基于PCR技术的食品微生物安全检测方法研究

Research on Food Microbiological Safety Detection Method Based on PCR Technology

GAO Gengqu

(Food and Chemical Engineering Department, Henan Quality Institute,Pingdingshan 467ooo, China)

Abstract: Carrying out food microbial testing is not only conducive to reducing the occurrence of fod safety incidents,but also improving product quality and promoting the sustainable development of the fod industry. As an efcient and sensitive molecular biologydetection method,polymerase chain reaction (PCR) has the advantages of strong specificity,rapid detection and simple operation.Based on the application status of PCR technologyin food microbial safety detection,this paper studiesthe application strategyofPCR technology in food safety detection. It is concluded that the application of PCR technology in food microbial safety detection still has some problems, such as complex sample processing,relatively insufficient primer and probe design,and relatively single detection technology type.Based on this,strategies such as optimizing sample processing methods,strengthening primer and probe design,and optimizing detection technology wereproposed,inorder to providetheoreticalsupport forensuring food microbial safety.

Keywords: polymerase chain reaction (PCR); food microbiological safety testing; foodborne pathogens; food safety

随着人们生活水平的提升，食品安全成为社会各界关注的焦点。开展食品微生物安全检测，能够有效控制食品安全风险，最大限度地减少食品安全事件的发生[]。传统食品微生物检测方法如培养法、生化鉴定法等，虽然能在一定程度上满足检测需求，但存在检测周期长、灵敏度低等问题[2]，不利于食品安全快速预警和有效防范。因此，寻找快速、准确的食品微生物安全检测方法已成为食品安全领域急需解决的问题。核酸体外扩增技术，如聚合酶链式反应（PolymeraseChainReaction，PCR）具有灵敏度高、特异性强等优点[3]，能够通过特异性引物扩增目标微生物的特定基因片段，实现对食品中致病菌的快速、全面、准确检测，为保障食品安全提供有力的技术支撑。基于此，本文在准确把握PCR技术基本原理的基础上，对其在食品微生物安全检测中的应用现状展开分析，并探索其在食品安全检测中的应用策略，以期为食品微生物的快速检测提供有效手段。

1开展食品微生物安全检测的重要性

（1）保障公众健康，减少食品安全事件发生。开展食品中的致病菌、病毒、寄生虫等有害微生物安全检测，可以及时发现被污染食品，防止其进入市场，从而避免因食用受污染的食品而引发食物中毒，进一步保障公众的身体健康和生命安全[4。同时，开展食品微生物安全检测可以及时发现食品中存在的传染病病原体，有助于相关部门及时了解各类传染病在食品中的传播情况和流行趋势，为传染病的防控提供科学依据，有效减少食品安全事件发生。

（2）提高产品质量，推动食品行业可持续发展。① 食品微生物安全检测可以为食品生产企业提供科学依据和技术支持，帮助企业优化生产工艺，提高产品质量[5]，促进食品行业可持续发展。 ② 食品微生物安全检测要求企业建立完善健全的质量管理体系和卫生管理制度，促使企业全方位加强对食品生产经营全过程的质量把控和管理。这有助于促进企业规范生产，提高其管理水平和生产技术水平，在保证食品质量和安全的同时，有效推动食品行业可持续发展。

2PCR技术概述

2.1 基本原理

PCR技术作为一种在分子生物学领域中广泛应用的重要手段，主要用于在体外对特定的DNA片段进行扩增[。其基本原理包括变性、退火、延伸3个关键步骤，并通过循环这些步骤来实现DNA片段的指数级扩增。

2.2 优势

（1）特异性强。在PCR反应中，精心设计的特异性引物能够精准地与目标微生物的DNA特定序列互补结合，可有效避免非目标微生物的干扰，从而实现对目标微生物的特异性扩增和检测[7。由于引物与目标DNA序列的高度特异性匹配，PCR技术在检测过程中很少出现与非目标微生物的交叉反应，大大提高了检测结果的准确性和可靠性，可实现对病原微生物的高度特异性识别。

（2）检测迅速。在食品样本检测过程中，培养法等传统的微生物检测方法往往需要数天甚至数周才能得出结果。而PCR技术凭借快速扩增的能力，可以对多个样本进行平行检测，迅速筛选出可能存在微生物污染的样本，有效缩短了检测时间，提高了检测效率[8]

（3）操作简便。与传统的微生物培养和鉴定方法相比，PCR技术无须经过分离培养过程，只需按照仪器的操作说明将样本和试剂加人反应体系，设置反应参数，仪器即可自动完成PCR反应的各个步骤。这不仅简化了实验步骤，还易于操作[，缩短了检测周期，可避免人为因素的干扰，确保检测结果的稳定性和可靠性，为食品微生物安全检测提供坚实基础。

3 应用现状

3.1样本处理较为复杂

① 前处理步骤烦琐。为保证检测结果的准确性，食品样本需经过严格的前处理过程以提取高质量核酸。此过程涵盖粉碎、匀浆、离心、过滤以及核酸提取等多个步骤，操作繁杂，不仅耗费大量时间和人力，还容易增加被污染的风险，干扰检测结果。 ② 食品基质的干扰。食品中富含蛋白质、脂肪、多糖等多种物质，成分相对复杂。这些样本基质会对核酸提取和PCR扩增产生抑制作用，降低扩增效率，导致检测结果不准确。

3.2 引物与探针设计不够合理

引物与探针是PCR技术的关键要素，其设计的合理性直接影响检测结果的准确性和特异性。然而，目前关于引物与探针的设计还存在不不合理的地方，难以覆盖所有可能污染食品的微生物种类，对于一些新型或罕见的食源性病原菌，缺乏有效的引物设计方案，导致某些罕见微生物难以被准确检测出来，影响检测结果。同时，当设计的引物与非目标微生物的基因序列存在一定的相似性时，可能发生交叉反应，造成假阳性结果，使得检测结果无法准确反映食品中微生物的实际情况。

3.3检测技术类型较为单一

在食品微生物安全检测领域，PCR技术凭借其快速、灵敏的特性，成为目前常用的检测手段之一，在一定程度上能够满足检测需求。但其对于未知序列或新出现的微生物可能无法进行检测，导致检测结果出现偏差，无法全面反映食品安全状况。同时，单一的检测技术难以实现对食品中微生物的全方位分析，无法同时满足微生物种类、数量、活性以及耐药性等多维度信息的检测需求，一定程度上影响了检测效率和准确性。

4应用策略

4.1优化样本处理方法

① 改进核酸提取方法。检测部门需选择合适的核酸提取试剂盒或方法，针对不同食品基质和微生物类型进行优化。 ② 优化自动化样本处理系统。检测部门应进一步完善自动化样本处理设备，使其能够根据不同的食品样本和检测目标，自动调整处理参数，以此实现样本处理的标准化和规范化，不断提高PCR技术在食品微生物安全检测中的应用效果。

4.2 加强引物与探针设计

① 应选择高度保守且特异性强的区域设计引物和探针，并利用生物信息学工具，对目标微生物的基因组序列进行分析。与此同时，相关人员还需通过对引物和探针进行BLAST（BasicLocalAlignmentSearchTool）比对，确保其与其他非目标微生物序列无明显同源性，减少非特异性扩增。 ② 针对多种常见的食源性致病性微生物，设计多重PCR引物和探针组合，实现一次反应同时检测多个目标微生物，提高检测效率，降低成本，并在设计时，通过优化引物和探针的浓度、退火温度等参数，确保各对引物和探针之间无相互干扰。

4.3 改进检测技术

① 结合多种分子生物学技术。应将PCR技术与酶联免疫吸附测定（Enzyme-LinkedImmunoSorbentAssay，ELISA）相结合，充分利用PCR的扩增能力和ELISA的特异性对食品微生物进行安全检测，以此弥补PCR技术对未知序列检测的不足，实现对食品微生物的全面精准检测，进而保障食品安全。 ② 选用高精度PCR仪并优化实验参数。检测部门要使用高精度的PCR仪，确保温度控制的准确性和稳定性，同时对退火温度、延伸时间等参数进行梯度优化，通过实验确定各引物的最佳退火温度，提升引物与模板之间的特异性结合效率，最大限度地减少非特异性扩增现象，进而提高检测结果的可靠性与准确性。

5结语

相比于传统微生物安全检测方法，PCR技术具有灵敏度高、特异性强、操作简便等优点，在食品微生物安全检测中应用广泛。在实际应用中，采取优化样本处理、加强引物与探针设计、改进检测技术及强化质量控制的应用策略，能够进一步提升PCR技术的准确性和可靠性。未来，相关人员还需针对PCR技术展开深人研究，结合新兴分子生物学技术、生物信息学以及先进的仪器设备，不断创新和优化食品微生物安全检测方法，为全方位守护公众的饮食健康，助力食品行业可持续发展提供技术支撑。

参考文献

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