近年来,商业化种植的转基因作物品种变得越来越丰富,转基因食品安全也吸引了越多越多人的关注。基于此,本文以转基因食品检测技术为主要研究内容,分析了转基因食品的基本情况、转基因食品检测技术的分类与方法,最后提出了转基因食品检测技术在食品检测工程中的具体应用及其未来发展趋势,旨在确保转基因食品检测技术的作用得以顺利发挥,加强对食品安全的把控。
一、转基因技术的相关概述
1.基本概念。分子生物学理论为转基因技术提供了理论层面的支持,其是指在完成对基因片段的提取后,再对生物基因进行重组,或者通过人工的方式对DNA片段进行合成,并转入特定生物,使其和生物基因重组,从而让特定性状及遗传特性等能够得到有效的呈现。结合不同来源,可将转基因食品划分为植物性、动物性和微生物三种类型。当前,生物DNA在与外源基因进行重组时面临着许多无法预测的因素,无法保证转基因食品的安全性,所以落实好转基因食品检测工作具有非常重要的意义。
2.相关性质分析。(1)转基因食品的毒性。大多数食品为了抵抗病原菌、害虫等的影响,会产生毒性物质,诸如蛋白质抑制剂或神经毒素等。食品本身涉及的毒素含量通常不会造成毒效应,但转基因食品受基因导入的影响,可能会出现毒素蛋白过量表达的情况,进而产生毒性。对于转基因食品的毒素基因而言,其可能会脱离原有遗传环境而过量表达,使得转录新基因中拥有能够产生毒性的基因片段。
(2)转基因食品的致敏性。外源基因在导入转基因食品时,受不同环境因素的影响,形成的新生物中可能会包含致敏原,其与食物毒性原理接近。同时,转基因作物主要是将特定基因插入原生物体基因中,实现对特定蛋白的表达,若表达的蛋白属于过敏原,那么人体摄入后就可能会出现不良反应。即使不是过敏源,只要是在食用部分进行表达,均需要进行相应的评估工作。比如,在核桃、小麦等基因中插入玉米的某段基因,那么此片段中包含的相关过敏源基因就会进入核桃与小麦的基因中。尽管转基因食品具有良好的抗虫害能力,且生物性状优异,但仍存在附加致敏性信息,而且因为难以对同源性致敏原予以明确,导致无法用标签标示转基因食品,并找到具体的过敏源。
(3)抗生素抗性。在种植植物性转基因食品时,采取的方式主要是检测细胞抗生素抗性,以知晓标记性基因导入受体细胞内是否顺畅。举例来说,可将青霉素类抗性基因作为标记性基因,在重组外源基因后以質粒的形式出现,随着转入受体细胞的顺利进行,需要对细胞青霉素抗性进行检测,进而分析目的基因导入受体细胞的过程中是否遇到阻碍。
二、转基因食品的基本情况
1.转基因食品发展现状。在科学技术的推动下,我国转基因技术得到了较好的发展,加之市场需求变化的影响,转基因技术的发展方向发生了改变,获得了快速发展。近年来,转基因技术逐渐在食物链的部分环节中展现出了关键作用,并在一定程度上推动了农业的发展。国外市场上流通的各类加工食品大多与转基因食品技术有关,诸如谷类食品、饮料等,并且还在微生物、动物、植物等相关方面得到了广泛应用,涉及到丰富的类型。我国也有许多转基因植物正处于田间试验阶段,随着转基因技术的不断发展,未来将会在商业中得到更多的使用。
2.转基因食品的优缺点。借助转基因技术,能够培育出具有抗虫、抗寒以及抗旱等相关特性的农作物品种,降低农作物对水、化肥的依赖程度,在减少农业生产成本的同时,促进产量的提升。将转基因技术应用于农作物培育,还可以减少农作物受气候、季节等相关因素的影响,确保生产质量,让人们能够随时吃到新鲜的蔬菜。但也有部分学者表示,外来基因会导致食品内所含的营养成分被破坏,比如转基因大豆与普通大豆相比,其含有的异黄酮成分明显减少。同时,转基因生物与其他野生生物杂交后,可能会出现基因污染的状况。尽管基因通过人工提炼后可以达到某些效果,但也会让食品内的毒素长时间累积,进而无法保证此类品种的安全性。
三、转基因食品检测技术的主要类型
立足于转基因检测技术原理,可将其划分成核酸水平和蛋白质水平检测技术两类。核酸属于大部分生命体的遗传物质,具有极强的普遍性。通过分析核酸检测技术作用机制可知,其表现为以DNA为标靶,根据外源DNA插入位置的不同和DNA序列片段涉及的不同特征,达到全方位检测的效果。现阶段该技术已经十分成熟,应用范围也得到了进一步拓展,例如定性PCR技术和等温扩增技术等均为核酸水平检测技术。一些学者在研究蛋白水平转基因检测技术特点的过程中发现,其是将免疫分析技术作为基础,定量检测转基因产品外源表达蛋白。
1.核酸水平检测技术。核酸水平检测技术主要包括核酸印迹法、PCR检测法、基因芯片法等。(1)核酸印迹法是在尼龙薄膜上将被检测样品的DNA固定,利用被标记的核酸探针与其进行杂交,然后合理运用标记探针,系统检测检验样品,分析其是否涉及部分转基因DNA片段,但该方式在实际应用过程中灵敏度偏低。(2)运用PCR检测法时,需要全面检测已扩增的产物,防止影响转基因食品检测的可靠性和有效性。(3)基因芯片法也就是所谓的DNA微探针阵列法,其核心在于反向斑点杂交技术,显著特征为高度集中,能够将现阶段运用的抗性基因和终止子的靶片段顺利固定在载体上,扩增待测的基因,标记完成后与固定的探针进行杂交。在使用扫描仪扫描杂交信号的过程中,需要运用计算机处理杂交信号,进而获得杂交谱。采用基因芯片法能够实现对样品中不同类型GMO的同时检查,有利于实现准确筛查的目标。现阶段受基因芯片技术造价成本高等因素的影响,该方法主要应用于转基因食品检测的前沿。
2.蛋白质水平检测技术。(1)分子特征检验技术。分子特征指的是转基因作物、食品受体的外源基因等其他相关信息。此类信息包含的内容是分析检测技术作用顺利发挥的前提条件,除了能够协助转基因作物检测有序进行之外,还可以合理分类食品,确保评价的可靠性与有效性,进而立足于分子特征对转基因食品进行检测。同时,该技术还在精准定量方面展现出重要作用,可从多个角度对转基因食品开展综合性检测。(2)复合扩增PCR检测技术。这种检测方式也被称为多重PCR,是现阶段国际上应用十分普遍的转基因食品检验方式。通常情况下,普通PCR技术在检测转基因食品方面具有一定的局限性,而多重PCR技术可以将超过2对的引物加入反应体系中,确保PCR反应的多个靶序列能够成功达到。但若想保证转基因食品信息的准确性、完整性,还需对被检测转基因食品开展全面检查,根据反应原理合理使用PCR反应试剂,进行多次的PCR检测。尽管普通PCR检测技术也可以检测转基因食品,但实际操作较为复杂,且投入成本偏高,还会对周围环境造成影响,而多重PCR检测技术能够弥补常规PCR检测方法的不足之处,并且掌握多个基因目标片段的具体信息,从而提升检测的灵敏度。
四、转基因食品检测技术
在食品检测工程中的应用
1.双向电泳检测。双向电泳技术在蛋白质组研究中发挥了至关重要的作用,能够有效分离蛋白质。具体表现为利用高分辨与高灵敏的方法,对两个样品的蛋白质进行分离,同时还能够对各类因素加以区分,结合样品之间存在的物理、化学原理差异,起到分离蛋白质的效果。当前在对转基因食品进行检测时,大多会将各种pH长度的固态梯度干胶条联系起来,促进第二项电泳分离实际效果的提升,确保食品检测系统的标准化,然后根据实验室内外部数据,对转基因食品的品质进行分辨。
2.杂交检测。杂交检测技术主要以蛋白质分子大小为基础来实施分离,并将特异性靶蛋白抗体融入其中,以便深度融合目标分子印迹的蛋白质与抗体。在实际应用过程中,可将专一和一抗结合的酶加入进来,准确标记二抗,再由检测人员对二抗检测出的标记化合物性能进行辨别。同时,还应从综合层面上考虑植物细胞蛋白质表达、浓度大小、规模分子量等信息。例如,将杂交检测技术运用于花瓜花叶病毒蛋白的克隆抗体中,能够弄清楚CMVCP基因在番茄中的外源基因表达,并将结果通过与PCR扩增产物有关的植株显示出来,借此对CMVCP基因的表达蛋白進行表达。
3.蛋白质印迹法。在食品检测工程中运用蛋白质印迹法,可以呈现出良好的应用效果,原因在于该方法拥有较强的电泳分离能力,可以组合特异性抗体与显示酶的敏感酶反应,对复杂混合物中的某种特定蛋白质进行检测。例如在检测抗草甘膦大豆CP4合成酶的过程中,运用蛋白质印迹法可以提高约0.5%-1.0%的检测精度,有利于检测与大豆蛋白质产品相关的转基因食品,确保测定结果的可靠性、有效性。
4.多重PCR检测技术。多重PCR检测技术主要利用比较灵敏的聚丙烯酰胺凝胶电泳对农产品转基因进行检测,并将番木瓜的持家基因、抗环斑病毒转基因品系的外源结构基因联系起来,对基因序列等进行科学调控,设计特异性检测引物,使双重PCR检测法得到有效改善,取得同时扩增持家基因、外源结构基因的效果,提高检测抗环斑病毒转基因番木瓜食品的可靠性、准确性。除此之外,该技术还能够实现对基因食品原料和加工成品的有效检测,如果想检测转基因食品中的诸多目标基因,就可以合理运用这一技术来对大豆等相关食品展开测定。在具体操作过程中,为了防止产生扩增结果假阴性的情况,应当对PCR反应效率评价指标予以明确,即以大豆肌动蛋白基因、外源凝集基因作为内部参照。如果大豆含量为0.15%,则可以确保检测结果的有效性与精准性。
五、转基因食品检测技术的未来发展趋势
现阶段,受转基因食品种类越发丰富、产量不断提高等因素的影响,市场上转基因食品的品类和数量有了显著增加。要想对转基因食品的质量安全进行控制,就需采取更加迅速、便捷、准确、灵敏的检测技术,确保转基因食品市场需求得到有效满足。
在未来发展过程中,应用转基因食品检测技术时要健全相关法定标准,明确法定标准物,重视成本与人为操作等相关因素的影响,促使转基因食品检测技术能够朝着自动化、高通量、高灵敏度的方向发展。另外,转基因食品检测技术也要与现有或新型转基因食品快速准确检测的相关要求相符,具备简便快捷、适用范围广以及成本低廉等特点,最终为转基因食品奠定坚实的安全基础。
作者简介:孟满(1986-),女,汉族,贵州毕节人,硕士研究生,研究方向为食品加工与安全。