PCR技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用分析

黃鉅源

摘 要：PCR技術(shù)具有方便、快捷、特異性、敏感性等相關(guān)優(yōu)勢，因此在食品工程當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用，特別是在細(xì)菌、微生物的檢測和鑒定方面具有十分明顯的優(yōu)越性。本文主要針對PCR技術(shù)在食品工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，介紹了PCR技術(shù)的原理和特點(diǎn)，探討了該項(xiàng)技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品和微生物學(xué)中的具體應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究人員提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：PCR技術(shù);食品工程;應(yīng)用

PCR技術(shù)也稱之為聚合酶鏈反應(yīng)，屬于DNA體外擴(kuò)增技術(shù)，其不僅有著較強(qiáng)的針對性，而且靈敏度也相對較高。因此，PCR技術(shù)在我國生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、醫(yī)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)如今，通過將PCR技術(shù)應(yīng)用在食品工程中，可以取得十分顯著的效果。尤其在轉(zhuǎn)基因食品技術(shù)快速發(fā)展的背景下，相關(guān)轉(zhuǎn)基因食品的安全問題也越來越受到人們的關(guān)注，而通過運(yùn)用PCR技術(shù)可以進(jìn)一步提升食品檢驗(yàn)的工作質(zhì)量，這對保障人體健康具有重要作用。

1 PCR技術(shù)原理和主要特點(diǎn)

在食品工程中，PCR技術(shù)具有便捷、特異性以及敏感性等優(yōu)勢，因此得到了有效運(yùn)用，同時將其應(yīng)用于微生物和細(xì)菌的檢測與鑒定工作中，能夠取得明顯效果。針對PCR技術(shù)原理進(jìn)行分析，其可在體外對特定的DNA片段進(jìn)行復(fù)制，因此該項(xiàng)技術(shù)也稱之為基因體外擴(kuò)增法。在實(shí)際應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時，需要確保具有4種脫氧核糖核苷酸、引物以及模板DNA，通過DNA聚合酶來產(chǎn)生相應(yīng)的合成反應(yīng)。具體而言，DNA聚合酶可以將單鏈DNA作為模板，并通過小段雙鏈DNA對合成反應(yīng)進(jìn)行啟動。在具體的合成反應(yīng)過程中，需要使用一個或兩個人工合成的寡核苷酸引物，并將其與單鏈DNA模板中的一段互補(bǔ)序列進(jìn)行有效結(jié)合，從而形成相應(yīng)的部分雙鏈。當(dāng)溫度和環(huán)境條件適宜時，DNA聚合酶可將脫氧單核苷酸在引物末端加入，并將其作為起始點(diǎn)，沿著模板方向有效進(jìn)行延伸，形成全新的DNA互補(bǔ)鏈。此項(xiàng)技術(shù)不僅反應(yīng)快速，而且具有較高的敏感性和較強(qiáng)的針對性[1]。

PCR反應(yīng)過程中包括模板DNA、4種脫氧核苷酸、引物以及DNA聚合酶，同時還需要具有適宜的緩沖液。其和天然DNA復(fù)制過程比較相似，同樣是利用互補(bǔ)靶序列兩端具有的特異性進(jìn)行復(fù)制。PCR反應(yīng)步驟具體可以分為3部分，即變性、退火以及延伸。模板DNA有著高溫變性的特點(diǎn)，因此在和引物低溫退火后可使其適當(dāng)延伸。通過DNA聚合酶的作用，可以有效結(jié)合DNA模板和引物。其中模板DNA作為靶序列，需要結(jié)合堿基配對與半保留的復(fù)制原理，使模板DNA鏈能夠互補(bǔ)，形成全新的半保留復(fù)制鏈。而在完成相關(guān)合成反應(yīng)后，需要循環(huán)往復(fù)的進(jìn)行以上步驟，從而得到更多的半保留復(fù)制鏈。同時還需要將其作為下次的循環(huán)模板，其每次循環(huán)時間只需要2～4 min，其可在2～3 h便能夠有數(shù)百萬倍的基因得到擴(kuò)增[2]。

2 PCR技術(shù)在食品工程中的實(shí)際應(yīng)用

自從PCR技術(shù)出現(xiàn)以來，其逐漸在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。近些年，我國對食品安全不斷加大重視，這也使該項(xiàng)技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中得到了有效運(yùn)用，具體表現(xiàn)在以下兩個方面。

2.1 轉(zhuǎn)基因食品中PCR技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1 轉(zhuǎn)基因食品

轉(zhuǎn)基因食品主要通過生物技術(shù)對動物或植物體當(dāng)中的外源基因進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從而在一定程度上改變生物遺傳特性，使其能夠?qū)Χ喾N產(chǎn)物進(jìn)行表達(dá)。通過對該種技術(shù)措施進(jìn)行應(yīng)用，可以有效得到相關(guān)的轉(zhuǎn)基因食品。具體來說，轉(zhuǎn)基因食品是在食品制作過程當(dāng)中應(yīng)用轉(zhuǎn)基因生物，例如可將具有抗除草、抗旱以及殺蟲等功能的基因在植物當(dāng)中進(jìn)行轉(zhuǎn)入。而對于生物體內(nèi)基因是否會危害人體遺傳性狀或物質(zhì)，往往是人們十分關(guān)注的一項(xiàng)問題。

2.1.2 PCR技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)如今，對轉(zhuǎn)基因食品中是否存在蛋白質(zhì)或外源基因DNA進(jìn)行檢驗(yàn)，需要合理運(yùn)用PCR技術(shù)。在食品開發(fā)過程中，外源基因當(dāng)中的目的基因是重點(diǎn)研究內(nèi)容，由于相關(guān)轉(zhuǎn)基因食品的種類存在差異，因此所轉(zhuǎn)入的外源基因也有所不同。這也導(dǎo)致在對外源基因的目的基因進(jìn)行檢驗(yàn)時，具有較大難度。對此，相關(guān)技術(shù)人員需要在對外源基因轉(zhuǎn)入時，應(yīng)使用相同的啟動子、終止子或標(biāo)志基因進(jìn)行檢驗(yàn)，因其具有較強(qiáng)的特異性，可以有效簡化檢驗(yàn)過程，不僅方便快捷，而且還具有極高的準(zhǔn)確性[3]。

2.1.3 PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因食品中的發(fā)展趨勢

隨著轉(zhuǎn)基因生物食品發(fā)展速度地不斷加快，社會各界對其食品安全問題也進(jìn)行了相應(yīng)地討論。為了有效保證人們的健康，也為了使轉(zhuǎn)基因食品得到健康發(fā)展，政府部門加大了對轉(zhuǎn)基因食品的研發(fā)環(huán)節(jié)的重視程度，具體需要涉及轉(zhuǎn)基因食品的研制、生產(chǎn)、檢驗(yàn)以及銷售等各項(xiàng)環(huán)節(jié)。通常情況下，相關(guān)技術(shù)人員可通過PCR技術(shù)來有效甄別轉(zhuǎn)基因食品，但在實(shí)際應(yīng)用時，由于存在相關(guān)因素，進(jìn)而易影響到PCR檢測技術(shù)的準(zhǔn)確性。因此，在具體應(yīng)用PCR技術(shù)時，需要有效結(jié)合現(xiàn)代分析技術(shù)，從而有效提升PCR技術(shù)水平，促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展。

2.2 微生物學(xué)中PCR技術(shù)的應(yīng)用

在微生物檢測過程當(dāng)中，通過對PCR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以進(jìn)一步保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體來說，PCR技術(shù)在微生物檢測中的應(yīng)用，其原理在于檢驗(yàn)微生物的核苷酸[4]。在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中需要結(jié)合高溫變形以及低溫退火等相關(guān)環(huán)節(jié)，有效實(shí)現(xiàn)DNA序列的大量復(fù)制和擴(kuò)增。如果采用傳統(tǒng)方法來檢測食品，其步驟往往比較復(fù)雜，需要經(jīng)過觀察、培養(yǎng)、血清鑒定以及生理生化反應(yīng)等環(huán)節(jié)，這也導(dǎo)致食品檢測的難度相對較大。而通過對PCR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，則可以有效縮短檢測時間，往往在幾小時內(nèi)便可完成具體的檢測工作，并可對細(xì)菌中保守的DNA進(jìn)行有效復(fù)制。在獲得細(xì)菌DNA時主要采取離心、沉淀、過濾等相關(guān)方法，并對其進(jìn)行擴(kuò)增序列檢測。該過程需要采取特異性核酸探針以及電泳法等，從而取得良好的檢測效果。

結(jié)合相關(guān)理論進(jìn)行分析，只需要一個分子便可有效復(fù)制多個DNA，而且還能夠采用PCR技術(shù)來有效檢測。近些年，隨著我國分子生物學(xué)、基礎(chǔ)免疫學(xué)以及細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展，相關(guān)研究工作開展也上升到了新的高度，這不僅需要結(jié)合相關(guān)理論知識，同時還需要合理應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)。而隨著技術(shù)水平的不斷提升，如今分析精度更是達(dá)到了分子水平。對于食品工程以及生命科研等相關(guān)研究工作開展，需要有效提高微量檢測技術(shù)的應(yīng)用力度，從而進(jìn)一步保證微量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。

3 結(jié)語

由于PCR技術(shù)可通過對某段特定DNA堿基進(jìn)行互補(bǔ)配對，所以PCR技術(shù)具有較強(qiáng)的特異性，同時在針對性、敏感性等方面也具有明顯優(yōu)勢，可以快速地完成相關(guān)檢測、鑒定工作。在食品的實(shí)際生產(chǎn)、運(yùn)輸以及銷售等環(huán)節(jié)，往往容易產(chǎn)生相關(guān)污染問題。對此，相關(guān)部門需要加大對食品工程中的食品檢驗(yàn)重視度，并將其作為一項(xiàng)主要工作進(jìn)行開展。但采用傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法，想要實(shí)現(xiàn)檢測目標(biāo)的難度相對較大。因此需要將PCR技術(shù)在食品工程檢驗(yàn)工作中進(jìn)行有效引入和應(yīng)用，從而使食品的檢驗(yàn)準(zhǔn)確率得到提高，進(jìn)一步提升檢驗(yàn)效果，有效保證食品的安全性，提升人們的生活品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭平，申洪燕.納米技術(shù)在食品科學(xué)工程中的應(yīng)用分析[J].食品界，2017（9）：55.

[2]劉曉，朱鵬宇，景小艷，等.雙重數(shù)字PCR在轉(zhuǎn)基因大豆檢測中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)進(jìn)展，2020，10（1）：60-66.

[3]周路明，廖敏，陳俊.解析食品檢測中PCR技術(shù)有效應(yīng)用[J].低碳世界，2019（5）：326-327.

[4]姜瓔娣.現(xiàn)代食品工程高新技術(shù)在乳品工業(yè)中的應(yīng)用分析[J].食品界，2017（10）：119.

[5]韓雨.現(xiàn)代食品工程高新技術(shù)在乳品工業(yè)中的應(yīng)用分析[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（文摘版）教育，2017，6（3）：361.