摘 要：本文详细阐述了在食品微生物以及转基因成分检测中，DNA探针、PCR技术、免疫学检测技术3种技术的应用。与此同时，本文还对食品检测中的生物芯片技术进行了论述，其有广阔的前景。
关键词：食品检测;生物技术;DNA探针法;PCR技术;免疫学方法;生物芯片技术
Abstract：This paper elaborated in detail the application of three technologies in the detection of food microorganisms and genetically modified ingredients： DNA probe， PCR， immunological detection. At the same time， this paper also discussed the biochip technology in food detection， which has broad prospects.
Key words：Food detection; Biotechnology; DNA probe method; PCR technology; Immunology method; Biochip technology
中图分类号：TS207.3
我国食品科学技术正在蓬勃发展，并且食品对外贸易也越来越多，如此一来，对食品的检测以及分析就越来越重要。特别是我国为了保证食品质量，对食品科学研究进行了有效开拓，从而寻求食品污染源头。在日常生活中，人们应该分析并检测食品中对人体有益、有害、有毒的物质。目前，我国食品检验技术与国外发达国家相比，还有一定的滞后性，不能满足人们对食品卫生以及安全的需求。因此，食品检测技术急需得到有效改进。
从1953年Watson、Crick两人提出DNA双螺旋模型以来，人们对遗传密码有了深入了解。20世纪70年代，衍生了诸多分子生物学技术，其中有代表性的有核酸分子杂交技术、PCR技术以及现代免疫技术等。目前，有很多有代表性的分子生物学技术在食品检测和分析方面的应用非常广泛;如生物芯片技术也发挥了很好的作用，并且有着非常广阔的前景。文本讲述了上述几种技术，特别是PCR技术，对其特点以及应用进行了深入探讨。
1 DNA探针法
如果两条核酸链的来源不同，但存在相互补充的碱基序列，那么就能通过特异性的结合成为杂交链条。假如DNA片段中有可识别的标记，例如32P同位素，就可以制作出DNA探针，该探针就可以检测到样品中是否含有与探针互补的序列[1]。目前，DNA探针杂交方法可以分为异相杂交（固相杂交技术）、同相杂交（液相杂交技术）两种。
2 PCR技术
PRC技术，出现于1985年，是一种体外扩增DNA的技术。这个技术自从出现到现在，发展非常迅速，而且在食品学领域以及生物学中得到了广泛应用，同时在诸多食品致病微生物与转基因成分检测中都有很高的应用价值。
2.1 PCR技术的基本原理
通俗的说，PCR是在体外迅速扩增特定的双链DNA片段。在体外良好的环境下，首先将DNA变形为若干个单链，然后加入人工设计或者合成的两段寡核苷酸引物，然后在热稳定DNA聚合酶、4种dNTP底物的作用下，沿着5′→3′的方向延伸，最终形成一个新的DNA双链。而且这个新的DNA双链又可以是扩增的模板。
2.2 PCR技术在食品检测中的应用
2.2.1 PCR技术在食品致病微生物检测中的应用
在食品致病微生物检测的众多方法中，PCR技术有如下很多特性，其中包括迅速、敏感、特异性强等，它的优点是很难替代的，因此，PCR技术能够有效的应用在食品致病菌的检测中。举例来说：单核细胞增生性李斯特氏菌（LM）会造成牛奶等食品的污染，但是其作用程度有所差异，单核细胞增生性李斯特氏菌是食品中的主要病原菌，应用传统的检测方法存在较多问题，例如：操作难、周期长等。孙焕东等利用裂解法提取病原菌的DNA，并且使用半套式PCR检测，其最终结果是引物能够特异扩展，并且不会对其他菌体产生影响，表现出了良好的特异性[2]。基于敏感性这个角度来说，它的检测限低于10 UFC，相比常规的PCR检测而言，有一定的降低，与此同时，检测仅仅需要5～6 h，相较于传统方法，所需时间较少。通过标准化Taq DNA聚合酶以及引物浓度，研发了一种简单并且实用的李斯特氏菌试剂盒，利用这种试剂进行检测可以迅速得到结果[3]。
2.2.2 PCR技术在食品转基因成分检测中的应用
如今，现代分子生物学技术发展的非常迅速，人们的生活中随处可见转基因食品。随着转基因食品进入千家万户，人们也越来越关心它的安全性。通常情况下，转基因食品中含有新型蛋白质以及新型NDA，这种物质可能不存在于传统的食品中[4]。为了打消消费者的顾忌，最大程度上保证人们的健康，同时有利于商品的流通以及国际贸易，建立一个准确、简便、迅速的转基因检测方法尤为重要。
目前来说，检测转基因食品的方法有3种，分别是核酸检测法、蛋白质检测法与酶活性检测法。这3种方法每种方法都有自己的优点，也同时有自己的缺点，然而最常见以及常用的转基因检测方法是PCR法。PCR法和蛋白质法、酶法有很大区别，通常情况下，蛋白质法、酶法不能用于检测加工之后的产品，因为此时蛋白质变性，但是PCR法可以检测加工之后的产品。
2.2.3 PCR检测方法的问题及展望
在检测食品中致病微生物以及转基因成分时，PCR技术有着非常明显的优点，其中包括：特异性强、简单快捷、敏感度高等，但是也有一些问题。例如：①易产生假阳性结果。PCR反应非常灵敏，即使外源性DNA污染较小，也可能出现假阳性;另外，样品之间的交叉污染或者长时间放置也是造成假阳性的原因。因此PCR检测的要求非常严格，并且要设立好阴性对照表，从而确保结果准确。②引物问题。如今，普及PCR技术的障碍在于PCR引物的合成难度大，这需要进一步改善，使PCR可以成为非常常见的检测技术之一。除此之外，如果没有控制好试验调试，或者没有选择较好靶序列等，都会造成产物突变或者灵敏度降低。因此，在PCR技术中也必须保证它的稳定性。虽然荧光定量PCR法解决了准确度不高以及假阳性问题，但是它的成本非常高，目前也很难推广。综合而言，如何充分利用其他技术使PCR成为一种非常灵敏、易操作、穩定且成本低的技术是今后研究的方向。
3 免疫学方法
在检查食品卫生的过程中，除了DNA探针、PCR等方法外，还有现代免疫技术方法。相对而言，免疫学仪器装置价格低、操作简单、适用性强，普遍应用在食品卫生检测中。一般情况下，绝大多数污染食品的病原菌都可以分析检测出来，其中包括：沙门氏菌、李斯特氏菌、大肠杆菌等。最近几年，在传统的免疫学方法的基础上又研发出了很多新的检测方法，例如：酶免疫测定、放射免疫测定、免疫磁性分离等。
4 生物芯片技术
生物芯片是20世纪80年代中期提出的，生物芯片技术是一种高度交叉的新技术，它融合了生物化学以及其他学科知识，其中包括：物理、计算机科学、化学等，这些学科都有着广阔的发展空间以及较强的研究价值。综合而言，便携式生物化学分析器的核心技术就是生物芯片[5]，生物芯片的工作原理是在芯片表面加入待检测样品，由于生物化学反应具有特异性，如：核酸杂交、抗原抗体反应等，芯片中的生物识别分子可与样品中的待检测成分发生化学反应，从而达到分析以及检测样品的目的。在非常小的面积中，生物芯片抗原可分析上万种生物分子，并且消耗的试剂也非常少，分析结果具有很强的可比性，同时也能够实现微型化、自动化。目前，基于生物芯片的食品检测方法的报道较多，利用生物芯片技术分析和检测蛋白质具有很强的优越性，生物芯片在食品安全检测方面有非常广阔的发展前景。
5 小结
人们的生活与食品息息相关，食品安全检测能够准确检测出食品中的病原微生物。传统的微生物检测方法虽然也有一定的效果，而且特异性高，但是它也存在很多缺点，例如：速度慢、成功率低、效率低下等，无法适应日益发展的食品检测需求。另外，传统的微生物检测方法需要人工培养病原菌，对于生长比较缓慢或者传统的病原菌的检测比较艰难。除此之外，最近几年，市场上出现了很多转基因食品，其中的转基因成分很难通过传统的检测方法检测出来。然而，目前，有很多成熟并且流行的技术可以应用于检测食品微生物或者食品中的转基因成分，其中包括：基因探针技术、免疫学技术、PCR技术等等，可有效弥补传统食品检测法的缺点，并且优点十分明显，例如：灵敏度高、操作简便、检测周期短与检测成本低等。在未来，食品微生物检测技术的研究重点在DNA探针与PCR的联合使用上，如果能够解决这两种方法易污染、易产生假阳性的缺点，那么将得到大力推广。另一方面，目前，从实际情况看，虽然生物芯片技术还没有在食品安全检测中普及，但是生物芯片技术与很多学科中的高新技术紧密相连，而且它的优势也越来越明显，今后可能成为未来食品安全检测中的重要技术。
參考文献：
[1]彭志英.食品生物技术[M].北京：中国轻工业出版社，2018.
[2]孙焕东，李君文，孙保国，等.中国食品卫生杂志，2017，12（5）：20-21.
[3]杨百亮，赵立平，史兰琴，等.中国公共卫生，2014，10（7）：304-305..
[4]卿柳庭，屈小玲.核酸探针技术在食品检验中的应用[J].动物医学进展，2015（1）：22-24.
[5]温志立，汪世平，沈国励.免疫传感器的发展概述[J].生物医学工程杂志，2016，18（4）：642-646.