分子生物學方法在食品微生物檢測中的應用

楊碧曉

【摘 要】隨著食品安全問題日益突出，傳統檢驗方法耗時長，檢出率低，所以及時、準確地檢測出食品中病原微生物是其安全檢測的重要內容， 隨著分子生物學快速發展，其特異性和靈敏性備受矚目。我們主要介紹基因探針檢測法、PCR檢測法和基因芯片檢測法的原理、開發及其在食品微生物檢測中的應用。雖然這些方法具有快速、高效的優勢，但存在檢測成本高，假陽性等問題，因此開發靈敏，快速簡易的食品病原微生物檢測方法，對食品安全檢測技術發展將有很大推動作用。

【關鍵詞】分子生物學方法；食品微生物檢測

一、前言

隨著食品安全問題的日益突出，國家對其愈發重視，它關系到人們生命健康，傳統細菌檢驗方法雖靈敏度高，費用低，但步驟繁多，通常需要幾天時間才獲得結果，有時難以檢測生長緩慢、營養苛求菌以及新的病原微生物。此外培養基制備、細菌培養、菌落計數和生化指標的檢測都增加了實驗室工作量。無論是食品加工業還是相關檢測部門都迫切需要快速的食源性致病菌檢測方法。傳統檢測技術已不能滿足食品安全問題，對DNA的直接檢測可以使結果更準確、科學。

二、分子生物學概述與在食品微生物檢測中應用的必要性

（一）概述

1.分子生物學概念

分子生物學是從分子水平上來研究生命現象的一種物質性基礎學科，是通過研究細胞成分的物理、化學性質以及這些變化所引發的生命現象。在工作過程中，是通過研究生命發展過程來表達出生命現象本質的一種現代化學科。

2.分子生物學的應用意義

在分析當前社會發展實踐時，分子生物學的應用已有效解決了當今社會發展面臨的許多全球性問題。通過了解酶催化的原理和反應，已經設計出各種新型催化劑用于化學工業，也為其發展帶來新的變化和革命。同時，在今天的食品安全工作中，其應用對優化食品微生物檢測技術，提高食品安全性，為食品加工業和人類生命安全發展提供高質量保證具有重要意義。

（二）意義

食品安全標準規定食品不能添加對人體健康有害的物質。食品安全性與社會和人類健康的穩定發展有關，它是一個全球性問題。人體健康主要歸功于食物。近年來，中國發生了一系列食品安全事件，造成消費者恐慌，食品安全問題日益受到重視。微生物污染作為嚴重的食物污染問題可能會導致食物變質和食物中毒。因此，為了避免，應采用科學合理高效的方法檢測，確保食品安全。在當前社會經濟發展中，傳統的病原微生物檢測方法由于步驟繁多，工作效率低，無法滿足食品安全要求。因此，檢測工作逐漸選擇采用更加精確的技術手段進行控制，并選擇科學的測試方法。分子生物學在這個社會背景下引起人們關注，并逐漸在各領域得到應用。其方法與傳統檢測方法相比具有較好的優勢，大大提高了食品微生物檢測水平，更及時發現食品中存在的安全問題，有效保障人民群眾生命健康。

三、分子生物學在食品微生物檢測中的技術

（一）核酸分子雜交方法

這種方法也被稱為基因探針技術，為DNA分析奠定了良好的基礎，并在相關領域得到了認可。核酸分子雜交方法利用堿基配對原則來退火適當數量的核酸單鏈以形成雙鏈。因為任何病原體都具有特定的核酸片段，通過分離和標記這些核酸片段制成的探針與待測樣品進行雜交。如果樣本中存在特定病原體，則探針和核酸序列結合。標記物通過特殊的方法來確定病原體的特異性。核酸分子雜交方法可以準確檢測病原微生物，而不會干擾非致病微生物。該方法靈活并且具有非常廣泛的應用。在我國目前的社會發展中，受到食品安全管理部門的青睞，在中國食品工業的發展中發揮著重要作用。

在目前的食品微生物檢驗工作中，可以說這是一種應用非常廣泛的技術，它可以應用于檢測特定的RNA和基因序列，是一種非常有效的工具。該技術對于檢查特定致病微生物具有重要意義。以美國為例，該技術在食品檢驗中的應用已有很長一段時間，但其優勢仍存在一些不足之處。例如，它含有大量的放射性。同位素會對人體造成很大的不利影響，處理反應廢物也很困難，需要非常復雜的步驟，反應產生的廢物更難處理。

（二）PCR技術

PCR技術通過變性和復性的原理在體外使用DNA聚合酶，通過引物和脫氧核糖核苷酸在數小時內的作用擴增模板。該技術可以選擇性擴增DNA序列。因此，PCR技術在生命科學領域有著極其廣泛的應用。它在食源性致病微生物的檢測中也起著重要作用。一般食品微生物檢測主要分為四個環節，即增菌，分離培養，生化實驗和血清學鑒定。通常需要4天才能產生結果。傳統方法缺乏靈敏度和特異性，測試結果不能有效指導生產。隨著PCR技術的出現，食品衛生檢驗迎來了良好的發展前景，能夠快速，準確地檢測食品中的病原微生物。目前，分子生物學技術也在不斷完善，各種PCR方法已應用于食品病原微生物的檢測，縮短了檢測周期，提高了檢測的靈敏度。在常規PCR技術檢測中，由于PCR循環次數，酶質量和模板制備的影響，PCR技術可能在檢測時受到許多因素的影響，導致檢測結果的偏差。因此，我們必須在檢測過程中處理相關影響因素以防止出現錯誤。

（三）基因芯片技術

基因芯片技術是利用顯微印刷等技術手段，將核酸探針固定在載體表面，與標記樣本雜交檢測雜交信號，從而提高檢測速度和準確性。基因芯片技術使用基于樣本中芯片探針和靶基因片段的特定核酸雜交。具體步驟如下。首先，將多種基因寡核苷酸置于芯片的表面上以處理微生物，然后提取和擴增核酸，并使用熒光素制備各種標記以使它們在芯片上形成寡核苷酸。雜交酸性位點，使用掃描儀檢測樣品中特定微生物的存在或不存在并分析熒光分布模式。核酸雜交與基因芯片原理基本一致，但基因芯片也需要根據檢測需要設計探針固化，只需要一次雜交即可檢測多個靶基因信息，快速，準確，準確度和靈敏度高，是鑒別有害微生物的重要手段。

（四）質粒DNA圖譜分型技術

質粒DNA分析技術首先在應用過程中用作分析分型管理和控制技術，通過事先提取質粒DNA并在測試前通過瓊脂糖凝膠測試病原微生物的流行病學。膠分離的DNA由于不同菌株所含質粒DNA的序列號和大小不同，有必要事先通過質粒圖預先分離不同的突變，以確保分型技術合理的應用。通過質粒的限制性核酸內切酶消化可以增強質粒譜重現性和分辨力。

四、結束語

隨著社會、國家對食品安全關注不斷提高，對食品病原菌檢測要求也越來越高。準確、快速、經濟的檢測方法是其檢測發展方向。檢測手段不斷進步，分子生物學方法在食品微生物檢測中起到越來越重要的作用，通過DNA、基因芯片等技術可以有效檢測食品所含物質。

雖然這些方法具有快速、高效的優勢，但存在檢測成本高，假陽性，操作困難，需檢測人員具有相當的分子生物學背景知識等問題，有些技術大多處于實驗室階段，不能廣泛應用，僅能作為輔助手段。因此開發靈敏、快速、簡易的食品病原微生物檢測方法，對食品安全檢測技術發展將有很大推動作用。

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