PCR及其改进技术在食品检测中的应用

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1、基 金 项 目 :长 沙 环 境 保 护 职 业 技 术 学 院 生 物 化 学 精 品 课 程 建 设 项 目资 助 (项 目 编 号 : HY200785)作 者 简 介 :刘 辉 (1976 - ) , 女 , 长 沙 环 境 保 护 职 业 技 术 学 院 讲 师 。E2mail: xinyuerfi163. com通 讯 作 者 :张 滨收 稿 日 期 : 2008 - 02 - 01第 24卷 第 4期2 0 0 8年 7月Vol. 24, No. 4July . 2 0 0 8“ 中 国 农 产 品 加 工 技 术 与 产 业 发 展 论 坛 ” 优 秀 论 文 选 登 (一 )

2、PCR及 其 改 进 技 术 在 食 品 检 测 中 的 应 用Applica tion of PCR and PCR im proved technology for detection in foods刘 辉 1L IU Hui1杨 利 平 1, 2YAN G L i2ping1, 2张 滨 1ZHANG B in1(1. 长 沙 环 境 保 护 职 业 技 术 学 院 ,湖 南 长 沙 410004; 2. 湖 南 师 范 大 学 生 命 科 学 学 院 ,湖 南 长 沙 410081)(1. Changsha Environm ental Protection and Professi

3、onal Technique College, Changsha, Hunan 410004, China;2. D epartm ent of L ife Science, Hunan N orm al U niversity, Changsha, Hunan 410081, China)摘 要 :在 介 绍 传 统 PCR的 基 础 上 ,简 介 实 时 定 量 PCR、 多 重PCR、 PCR2DGGE等 几 种 常 用 的 PCR改 进 技 术 在 食 品 检 测 方面 的 应 用 。关 键 词 : PCR改 进 技 术 ;传 统 PCR;食 品 检 测Abstract: The me

4、thods were rap idly upgraded for detection in foods whenthe factors of food2pollution became more and more comp licated. PCR im2p roved technology gradually rep lace the role of traditional PCR for detec2tion in foods. In this paper, we introduced the app lication of three PCRimp roved technologies

5、for detection in foods on the base of introducing tra2ditional PCR. The three PCR imp roved technologies include real2timePCR, MULTIPLEX2 PCR and PCR2DGGE.Keywords: Traditional PCR; PCR imp roved technology; Detection infoods近 年 来 , 随 着 我 国 社 会 经 济 的 快 速 发 展 ,人 们 的 生 活 得到 很 大 改 善 ,对 食 品 质 量 的 要 求 也

6、越 来 越 高 。 加 入 W TO 以后 ,国 外 对 我 国 出 口 食 品 的 质 量 要 求 也 越 来 越 严 格 。 食 品 安全 是 一 个 重 大 的 世 界 性 公 共 卫 生 问 题 ,随 着 食 品 生 产 的 工 业化 和 新 技 术 、 原 材 料 、 新 产 品 的 采 用 ,食 品 污 染 的 因 素 日 趋 复杂 ,因 此 食 品 安 全 检 测 的 方 法 也 需 日 新 月 异 。 自 从 1985年问 世 以 来 , PCR ( Polymerase Chain Reaction)技 术 因 其 灵 敏 、 快速 、 操 作 简 便 的 优 点 ,在 食

7、品 检 测 领 域 具 有 广 泛 的 应 用 。 但是 传 统 PCR检 测 技 术 一 直 面 临 着 假 阳 性 污 染 和 定 量 准 确 度两 大 难 题 ,用 传 统 的 PCR检 测 技 术 都 依 赖 于 各 种 不 同 类 型的 PCR后 处 理 过 程 ,而 这 些 处 理 过 程 很 容 易 使 数 量 巨 大 的PCR产 物 飞 散 到 空 气 中 形 成 气 溶 胶 ,使 PCR假 阳 性 污 染 成为 可 能 ,而 且 电 泳 所 用 染 色 剂 EB (溴 化 乙 锭 )为 强 烈 致 癌 物质 ,容 易 危 害 操 作 者 的 健 康 。 近 年 来 , PCR

8、改 进 技 术 在 食 品检 测 中 的 应 用 研 究 得 越 来 越 多 ,本 文 将 简 介 几 种 PCR改 进技 术 在 食 品 检 测 中 得 应 用 研 究 进 展 。1 传 统 PCR技 术 在 食 品 检 测 中 的 应 用 及 其缺 点PCR ( Polymerase Chain Reaction)技 术 即 聚 合 酶 链 式 反 应技 术 ,是 一 种 在 体 外 快 速 扩 增 特 定 基 因 或 DNA序 列 的 方 法 。该 技 术 自 从 1985年 问 世 以 来 ,最 早 应 用 于 基 因 克 隆 和 转 基因 检 测 ,但 由 于 其 精 确 、 微 量

9、 的 特 点 ,已 经 广 泛 应 用 到 其 他 领域 。 随 着 对 一 些 主 要 食 品 微 生 物 遗 传 性 质 了 解 的 逐 渐 深 入 ,许 多 致 病 菌 的 遗 传 背 景 进 一 步 明 了 , PCR技 术 在 食 品 检 测 中也 逐 渐 显 示 出 其 应 用 前 景 1 。 近 年 来 , PCR技 术 在 食 品 检 测中 的 应 用 主 要 体 现 在 如 下 几 个 方 面 :1. 1 食 源 性 致 病 菌 的 检 测利 用 PCR方 法 对 病 原 菌 进 行 检 测 早 在 1992 年 就 有 报道 2 ,然 而 利 用 PCR技 术 从 食 品

10、中 检 测 病 原 微 生 物 到 近 几年 才 比 较 广 泛 应 用 。 Uyttendaele等 用 PCR方 法 成 功 检 测 出牛 肉 产 品 中 的 大 肠 杆 菌 污 染 。 经 过 几 年 的 发 展 ,利 用 传 统PCR技 术 能 够 检 测 出 的 病 原 菌 主 要 有 单 增 李 氏 菌 、 肠 出 血 性大 肠 杆 菌 0157、 H7、 沙 门 氏 菌 、 金 黄 色 葡 萄 球 菌 、 性 小 肠 耶 尔森 氏 菌 3, 4 。1. 2 食 品 中 成 分 种 类 的 检 测为 了 防 范 某 种 特 定 动 物 病 ,比 如 疯 牛 病 ,需 要 鉴 定 食

11、 物中 动 物 成 分 种 类 , PCR技 术 因 其 简 便 、 灵 敏 、 快 速 的 优 点 而 被广 泛 应 用 。 2004年 ,李 林 等 5 应 用 PCR方 法 鉴 别 肉 骨 粉 中的 动 物 成 份 种 类 。6611. 3 食 品 中 有 效 成 分 的 检 测当 今 对 食 品 质 量 的 要 求 不 仅 仅 局 限 于 货 真 价 实 ,色 、 香 、味 俱 全 ,而 且 还 在 于 各 种 营 养 成 分 的 数 字 指 标 。 尤 其 是 加 工食 品 ,由 于 经 过 几 道 加 工 工 序 ,大 多 数 原 料 已 经 完 全 变 形 ,无法 以 传 统 手

12、 段 ( 如 感 官 ) 辨 别 出 其 原 料 品 质 的 优 劣 与 相 关成 分 ,消 费 者 也 只 能 从 厂 家 的 说 明 书 中 获 取 信 息 ,这 样 必 然给 一 些 不 法 厂 家 提 供 了 以 次 充 好 、 甚 至 使 用 低 值 代 用 品 的 机会 。 PCR技 术 在 加 工 食 品 ,尤 其 是 深 加 工 食 品 的 有 效 成 分 鉴定 方 面 具 有 重 要 作 用 。 2006年 陈 文 炳 等 应 用 建 立 了 一 套 系统 鉴 定 了 豆 奶 粉 、 奶 粉 及 果 汁 饮 料 中 的 有 效 成 分 6 。1. 4 转 基 因 食 品 的

13、鉴 定PCR检 测 技 术 是 目 前 转 基 因 存 在 的 检 测 方 法 中 最 为 成熟 的 ,即 可 做 定 性 又 可 做 定 量 分 析 。 转 基 因 食 品 重 组 DNA的 基 本 结 构 包 括 启 动 子 、 目 的 基 因 、 终 止 子 和 标 记 基 因 ,到 目前 为 止 全 世 界 已 有 30多 种 源 基 因 食 品 得 到 相 关 国 家 的 安 全评 价 ,在 现 有 的 商 品 化 源 基 因 食 品 中 绝 大 多 数 含 转 录 启 动 子CaMV35 s、 转 录 终 止 子 NOS及 抗 生 素 抗 性 基 因 N IPT 。 这就 为 人

14、们 建 立 相 应 的 PCR筛 选 检 测 方 法 提 供 了 便 利 7 。 迄今 为 止 ,利 用 定 性 PCR检 测 技 术 可 检 测 如 大 豆 、 玉 米 、 番 茄 、油 菜 等 多 种 转 基 因 作 物 8 。传 统 的 PCR技 术 在 实 际 应 用 中 也 表 现 出 一 些 缺 陷 ,例如 在 有 死 细 菌 存 在 的 情 况 下 容 易 产 生 假 阳 性 、 不 能 检 测 致 毒微 生 物 产 生 的 毒 素 等 1 。 传 统 的 PCR技 术 的 检 测 结 果 也 有可 能 与 实 际 不 相 符 合 ,会 出 现 假 阴 性 或 假 阳 性 结 果

15、 。 例 如 ,在 转 基 因 食 品 的 鉴 定 中 ,检 测 物 质 本 身 含 有 转 基 因 特 制 而 未被 检 出 ,或 者 本 身 没 有 转 基 因 物 质 而 检 出 有 转 基 因 成 分 7 。2 PCR改 进 技 术 在 食 品 检 测 中 的 应 用PCR的 改 进 技 术 就 是 随 着 生 物 技 术 的 飞 速 发 展 和 各 项新 技 术 与 PCR技 术 的 有 机 结 合 ,针 对 如 何 控 制 外 源 DNA的污 染 、 如 何 控 制 突 变 和 如 何 利 用 PCR技 术 鉴 别 致 毒 微 生 物产 生 的 毒 素 等 ,反 展 起 来 的 一

16、 系 列 新 技 术 ,在 食 品 检 测 中 的应 用 越 来 越 广 泛 。 本 文 主 要 介 绍 实 时 定 量 PCR技 术 、 多 重PCR技 术 、 PCR2DGGE技 术 等 3种 改 进 技 术 在 食 品 检 测 中 的应 用 。2. 1 实 时 定 量 PCR技 术 及 其 在 食 品 检 测 中 的 应 用实 时 定 量 PCR技 术 ,是 指 在 PCR反 应 体 系 中 加 入 荧 光基 团 ,利 用 荧 光 信 号 积 累 实 时 检 测 整 个 PCR进 程 ,最 后 通 过标 准 曲 线 对 未 知 模 板 进 行 定 量 的 方 法 。 实 时 定 量 PCR技 术采 用 完 全 闭 管 检 测 ,采 用 实 时 检 测 技 术 和 稳 定 无 干 扰 的 荧 光激 发 光 源 ,不 需 PCR后 处 理 ,避 免 了 交 叉 污 染 ;从 检 测 开 始到 定 量 结 束 ,整 个 过 程 耗 时 短 ,操 作 方 便 ,能 非 常 精 确 、 特 异