此，在市场上有很大的发展空间[3]。

三、食品微生物几种检测方法

（一）常规PCR检测

在进行常规的PCR检测过程当中，使用的主要原理是相对简单的，就是根据DNA模板以及相应引物的混合物适当的添加聚合酶再进行催化作用之后，对DNA片段进行扩增的方式，主要依赖于DNA模板来进行完成，但是在这过程当中，这个过程是需要经历不同的阶段，对于每个检测周期都会产生更多的DNA片段，可以作为循环的主要模板，由此可见，对于每个检测的周期都会出现不同的DNA片段，那么直接可以作为循环的模板，由此可知，聚合酶链反应的产物在不断的增加。早在20年前，研究人员就利用沙门氏菌相应基因来进行引物设计，在这个研究过程当中，采用PCR技术来开展的。在检测试验过程当中可以发现，检测能够对多种菌类进行，并且最终的检测率高达了99.6%，由此可知，PCR检测方式是非常高效化[4]。

（二）多重PCR检测

对于多重PCR检测方式与常规的检测方式之间有一定的相似性的特点，其不同的是会出现在不同的反应体系之中，那么需要添加更多的引物，那么混合物当中也会呈现出互补关系的引物，在这个反应体系中会增设具有不同类型的DNA片段。对于这种检测方式的优势，这个过程在保证常规的检测方式的基础上的优势外，同时也能更好地减少检测过程中的步骤，从而达到提升检测的效果。除此之外，采用多重PCR检测方式，就能实现对多个基因组开展深入检测的方式，但是这种检测方式基本说也会存在一些不足之处，需要从客观的角度来分析这 一问题，其中包括检测效率是非常低的方式，也是需要进行改善和升级的。对不同的学者和专家，在这一检测过程的深入研究和应用过程当中，其中，对于典型的大肠内细菌和沙门氏菌等，其最终的研究结果显示，检出率的概率达到了65%，充分说明这种检测方式具有可行性的特点[5]。

（三）RT-PCR

逆转录聚合酶链反应又称之为RT-PCR技术，其主要的原理是对细胞当中的RNA进行有效的提取，在这个基础上对其模板获取更多，最终实现PCR的扩增。对基因进行有效的表达，然而，在开展实际的检测过程当中，可以发现，这样的检测方式其灵敏度能够大大的提升，甚至能够提升多个数量级，使得RNA样品的工作分析更加的明确和准确。有研究员对RT-PCR这种检测方式进行研究，主要以河流当中的样品和动物的粪便作为本次的研究对象，最终的结果显示DNA和RNA之间的菌体有一定的差异，为此，对于两种噬菌体也会有一定的差别，在对菌体进行检测过程当中，菌体的阳性和阴性是相对比较容易区分，由此可见，在微生物检测过程当中，使用这种方式能够充分的发挥其自身的优点和作用[6]。

由此可知，PCR检测技术能够快速特异扩增任何期望的DNA基因，因此，在食品微生物检测领域有很大的市场，但是在实际操作过程中，也有一定的缺陷，比如说引物之间的抑制或者是引物和其他模板间的非特异性结合，导致出现假阳性，如果实验条件不得当，会导致产物产生突变，那么，引物设计以及靶序列选择不当，可能会降低特异性和灵敏度，相信随着PCR技术的改进和发展以及改进技术在食品、微生物检测领域有更为宽广的运用，因此，必须将食品微生物检测技术带领进入一个新阶段。