分子生物學技術在食品微生物檢驗中的應用

張悅　王靜怡

摘 要：食品微生物檢驗是保障食品安全的重要途徑，但傳統的食品微生物檢測技術成本高、耗時長，檢測結果的精準性也有待提升，如何準確、快速地檢測食品微生物已成為當前的研究熱點。鑒于此，本文將探究分子生物學技術在食品微生物檢驗中的應用，旨在為一線工作提供理論指導。

關鍵詞：分子生物學技術;食品;微生物檢驗;核酸探針技術

Abstract：Food microbe detection is an important way to ensure food safety， but traditional food microbe detection technology has a high cost and time-consuming， and the accuracy of detection results needs to be improved. How to detect food microbe accurately and quickly has become the current research hotspot. In view of this， this paper will explore the application of molecular biology technology in food microbiological test， in order to provide theoretical guidance for the first-line work.

Key words：Molecular biology technology; Food; Microbiological test; Nucleic acid probe technology

中圖分類號：TS207.4

食品安全直接關系到人類的身體健康以及社會的穩定發展，保障食品安全刻不容緩。近年來，全球食品安全問題屢見不鮮，及時檢測食品致病菌成為保障食品安全的重點環節。本文以分子生物學技術為研究對象展開論述。

1 核酸探針技術

二十世紀七十年代，在基因工程學的基礎上發展出了一種新型分子生物學技術—核酸探針技術。該技術利用DNA、RNA探針可與微生物核酸相結合的原理，實現對微生物的有效檢測。核酸探針技術無放射性，敏感且特異，無需進行復雜的細菌培養，在大腸桿菌、沙門氏菌、乳酸菌等食品微生物的檢驗中得到了廣泛應用[1]?，F階段，可直接利用核酸探針技術檢測蔬菜沙拉中的微生物類型。

2 基因芯片技術

隨著醫學診斷技術以及分子生物學技術的發展，基因芯片技術得到了長足發展?；蛐酒夹g是利用細菌的共有基因這一靶基因進行擴增，然后利用芯片探針檢測共有基因上不同細菌的獨特堿基，進而針對性區分細菌種類?；蛐酒啥喾N核酸探針組成，可通過調整或增加探針等方式，提高芯片的準確性，擴大基因芯片的檢測范圍。有研究學者通過基因芯片技術，成功地鑒定出了多種李斯特菌分離物[2]。

3 DNA指紋圖譜技術

3.1 電泳主導技術

以電泳為主導的DNA指紋圖譜技術可分為變性梯度凝膠電泳技術以及溫度梯度凝膠電泳技術。前者是通過檢測不同序列DNA的濃度來進行檢測，因解鏈行為各有不同，會在凝膠的不同位置留下不同序列的DNA片段，經染色后便呈分散的條帶分布，西方研究人員成功利用這一技術對南非益生菌食品以及自制山羊干酪中的乳酸菌進行了鑒定。后者是在前者的基礎上發展而來的一種指紋圖譜技術，與前者不同的是其在凝膠中采用的是溫度梯度而非濃度梯度，這一技術能快速檢測出菌群構成[3]，西方研究人員成功使用該技術檢測了人類糞便的微生物區系，但目前該技術在食品檢測領域的應用還比較少[4]。

3.2 隨機擴增多態DNA技術

該技術是利用隨機引物，通過聚合酶鏈式反應擴增靶細胞DNA，并進一步分析出DNA片段的數量以及片段大小，再利用DNA差異進行分子標記。隨機擴增多態DNA技術以微生物的基因組為對象進行分析，具有較高的特異性和靈敏度，尤其適合檢測DNA序列不明確以及分子生物特征不明顯的乳酸菌和真菌，西方研究人員就通過這一技術鑒定出了紅葡萄酒中的植物乳桿菌菌株[5]。

3.3 擴增片段多肽分析技術

該技術能對DNA片段進行選擇性擴增，并通過變性聚丙烯酰胺凝膠電泳或瓊脂糖凝膠電泳進行分離，然后結合帶型特征來分析擴增片段的多態性。隨機擴增多態性DNA技術是一種通用技術，可用于分析任意來源的DNA圖譜，目前主要用來分析多種來源DNA圖譜、鑒定未知菌株、研究遺傳多樣性等。有研究人員通過隨機擴增多態性DNA技術分析了發酵面團中的乳酸菌，并鑒定了傷寒沙門菌的分型[6]。與脈沖場凝膠電泳以及基因探針技術相比，隨機擴增多態性DNA技術的分析能力更強。

4 環介導恒溫擴增技術

2000年，西方研究人員開發出了一種新型環介導恒溫擴增技術，這是一種不同于傳統聚合酶鏈式反應的恒溫核酸擴增技術。環介導恒溫擴增技術基于靶基因的6個區域，合理設計4種特異引物，然后加入相應的物質，在65 ℃中保持15～60 min，就可以完成109～1010倍的擴增。該過程主要分為3個階段：①原料底物儲備階段，在這一階段需要引入內引物BIP以及外引物F3，其間會形成一條稱之為“啞鈴結構”的環狀單鏈。②循環擴增階段，在這一階段，啞鈴結構的DNA會在自我引導模式下進行延伸，進而形成雙鏈莖環結構。③伸長與再循環階段，在這一階段DNA會進一步擴增，進而形成更加復雜的DNA混合物。從整體上來說，環介導恒溫擴增技術具有靈敏度高、特異性高的優勢，且操作比較簡單，檢測人員只需要觀察反應的渾濁度就能判斷是否出現擴增。與傳統的聚合酶鏈式反應相比，環介導恒溫擴增技術無需昂貴的試劑與儀器，其應用前景十分廣闊[7]。

5 展望

現階段，食品安全問題已成為全球人類共同關注的熱點問題，越來越多的人們開始關注食源性疾病的預防，積極建立更加簡便、可靠、有效的微生物檢測技術，已成為食品微生物檢測的發展趨勢，同時也是保證食品安全的重要途徑。分子生物學技術因靈敏、準確和快速等優勢，已在環境微生物、醫學等領域得到廣泛應用，今后，分子生物學技術在食品微生物檢測中的應用，勢必會為我國食品安全事業的順利推進提供有力的技術支持。

參考文獻：

[1]王肖肖.淺談PCR聯合核酸探針技術在食品微生物檢測中的應用[J].科技展望，2017（20）：92.

[2]Yang Pengxin，Zhang Ziqun，Lu Yi-xin，et al. Development of liquid gene chip technique for detecting Toxoplasma gondii and Trichinella spiralis in food[J]. Chinese Journal of Preventive Veterinary Medicine，2010，13（11）：814-817.

[3]R Heide，E Heir，A. Holck. Detection of eight GMO maize events by qualitative， multiplex PCR and fluorescence capillary gel electrophoresis[J]. European Food Research & Technology， 2015，227（2）：527-535.

[4]Tom Vanhoutte，Geert Huys，Evie De Brandt，et al. Temporal stability analysis of the microbiota in human feces by denaturing gradient gel electrophoresis using universal and group-specific 16S rRNA gene primers[J]. Fems Microbiology Ecology，2015，48（3）：437-446.

[5] Landry B S，Dextraze L，Boivin G. Random amplified polymorphic DNA markers for DNA fingerprinting and genetic variability assessment of minute parasitic wasp species （Hymenoptera： Mymaridae and Trichogrammatidae） used in biological control programs of phytophagous insects[J]. 2014，36（195）：69–83.

[6]Fry N K，Savelkoul P H M，Visca P. Amplified fragment-length polymorphism analysis[J].Methods in Molecular Biology，2016，551（551）：89.

[7]趙彩紅，高 強，李明生，等.環介導恒溫擴增技術在食品檢測中的應用[J].農業科技與信息，2017（22）：28-30.