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1、生物技术在食品检测方面的应用摘要:综述了DNA探针、PCR、生物芯片、胶体金免疫层析及ELLSA等生物技术的基本原理及其在食品检测方面的应用。关键词:生物技术DNA探针PCR生物芯片胶体金免疫层析ELLSA食品检测食品安全及质量与人们生活健康息息相关,也是影响食品工业发展及对外贸易的重要因素。长期以来,广泛应用的物理、化学、仪器等食品检测方法已不能满足现代食品检测的需要。近些年发展的生物技术检测方法因其特异的生物识别功能,极高的选择性,且精确、灵敏、快速、成本低廉,在食品科学领域中得到了广泛应用,尤其是在检测致病性微生物、转基因食品等方面不可或缺。就
2、近几年食品检测中常用的几种生物技术,诸如核酸杂交、PCR、生物芯片等做以介绍。1DNA探针技术111基本原理DNA探针技术又名核酸分子杂交技术,即两条不同来源的核酸链如果具有互补的碱基序列,就能够特异性地结合而成为分子杂交链。在已知的DNA或RNA片段上加上可识别的标记(如32P同位素标记,生物素等),制成DNA探针,即可检测未知样品中是否具有与其互补的序列,检测出样品中是否含有此种微生物。近年来DNA探针技术在食品微生物检测中的应用十分广泛,目前已可以用DNA探针检测食品中的大肠杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、李斯特氏菌等。112DNA探
3、针技术在食品检测中的应用DNA探针用于食品中微生物检测的关键是DNA探针的构建。为保证检测结果的高度特异性,必须根据具体的检测目标,构建不同的DNA探针。构建DNA探针是以待检微生物中特异性保守基因序列为目标DNA,以该序列的互补DNA作为杂交探针,对一般微生物而言,可以用决定该微生物特有的生理、生化特征的基因序列构建特异性的DNA探针。2PCR及其改进技术在食品检测中的应用211传统PCR技术聚合酶链反应(polymerasechainreation,PCR)是1985年诞生的一项体外扩增DNA的方法,是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在的
4、条件下,依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应,体外扩增特异DNA片段的技术。食品检测中,PCR主要用于病原微生物、转基因食品检测。PCR方法对病原菌进行检测早在1992年就有报道,然而从食品中检测病原微生物到近几年才比较广泛地应用。目前,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、金黄色葡萄球菌和性小肠耶尔森氏菌。1996年德国伯恩斯坦大学的MeyerRolf等论证了PCR检测转基因食品的可能性,而后,该技术被广泛应用于转基因食品的检测。在现有得到相关国家的安全评价的商品化源基因食品中绝大多数含转录启动
5、子CaMV35s、转录终止子NOS及抗生素抗性基因NPTÒ,这为建立相应的PCR筛选检测方法提供了便利。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。传统PCR技术在实际应用中表现出一些缺陷,例如,只能定性而不能定量地检测,且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。因此各项新技术的出现以及与PCR技术的有机结合,发展起来一系列改进的PCR技术。212实时定量PCR技术实时定量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
6、行定量的方法。该方法可以对GMO进行定量分析,目前已被一些国家的政府实验室采用。近年来,实时定量PCR技术在食品检测中的应用研究越来越广泛。在食物加工过程中外源DNA污染的定量,病原微生物的检测、掺假量的检测、转基因食品的检测方面都具有重要的应用。例如,2003年,Sandberg等用检测谷物基因来控制那些缺乏麦麸的婴儿食物;曹际娟等检测了肉骨粉中牛羊源成分;2006年,Muleg等检测葡萄中曲霉菌的污染程度;潘良文等对转基因油菜中Barnase基因成功地进行了测定。Alery等也证实了该技术是估计食品中普通小麦量的理想技术。213PCR2DGGE技
7、术PCR2DGGE技术是由Sheffield等1989年首次提出,将变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术和PCR技术结合起来,可分离长度相同但是碱基不同的DNA片段混合物,在变性条件适当的情况下能分辨一个碱基对,具有特异性强、敏感性高的特点。运用该技术,Ampe等从面团中中鉴定乳杆菌和木薯淀粉发酵中的微生物菌落。214巢式和半巢式PCR巢式PCR(nestedPCR)是在普通PCR基础上发展起来的一种PCR技术,其原理是设计两对引物,其中1对引物在另1对引物扩增产物的片段上,通过2次PCR反应对某个基因进行检测。半巢式PCR(semi2nestedPCR
8、)的原理与巢式PCR基本相同,只是半巢式PCR只有1对半引物,有1个引物被用于两次PCR反应中。这两种方法可
