食品微生物检测中 PCR技术的实践研究

代真真 邢苏 宋晓婉 欧金玉

随着社会经济的飞速发展以及收入水平的不断提高，人们对于食品的消费能力日渐提高，为了满足人们多样化的消费需求，各种食品类型逐渐在市场中涌现出来。在这样的背景下，对食品质量安全进行严格谨慎的监测就显得尤为重要。在信息化时代，越来越多先进的食品安全检测技术被大力研发和应用，本文主要分析了PCR技术在食品微生物检测中的应用，以供实践参考。

PCR技术是一种有效调查食品源疾病暴发以及对食品源相应病原菌进行鉴定的工具，在食品微生物检测中有着非常广泛的应用，具有较高的灵敏度、极强的特异性、精准快速等优势。因此，科学合理地推广应用PCR技术，对于做好食品检测工作、预防食源性疾病以及评估食源性疾病的危险性等都有着十分重要的意义。

一、PCR技术的原理及类型

1.原理。在食品微生物检测过程中，PCR技术的主要原理是反复操作三个不同步骤的不同环节，包括高温变性、中温延伸、低温退火等，以便对微生物核酸序列进行有效的检测，而在实现扩增的目标时则是在单个核酸分子序列的基础上进行复制来完成。具体来说，高温变性是在94℃的高温下，如果处于双链状态的食品微生物的DNA序列会发生变性现象，也可以顺利解链，那么其存在形式就是双链。中温延伸是在72℃的情况下，将被测食品微生物的引物所发挥的引导延伸作用作为相应的条件进行复制，从而将微生物的DNA序列有效地检测出来。低温退火是在55℃以下，食品微生物在被检测过程中有效融合了特异性引物以及单链状态下的DNA。反复对以上三个步骤进行操作，直到能够将微生物的DNA序列检测出来并且数量充足，这样才能符合PCR技术的实际检测要求。

2.类型。（1）常规PCR检测。运用PCR技术进行常规的食品微生物检测时，需要利用热稳定DNA聚合酶的催化作用，获得缓冲液与MgCl2溶液发生反应后的混合物，扩增被界定的DNA片段。（2）多重PCR检测。与传统的PCR检测原理相比，多重PCR的检测原理并没有什么不同，不过与各引物的模板存在着特异性互补，即将1对以上的特异性引物加入到同一反应体系中，这样就能实现同时将一条以上的目的DNA片段在同一个反应管中扩增。利用这样的方法，能够对1个以上的基因同时进行检测或者是确定其交叉限制。（3）荧光定量PCR检测。在传统的多聚酶链式反应仪中应用荧光能量传递技术，并促使受体发色团偶极之间产生相互作用，这就是荧光定量。在利用PCR技术进行检测时，通过荧光讯号就能够获取靶序列的初始浓度，能量也会被快速转移到受体发色团，此时荧光讯号强度就能与DNA数量产生正比例关系，进而达到定量的目的。

二、PCR技术在食品

微生物检测中的主要作用

PCR技术是聚合酶链式反应技术的简称，这是一种基因技术，在利用这项技术进行食品微生物检测时，为了有效地获得目标DNA片段，需要采用体外模拟DNA的复制过程来实现，这样有利于分析和判定實验对象的基因特征。在应用PCR技术进行实际的食品微生物检测时，可以有效地将食品检测样品中的各种微生物都进行有效的基因标记，并且能够将这些基因都复制下来，从而在食品样品较多的情况下也能利用较短的时间进行有效检测，这样不但可以实现极高的自动化检测，而且操作非常简单便捷，极大地提高了食品微生物检测的效率和质量。

三、PCR技术在食品

微生物检测中的主要流程

1.引物设计。PCR扩增的特异性能否成功与引物的优劣有着直接的关系。近些年来，分子生物学的发展非常迅速，对于各种微生物基因的研究越来越深入，使得其基因序列也变得越来越明了，从而更容易进行引物设计。为了能够确保引物设计的准确性，还需要全面了解检测对象的遗传背景。

2.模板的制备。为了确保PCR检测技术的准确性与可靠性，必须有效提高目标模板的纯度，确保目标分子的数量充足，因此富集步骤是多数PCR检测中都不可缺少的。

四、PCR技术在食品

微生物检测中的应用特点

1.操作简单。实际的食品微生物检测工作会涉及到很多方面，比如微生物生长所必备的培养基、微生物生长环境中的温度和酸碱度等，要根据微生物的类型以及实际的检测需求设计不同的检测方式，投入一定的检测时间、检验人员以及检测中需要的物力资源，严格密切地观察培养基中的菌落、微生物细胞等特征并鉴定其生理生化等。因此，在以往的食品微生物检测中所使用的传统自动化技术不仅达不到检测的高度，花费的时间还比较长，使得检测工作的效率非常低。而PCR技术这种高自动化检测技术的研发与应用刚好能够弥补传统自动化检测技术的不足，不但操作非常简单便捷，而且只需要一个检测人员就能对所有检测程序进行有效控制，极大提高了检测效率。

2.检测快捷。应用传统的自动化检测技术进行食品微生物检测时，往往需要花费2-5天的时间等待检测结果，有些微生物的检测甚至需要花费一周或者更长的时间，这就可能导致一些食品在检测过程中就已经投入到市场。而有些食品则是在检测中发生霉变，导致还未流入市场就已经受到损坏，从而给生产企业带来严重的经济损失。为了高效地解决传统检测技术存在的这些不足，就可以使用PCR技术对食品微生物进行检测。PCR技术是一种高自动化的检测技术，完全可以有效规避检测时间比较长的问题，通常在很短的时间内就能得到精准的检测结果，多数是几个小时，有些微生物在检测时花费的时间较长，但也不会超过1天。

3.准确率高。随着现代社会的发展，食品微生物种类越来越多，传统的自动化检测技术并不能高效地将微生物从食品中分离出来，更难以全面辨别食品微生物的种类。比如，传统的自动化检测技术很难将菌落检测出来，即便检测出来了，也难以进行有效的培养，使得食品微生物检测工作进行得并不顺利，效率也无法提高。应用PCR技术，不仅能够精准地提取食品中的微生物，还能科学合理地进行培养，既有利于微生物类型的判断，又能够使检测结果更加准确，从而为食品生产监督提供极大的便利和主要的参考依据，进一步保障食品安全。

4.发展空间比较大。作为一种高自动化技术，PCR技术在食品微生物检测中有着巨大的优势，与传统的食品微生物检测技术相比，PCR技术的应用范围更广，检测所花费的时间、人力、物力等相对较少，而且检测质量也比较高，潜在的发展空间巨大。随着社会经济的不断发展以及高新技术的推广与应用，PCR技术被广泛应用于多个领域，而且这项技术本身就具有较高的灵敏性与极强的特异性，在我国食品行业的生产管理中或者是食品流通过程中，PCR技术都能发挥出极大的作用。

五、PCR技术在食品

微生物检测中的注意事项

1.PCR模板的制备。各类食品中会存在非常多的PCR抑制因子，为了确保食品微生物检测的准确性，就要尽量除去这些抑制因子，这对于最终的检测结果有着直接的影响。因此，在微生物的核酸提取时或是对食品樣品进行处理时，都离不开模板的制备，特别是对食品样品进行处理时，更需要注重PCR模板的制备。

2.检测对象的生物活性。在对食品微生物进行检测时，从理论上而言，只要是能够提供核酸的样品都可以实现PCR的扩增，这主要是由于在检测DNA时使用的细胞并不一定是活细胞，这也表明PCR技术并不能有效区分活细胞与死细胞。

六、PCR技术的发展方向

在信息化的时代发展背景下，食品微生物检测中所应用的PCR技术愈发先进，所发挥的作用也越来越大。未来，PCR技术的发展方向主要集中于以下三个方面：

1.DNA或者RNA模板的纯度要求逐渐提高。在食品微生物检测工作中，DNA或者RNA模板的纯度对于PCR检测结果的准确性有着直接的影响，所以要想提高PCR检测技术的准确性，就需要提高模板的纯度。

2.进一步攻克PCR检测实验中的假阳性问题。食品中存在着种类众多的微生物，而且这些微生物不具备稳定性，所以在检测过程中会受到PCR技术的高灵敏度影响而导致假阳性现象出现。为了有效解决这一问题，未来应把提高PCR检测技术的准确性作为工作重点。

3.PCR技术逐渐转变为数字化PCR技术。在大数据时代，PCR技术在发展过程中也需要紧密结合数据技术，将芯片设计与制作作为重点，利用内置芯片将PCR技术逐渐转变为数字化PCR技术。内置芯片的应用能够进一步实现微滴式可智能识别的检测技术目标，极大地提高食品微生物检测工作的效率和质量，进一步改善传统PCR技术中的一些不足之处，全面突破传统检测技术中检测结果所受到的限制，比如不再受标准溶液以及标准曲线的局限，使得检测结果更加精准。在未来的发展中，数字化的PCR技术在食品微生物检测领域中的应用会有更加广阔的发展前景。