PCR技术在食品工程中的应用

时间：2024-05-11

陈双美

摘要：随着经济的高速发展，各种食品的消耗量呈不断上升的趋势，对食品质量的要求不断提升。在当前食品的食用过程中，食品安全问题变得越来越突出。为了进一步提升食品检测的准确性和效率，可以将PCR技术有效应用在各种食品工程当中。为此，笔者在本文中对PCR技术在食品工程中的应用进行了探讨，希望对促进我国食品行业的发展起到有利的作用。

关键词：PCR技术；食品工程；应用

1. 前言

PCR技术又被称为聚合酶链反应，其属于一种DNA外扩增长技术，其反应的针对性相对较强。该技术产生之后，在医学、生命科学和农业科学当中的应用不断增加。当前，PCR技术在食品工程中的应用得到了飞速的发展，并在转基因工程应用中取得了较大的成功。PCR技术是从美国发展起来的，其具有快速复制扩增DNA专项技术的能力，在食品检测中的应用不断增加。

2. PCR技术的原理和特点

在PCR技术实际应用的过程中，其可以直接对特定的DNA进行复制，因此又被称为基因外扩法。在实际基因扩增的过程中，需要以单链作为模板，并以人工合成的核糖核酸作为引物，在基因聚合酶的作用下，可以使其得到稳定的扩增。该技术的应用原理是建立在碱基配对原理之上的，并通过引物的应用，来实现碱基的互补配对，这样就产生了一条新的DNA单体，并在一定的环境温度作用下，其就可以变成一条单链，可以直接通过PCR技术来进行使用，从而形成新的DNA分子。通过反应的反复进行，就可以达到DNA扩增的目的，并能够实现对任意DNA碱基的互补配对，具有较强的特异性，对外界的反应也相对比较敏感。

3. PCR技术在转基因食品中的应用

转基因食品又被称为基因改性食品，其在实际制作的過程中使用了生物技术，可以直接将外源基因导入植物体内，从而有效改变生物的遗传特性，使其成为表达多种产物的技术手段。通过转基因技术制成的食品就是转基因食品，可以在植物基因当中植入杀虫、抗除草、抗旱等基因。然而，在该技术的使用过程中，基因能否有效表达出对人体的有害遗传性状或者物质，是人们所非常担心的事情。

PCR技术在转基因食品中的应用。该技术在对食品外源基因或者蛋白质的检验过程中，也可以取得非常好的检验效果。外源基因当中的目的基因就是食品开发研究中的重点。由于转基因食物种类不同，其导入的外源基因就会存在比较大的差别。因此，如果单纯依靠检验食物的基因来评价食品的安全程度，难度还相对比较高。因此，为了保证检验的实际效果，就需要尽量使用相同的启动子和终止子，充分利用它们特异性强的特点，来让检验工作变得更加快捷和准确。

4. PCR技术在微生物学中的应用

在PCR技术的应用过程中，实际是需要完成对微生物核苷酸的检验。通过PCR技术的高温变形和低温退火，让微生物大量复制倍增。在传统开展食品检测工作的过程中，往往检测步骤比较繁琐，通常需要经过培养、观察、生理反应、血清鉴定等过程，检测方法应用难度相对较高。然而，通过对PCR技术的应用，整个检测过程只需要几个小时就可以完成，并完成对细菌保守DNA的复制，并通过离心沉淀、滤膜和过滤等方法来获得细菌，最后可以直接使用电脉冲法和特异性核酸探针来对其扩增序列进行检测。

单核细胞多性李斯特氏菌的检测。单核细胞多性李斯特氏菌是一种非常重要的人畜共患致病菌，其在进入人体内之后，容易引起人和动物的脑膜炎、败血症，致病率非常高。这种细菌广泛存在于动物和水产品当中，其可以通过食物链快速进行传播。在过去对这种细菌的检测过程中，需要采用克隆的方法培养3-4周，才能得到检测结果。为了有效做到该细菌的检验工作，相关专家专门发明了针对该菌的PCR诊断方法，设计出有效的引物和探针序列，可以有效省去凝胶电泳在实际使用过程的繁琐步骤，对环境的污染也相对较小。

肠毒素大肠杆菌的检测。肠毒素大肠杆菌是一种嗜热、嗜酸、好氧的细菌，其可以直接从浓缩苹果汁当中得到，该细菌的活性相对较强，能够有效经受巴氏杀菌而存活下来，对浓缩苹果汁的品质有着非常直接的影响，很多国际上严重的果汁败坏事件都是这些细菌所导致的。为了避免这些细菌对果汁的品质造成影响，国际上规定每10千克苹果浓缩汁当中的耐热细菌应该小于1，耐热菌指标已经成为限制我国浓缩苹果汁出口的重要障碍。在当前对该细菌的检测过程中，通常会使用常规检测法，其检测耗时相对较长，通常需要5-6天才能出检测结果。由于检测结果的滞后性比较强，不能在指导生产的过程中，充分发挥自身的作用。通过对PCR技术的应用，可以让微量的核酸在数小时之内扩增数百万倍，只要能够合理对引物进行选择，就可以特异性地大量扩增到某一特定DNA片段的检测水平。该技术通过特异性扩增耐热菌的基因片段，能够有效达到对细菌快速检测的目的。

5. 该技术应用存在问题及未来发展展望

在该技术的应用过程中，可以快速特异地扩增到任何期望的DNA片段，因而在食品安全检测当中，具有非常高的应用价值。但在该技术的实际应用过程中，也存在着不少的问题，如果存在少量外源性的DNA，就有可能会造成假阳性问题的出现。此外，如果实验室条件不达标，也容易导致导物出现比较严重的突变问题，如果对引物设计和靶序列选择不当，就容易导致灵敏度低和特异性低等问题的发生。尽管该技术在实际应用的过程中，还存在着不少的问题，但相信随着时代的不断发展，技术会越来越完善。