李 梁
(唐山市食品藥品綜合檢驗檢測中心,河北 唐山 063000)
在生物學研究視域下,生物體主要依靠DNA的復制、轉錄與翻譯實現(xiàn)遺傳,轉基因是指針對生物體中的DNA進行修飾改造,使其遺傳性狀產生改變,以基于DNA限制性內切酶的基因工程技術、基因克隆為代表的項目即為轉基因技術在實踐應用層面的具體體現(xiàn)。
將轉基因技術應用于植物食品加工生產領域,首要前提是完成目的基因的分離,隨后將目的基因與細菌載體的DNA拼接、形成重組基因,接下來運用基因槍等方式將重組體分子導入到受體植物細胞中,最后篩選出包含外源基因的轉化細胞,通過無性繁殖實現(xiàn)轉基因植株的誘導,并經由種植、加工、生產等流程形成轉基因植物食品。由于轉基因技術在應用的過程中需導入含有目的基因的外源DNA與載體DNA,部分情況下需選取一個能編碼的蛋白質DNA片段連接在目的基因上、用于篩選出轉化細胞,因此多數(shù)轉基因植物食品的外源基因遺傳結構具有相似性特點,可選取外源基因作為轉基因植物食品檢測與鑒別的重要依據(jù)。
核酸擴增技術簡稱為PCR技術,以特定基因片段作為模板,選取人工合成寡聚核苷酸、腺嘌呤脫氧核苷酸分別作為引物和底物,在耐熱DNA聚合酶的作用下實現(xiàn)DNA變性、模板單鏈DNA與引物的退火、引物的延伸,通過多次循環(huán)上述流程實現(xiàn)DNA片段的快速有效擴增,在專一性、靈敏性等方面占據(jù)顯著優(yōu)勢。利用PCR技術進行轉基因食品檢測,主要包含以下三個步驟:其一是外源基因的分離與提純,采用切、搗、研磨、粉碎等處理方法使選取食品樣品中的細胞產生破碎,從中分離出外源基因,隨后選用緩沖劑萃取其中游離的DNA,再利用乙醇萃取出蛋白質。其二是在PCR儀中完成擴增反應,以萃取出的外源基因作為模板,依據(jù)基因特點選取適當引物,經由變性、退火、延伸等流程生成PCR擴增產物。其三是產物成分檢測,常用檢測技術包含多重PCR技術、微流控技術、數(shù)字PCR技術等。以多重PCR技術為例,針對3類物種的4種外源基因、1種內源基因共設計10對引物,形成5重PCR擴增,循環(huán)兩輪后即可檢測出低含量的DNA,將其應用在大豆蛋白粉等深加工植物食品檢測中,能夠有效實現(xiàn)高通量篩選與快速檢測,具有高靈敏性、高效性特點。
通常豆類食品中富含植物蛋白,其原料經由加工處理后外源蛋白將發(fā)生降解或變形,一定程度上增大了目標DNA提取的難度,易造成漏檢問題。蛋白免疫技術是一種基于免疫反應的高靈敏檢測方法,僅需獲取到粗提物便可以快速完成測定、符合檢測需求,利用蛋白免疫原理進行深加工植物食品檢測,可有效獲取到特異性抗體,實現(xiàn)對外源抗原蛋白的有效檢測。同時,還可以運用蛋白芯片法進行檢測,該技術以抗原抗體反應作為檢測原理,通過制備特異性單克隆抗體、將其偶聯(lián)在化學材料修飾的芯片上,針對芯片的各項參數(shù)進行優(yōu)化,即可獲取到轉基因成分數(shù)值,適用于初加工植物食品的外源基因檢測。
測序技術主要以食品樣品的全基因組作為分析對象,經由高通量大規(guī)模檢測實現(xiàn)對食品中轉基因成分的判定,檢測精度較高、可信度較高。以大豆食品檢測為例,利用測序技術針對被測樣品進行一次性高通量測序,將獲取到的全基因組序列信息進行比對,即可判斷出被測樣品中有無轉基因序列與轉基因序列的種類。在此基礎上,利用第二代DNA測序技術將獲取到的短DNA片段的雙端測序結果與基因文庫進行比對,能夠直接篩選出可疑的插入位點與序列,配合PCR技術即可完成快速驗證。
分子標記包含PAPD、ISSR、AFLP、SCAR、SNP等多種技術手段,能夠反映出特異性DNA片段,適用于植物油的品種鑒定與轉基因成分檢測。以橄欖油為例,選用第三代分子標記技術進行橄欖油成分分析,其SNP擴增片段小,與毛細管電泳、微陣列分析等方法進行配合使用,能夠有效達成高通量檢測目標,完成對混合品種植物油中轉基因成分的檢測,重復性較好、分辨率較高。
當前世界各國對于轉基因食品的安全性仍持有保留意見與探討空間,社會公眾對于轉基因食品的接受度存在較大差異。因此務必要加強對轉基因植物食品檢測技術的研究,建立科學的食品檢測體系與鑒別標準,綜合運用多種技術方法進行食品成分、基質的檢測評價,為食用農產品發(fā)展與我國食品安全提供保障。