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肉類摻假檢測(cè)鑒定技術(shù)的研究進(jìn)展

國(guó)家食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京 100094) 朱雨薇

      來(lái)源:《肉類產(chǎn)業(yè)資訊》    2015年第3期
 
內(nèi)容摘要:摘要從近年來(lái), 肉類摻假的事件層出不窮, 使得消費(fèi)者對(duì)肉類的食品安全問(wèn)題甚為擔(dān)憂。從物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、免疫學(xué)技術(shù)、電泳技術(shù)以及DNA鑒定技術(shù)等方面對(duì)目前肉類摻假檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展作一綜述, 并對(duì)肉類摻假檢測(cè)技術(shù)的研究趨勢(shì)進(jìn)行展望。
  摘要從近年來(lái), 肉類摻假的事件層出不窮, 使得消費(fèi)者對(duì)肉類的食品安全問(wèn)題甚為擔(dān)憂。從物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、免疫學(xué)技術(shù)、電泳技術(shù)以及DNA鑒定技術(shù)等方面對(duì)目前肉類摻假檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展作一綜述, 并對(duì)肉類摻假檢測(cè)技術(shù)的研究趨勢(shì)進(jìn)行展望。
  關(guān)鍵詞肉類摻假; 物理技術(shù); 電泳技術(shù); DNA聚合酶鏈反應(yīng); DNA條形碼
  從近年來(lái)屢次曝光的羊肉摻假,到2013年歐洲的“馬肉丑聞”,再到2014年國(guó)內(nèi)沃爾瑪?shù)?ldquo;驢肉摻假門”,各種肉類摻假的事件層出不窮,使得百姓們對(duì)肉類的食品安全問(wèn)題甚為擔(dān)憂。要杜絕“摻
  假肉”上餐桌,光靠末端檢查是不能從根上解決問(wèn)題的,最關(guān)鍵的還是要不斷完善法律法規(guī),加強(qiáng)監(jiān)管和執(zhí)法手段,對(duì)危害食品安全的行為狠狠打擊?,F(xiàn)今,我國(guó)對(duì)這些“摻假肉”的制作加工沒(méi)有任何標(biāo)準(zhǔn)可循,它一直被歸納到“餐飲行業(yè)”的管理范圍內(nèi)。隨著食藥總局的成立,食品安全分段監(jiān)管將成為歷史,但肉的真假仍然沒(méi)有任何法律追溯。要想打擊“摻假肉”的泛濫問(wèn)題,首先要制定統(tǒng)一的檢測(cè)方法,執(zhí)法人員和檢測(cè)機(jī)構(gòu)才能有依據(jù)去辨別市場(chǎng)上的真假肉,因此盡快研究出臺(tái)肉類的鑒別檢測(cè)方法刻不容緩。
  一直以來(lái),研究人員都在致力于開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單、靈敏、快速并且低成的分析方法來(lái)檢測(cè)鑒定肉和肉產(chǎn)品的種類和品質(zhì)。到目前為止,這些方法的開(kāi)發(fā)是基于肉類的解剖學(xué)和組織學(xué)特征,蛋白質(zhì)的檢測(cè)特異性及其相關(guān)技術(shù),如電泳法,等電點(diǎn)法(IEF)和酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法(ELISA)等。然而,這些方法并不是通用的方法,僅適用于特定情況。并且,這些方法是昂貴、耗時(shí)、復(fù)雜,缺乏特異性,只適用于對(duì)新鮮肉類。而免疫學(xué)的方法,尤其是酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法和側(cè)流免疫測(cè)定法,由于其專一性、簡(jiǎn)單性且靈敏度高,在過(guò)去的一段時(shí)間內(nèi)被普遍采用來(lái)測(cè)定肉類的種類;然而,由于肉蛋白質(zhì)在加熱后會(huì)發(fā)生熱變性,因此這些免疫學(xué)的方法在檢測(cè)經(jīng)過(guò)高溫的肉制品時(shí)并不能得到令人滿意的結(jié)果。目前,由于DNA的高溫穩(wěn)定性和高度守恒的性質(zhì),DNA分析法已廣泛用于肉類的品種鑒定。最初,檢測(cè)研究人員使用DNA雜交法測(cè)定肉的種類,但由于DNA雜交法操作復(fù)雜和耗時(shí)長(zhǎng),現(xiàn)在正被在DNA聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)檢測(cè)法所替代。DNA分析法是準(zhǔn)確、快速、低成的,并在所有情況下普遍適用。分別從物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、免疫學(xué)技術(shù)、電泳技術(shù)、以及DNA技術(shù)等角度,對(duì)國(guó)內(nèi)肉類摻假檢測(cè)鑒定技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,為進(jìn)一步的研究工作及標(biāo)準(zhǔn)制定提供一定的參考。
  1 物理技術(shù)
  物理檢測(cè)方法主要是通過(guò)辨別每個(gè)物種畜體的解剖差異,如肌肉和脂肪的外觀、顏色、氣味、質(zhì)地和味道等為肉類的品種和品質(zhì)鑒定提供一個(gè)初步的判斷?,F(xiàn)今有大量的物理方法可以針對(duì)肉類結(jié)構(gòu)的不同關(guān)鍵信息進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的比對(duì)可以對(duì)肉類的品種和品質(zhì)進(jìn)行鑒定,特別是適合用來(lái)評(píng)估肉的品質(zhì)。物理鑒別的方法由于操作簡(jiǎn)便,比較適用于現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法工作,表1將這些不同類型的物理方法進(jìn)行了匯總并針對(duì)其主要的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)估。
  表1 肉類的物理檢測(cè)方法匯總及其主要的優(yōu)缺點(diǎn)
檢測(cè)方法 檢測(cè)類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
Warner-Bratzler剪切力測(cè) 柔軟度試(WBSF) - - 破壞性的,非均質(zhì)的
薄片剪切力測(cè)試   比WBSF與柔軟度的關(guān)聯(lián)更強(qiáng)  
20%和80%肉樣品的變形   分別評(píng)估肌纖維蛋白(20%)和肌內(nèi)結(jié)蹄組織(80%)  
裝甲嫩度計(jì),轉(zhuǎn)矩嫩度計(jì),Tendertec穿透計(jì)   便攜的,無(wú)損的 入侵性的
超聲光譜分析 質(zhì)地,脂肪含量,膠原蛋白含量 3D,可測(cè)量活的動(dòng)物或整個(gè)尸體 -
超聲彈性成像 局部黏彈性性質(zhì) 3D,非入侵性的 -
紅外光譜 分子結(jié)構(gòu) 非接觸式的,迅速的 需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析
近紅外光譜 分子結(jié)構(gòu),質(zhì)地,柔軟度,黏性,結(jié)殼,多汁性,區(qū)別新鮮和解凍的產(chǎn)品,持水量。    
拉曼光譜 分子結(jié)構(gòu), 分子的相互作用, 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu), 水分活度, 脂肪組織, 持水量, 質(zhì)地, 柔軟度   非接觸式的, 迅速的, 可通過(guò)光纖在或體內(nèi)使用, 小樣品量    
可見(jiàn)光譜法, 比色法   色彩, 肌節(jié)長(zhǎng)度, 肌絲組織,PSE, 柔軟度, 持水量,汁液流失率, 膠原蛋白含量, 魚(yú)的新鮮度   通常和偏振光一起使用 -
熒光光譜   色氨酸微環(huán)境, 結(jié)締組織含量, 適口性, 咀嚼性,魚(yú)的新鮮度, 柔軟度, 肌纖維組織, 加熱時(shí)膠原蛋白的再構(gòu), 老化, 肌節(jié)長(zhǎng)度   非接觸式的, 迅速的, 可通過(guò)光纖在或體內(nèi)使用, 通常和偏振光一起使用   通常需要外在的熒光團(tuán)探針, 高溫度靈敏度
光學(xué)顯微鏡 脂肪組織, 膠原組織, 肌纖維分型, 區(qū)別新鮮和解凍的產(chǎn)品, 肌纖維間距,Z 線退化, 肌節(jié)長(zhǎng)度, 肌內(nèi)膜結(jié)構(gòu), 肌纖維直徑, 肌纖維密度, 肌纖維組織,PSE, 特殊蛋白質(zhì)檢測(cè), 膠原類型, 肌絲組織   選擇性的分析, 用共聚焦顯微鏡實(shí)現(xiàn)3D 重建   樣品制備: 薄切片( 除共聚焦顯微鏡外) 和經(jīng)常染色  
電子顯微鏡 肌絲結(jié)構(gòu)變化, 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu), 結(jié)締組織, 肌內(nèi)膜和肌束膜結(jié)構(gòu)組織,Z 線退化,I 鍵斷裂, 肌原纖維的肌纖維膜附件   更大的分辨率和放大率,SEM 的3D 重建, 可通過(guò)環(huán)境掃描電子顯微鏡來(lái)觀察不經(jīng)過(guò)脫水或凍結(jié)處理的樣品   樣品制備: 冷凍固定,脫水, 包埋, 或用重金屬染色  
肉眼觀察 膠原組織, 脂肪組織, 柔軟度, 脂肪含量, 膠原含量, 多汁性   非接觸式的, 迅速的, 使用方便 -
阻抗測(cè)量 細(xì)胞膜的完整性, 老化, 區(qū)別新鮮和解凍的產(chǎn)品,pH, 脂肪含量,柔軟度   非破壞性的, 便宜   侵略性的
微波測(cè)量 水分活度, 老化, 魚(yú)的新鮮度   可能采用非接觸式的 -
射線測(cè)量(X-ray)   脂肪含量, 肌絲結(jié)構(gòu)變化   - 利用電離輻射  
核磁共振成像(NMR)   水分活度, 含水量, 含鹽量, 辨別鈉離子群體, 持水量, 結(jié)締組織的變性, pH, 烹調(diào)損失, 脂肪含量, 脂肪組織, PSE, DFD, 膠原蛋白含量, 膠原組織, 肌纖維的類型   精確度高,3D 重建   昂貴
磁共振彈性成像   局部黏彈性性質(zhì) 機(jī)械性質(zhì)的3D 重建   昂貴
  2 化學(xué)技術(shù)
  根據(jù)不同物種肉類之間的差異性,化學(xué)測(cè)試可以很容易地檢測(cè)出肉類的品種。例如,由于牛肉和水牛肉中的胡蘿卜素含量不同,可依此來(lái)執(zhí)行 印度的防止牛屠宰法(見(jiàn)表2)。此外,由于馬肉中的糖原含量大于其他的肉類,可通過(guò)化學(xué)檢測(cè)來(lái)鑒定肉的品種。但由于糖原在屠宰后會(huì)消失,并且動(dòng)物的肝臟中也存在一定量的糖原,當(dāng)混合在香腸中時(shí)會(huì)干擾測(cè)定結(jié)果[10]。因此,可以結(jié)合表2中的數(shù)據(jù),將馬肉的糖原測(cè)定應(yīng)結(jié)合亞油酸的含量、脂肪中的碘含量以及脂肪的折射率的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。
  表2 不同的肉類品種中不同的化合物的含量
化合物 水牛肉 牛肉 羊肉和山羊肉 豬肉 馬肉
肉中的糖原/% 0.5~1.0 0.5~1.0 0.5~1.0 0.5~1.0 2.28
肌內(nèi)脂肪/% 0.9 2.6 羊肉中13.3;山羊肉中3.6 4.4% 無(wú)
脂肪中的亞油酸% 0.1 0.1 0.1 0.1 1~2
脂肪中的胡蘿卜素/mg·g-1 無(wú) 0.14~0.225 - - -
脂肪的折射率/% - 40 41.5 51.9 53.5
脂肪中的典含量/% - 38-46 35~45 50~70 71~86
  3 電泳技術(shù)
  血清學(xué)的和電泳的方法已被確認(rèn)是可以區(qū)分原料肉的種類的方法。電泳方法專注于分離和染色特定的蛋白質(zhì),但由于蛋白質(zhì)的變性,難以分析經(jīng)過(guò)熱處理的肉類樣品。電泳是一種強(qiáng)大的用于分離蛋白質(zhì)的研究技術(shù),其分離的蛋白質(zhì)通常作為分離凝膠中可視的特異蛋白帶,必要時(shí),可以通過(guò)簡(jiǎn)單的非特異性染色、酶學(xué)方法或免疫學(xué)方法。分離是取決于同質(zhì)凝膠、濃度梯度凝膠、pH梯度凝膠或變性劑的使用。用于物種識(shí)別的有效應(yīng)用方法包括基于原料肉的水提取物中有色的肌紅蛋白帶的等電勢(shì)或在特定的可視化后適當(dāng)?shù)姆N專一性的同功酶之間的區(qū)別。電泳數(shù)據(jù)的解釋會(huì)受到酶蛋白色層圖的視覺(jué)復(fù)雜度的影響。
  3.1 SDS- 聚丙烯酰胺凝膠電泳( SDS-PAGE)
  SDS-PAGE被廣泛使用,用于分離蛋白亞基和測(cè)定其分子量。在樣品和凝膠中加入還原劑和SDS后,分子被解聚成多肽鏈,解聚后的氨基酸側(cè)鏈和SDS結(jié)合成SDS-多肽復(fù)合物,由于SDS-多肽復(fù)合物在單位長(zhǎng)度上帶有相等的電荷,所以它們以相等的遷移速度進(jìn)入聚丙烯酰胺凝膠,其移動(dòng)速度取決于多肽的分子量。SDS-PAGE可用來(lái)在肉的混合物或商業(yè)香腸中識(shí)別肉的種類,也可以用來(lái)識(shí)別熟的魚(yú)的種類。這項(xiàng)技術(shù)使得研究人員能夠識(shí)別以下的肌纖維和肌質(zhì)肌肉蛋白質(zhì):肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白輔肌動(dòng)蛋白。
  3.2 等電點(diǎn)聚焦(IEF)
  等電點(diǎn)聚焦就是在電泳槽中放入載體兩性電解質(zhì),當(dāng)通以直流電時(shí),兩性電解質(zhì)即形成一個(gè)由陽(yáng)極到陰極逐步增加的pH梯度,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)放進(jìn)此體系時(shí),不同的蛋白質(zhì)即移動(dòng)到或聚焦于與其等電點(diǎn)相當(dāng)?shù)膒H位置上。
  使用IEF PAGE從加熱后的牛肉和豬肉的混合物中發(fā)現(xiàn)含有10%的豬肉。通過(guò) 等電點(diǎn)聚焦肉的混合物可以成功得到蛋白質(zhì)表達(dá)譜,從而通過(guò)多元數(shù)據(jù)分析來(lái)區(qū)分牛肉和豬肉。然而,當(dāng)肉被同一物種但是更為廉價(jià)的材料所替代時(shí),難以通過(guò)等電點(diǎn)聚焦來(lái)區(qū)分肉的不同品質(zhì)。好處則是評(píng)估樣是不依賴于個(gè)體成分的特定知識(shí),所以這種分析方法在任何標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中都相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。
  4 免疫學(xué)技術(shù)
  基于非常特殊的抗原抗體間的相互作用, 免疫試驗(yàn)可以檢出并確定復(fù)雜混合物如食品提取物中特定的分析[20]?,F(xiàn)今,最常用的2個(gè)免疫學(xué)技術(shù)為瓊脂凝膠免疫擴(kuò)散試驗(yàn)(AGID,agar gel immune-diffusion)和最新的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA,enzyme linkedimmuno-sorbent assay)。
  4.1 瓊脂免疫擴(kuò)散試驗(yàn)(AGID)
  AGID采用了一個(gè)雙擴(kuò)散技術(shù),是將可溶性抗原和抗體分別加到瓊脂板上相應(yīng)的小孔中,兩者各自向四周擴(kuò)散,如抗原與抗體相對(duì)應(yīng),兩者相遇即發(fā)生待異性結(jié)合,并在比例適合處形成白色沉淀線。通過(guò)AGID可以用已知抗體(或抗原)檢測(cè)未知抗原(或抗體),可鑒定抗原性物質(zhì)或免疫血清的濃度、純度及比較抗原之間的異同點(diǎn)。1977年Hayden就通過(guò)開(kāi)展AGID在熟牛肉香腸中檢測(cè)出1%,3%和5%的雞肉。雖然AGID已被公眾所認(rèn)可,并廣泛應(yīng)用于肉類的檢測(cè),但是卻存在著局限性。因?yàn)樵摲o(wú)法檢測(cè)近緣物種,并且獲取結(jié)果的時(shí)間太長(zhǎng),從采樣到收到結(jié)果需要約96 h。
  4.2 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)
  ELISA是幾種不進(jìn)行沉淀程序的定性的免疫學(xué)技術(shù)之一,將已知的抗原或抗體吸附在固相載體表面,使抗原抗體反應(yīng)在固相載體表面進(jìn)行,用洗滌法將液相中的游離成分洗除,最后通過(guò)酶作用于底物后顯色來(lái)判斷結(jié)果。ELISA測(cè)試快速,并且對(duì)于低到2%的摻假識(shí)別高度敏感。ELISA一直用來(lái)定性和定量的研究生物體液和組織樣品中的多種抗原和抗體。
  通過(guò)識(shí)別同源物種蛋白質(zhì)來(lái)鑒別肉類品種的ELISA方法有3個(gè):形間接ELISA、 雙抗體夾心(DAS,doubleantibody sandwich) ELISA和競(jìng)爭(zhēng)ELISA。
  4.2.1 間接ELISA
  該技術(shù)首先用特異性抗原包被固相載體,加入待測(cè)的抗體,使之與包被在固相載體上的抗原結(jié)合,再加入酶標(biāo)記的第二抗體,使之與待測(cè)抗體結(jié)合;反應(yīng)后再加入底物顯色,顏色的深淺與標(biāo)中待測(cè)抗體的量成正比。當(dāng)用于測(cè)定含有約3%摻假的肉類物種時(shí),間接ELISA是一個(gè)完善的基礎(chǔ)系統(tǒng)。
  4.2. 2 DAS-ELISA
  DAS-ELISA的原理是將特異性抗體結(jié)合到固相載體上形成固相抗體,然后和待檢血清中的相應(yīng)抗原結(jié)合形成免疫復(fù)合物,洗滌后再加酶標(biāo)記抗體,與免疫復(fù)合物中抗原結(jié)合形成酶標(biāo)抗體-抗原-固相抗體復(fù)合物,加底物顯色,判斷抗原含量。DAS-ELISA已被改良其特異性和靈敏度,可用來(lái)檢測(cè)含約0.5%摻假的肉類。
  4.2.3 競(jìng)爭(zhēng)ELISA
  競(jìng)爭(zhēng)ELISA形式,這種形式涉及到肉類提取物預(yù)培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用(試驗(yàn)抗原與已知數(shù)量的特異性抗體在PBST中培養(yǎng))到抗原涂層板。在這種檢測(cè)技術(shù)中,抗原或抗體中的一個(gè)被標(biāo)記上檢測(cè)分子,如放射標(biāo)記125I、HRP、AP或熒光分子等。由于待測(cè)物中存在與相應(yīng)抗原或抗體相同的競(jìng)爭(zhēng)性分子,因而標(biāo)記后的檢測(cè)分子可以被競(jìng)爭(zhēng)性地洗脫,從而信號(hào)值相應(yīng)降低,達(dá)到檢測(cè)的目的。
  5 DNA鑒定技術(shù)
  5.1 DNA雜交技術(shù)
  DNA雜交技術(shù)通常用于識(shí)別肉的物種。雜交的雙方是所使用的探針和待檢的核酸。檢測(cè)對(duì)象可以是克隆化的基因組DNA,也可以是細(xì)胞總DNA或總RNA。探針必須經(jīng)過(guò)標(biāo)記,以便示蹤和檢測(cè)。使用最普遍的探針標(biāo)記物是同位素, 但由于同位素的安全性,近年來(lái)發(fā)展了許多非同位素標(biāo)記探針的方法,例如,使用熒光分子。核酸分子雜交具有很高的靈敏度和高度的特異性,可以用來(lái)鑒定熟肉的物種,但是對(duì)于近緣物種并不能很好地分辨。Ebbehoj等通過(guò)增加來(lái)自交叉雜交物種的未標(biāo)記DNA改進(jìn)了DNA雜交技術(shù)來(lái)減少交叉反應(yīng)。他們區(qū)分綿羊和山羊,約有10%的檢測(cè)極限。
  5.2 聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)
  PCR是一種生物體外的酶促合成特定DNA序列的方法。用于鑒別肉類的物種,PCR將線粒體DNA作為檢測(cè)的目標(biāo)基因。選用線粒體DNA而不是基因組DNA作為肉類物種鑒定的目的基因是由于線粒體是從母體遺傳的,通常一個(gè)個(gè)體上只存在一個(gè)等位基因,因此不會(huì)產(chǎn)生由不止一個(gè)等位基因而導(dǎo)致的序列歧義的情況。線粒體基因的變量區(qū)域在每個(gè)細(xì)胞中都存在著成千上萬(wàn)的副,這就增加了陽(yáng)性結(jié)果的出現(xiàn)概率,即使是在由于劇烈的加工條件而使得DNA嚴(yán)重破碎的情況下也是如此。
  由于PCR可以將特定的DNA序列,甚至單個(gè)細(xì)胞樣品中的單拷貝序列呈指數(shù)期的復(fù)制成多個(gè)副,因此PCR技術(shù)擁有高度的選擇性和靈敏度。PCR可以用于鑒定肉類品種的定性試驗(yàn)。通過(guò)PCR可以鑒定近緣物種,甚至可以區(qū)別產(chǎn)自同一物種不同性別牲畜的生肉。
  5.3 RAPD-PCR
  RAPD-PCR(the random amplified polymorphicDNA-PCR)也稱作AP-PCR(arbitrary primer PCR)是一種用任意的隨機(jī)引物來(lái)檢測(cè)DNA序列圖譜的檢測(cè)方法。由RAPD-PCR得出的特殊且特定的模型可以用來(lái)區(qū)分肉類的物種。RAPD-PCR不僅擁有簡(jiǎn)單、快速、重現(xiàn)性好、敏感度高、辨識(shí)性高等優(yōu)點(diǎn),并且可以在單次的PCR反應(yīng)中同時(shí)檢測(cè)多個(gè)物種的DNA。這種分析方法也適用于識(shí)別在不同的加工條件下的肉類和肉類產(chǎn)品的物種。
  5.4 種特異性PCR
  使用種特異性PCR( species-specific PCR)鑒定肉和肉制品的物種比其他的PCR檢測(cè)方法更加的簡(jiǎn)便、靈敏和快速。然而,單次PCR反應(yīng)可檢測(cè)的物種數(shù)量卻被降低。這種PCR方法可以通過(guò)檢測(cè)目標(biāo)DNA或線粒體DNA來(lái)鑒定肉的種類。豬的特異性DNA引物已被成功用來(lái)鑒定各種肉和肉產(chǎn)品,如生肉、熟肉、香腸、腌肉產(chǎn)品和漢堡包等[32]。種特異性PCR方法由于其操作簡(jiǎn)單、高特異性和高靈敏度,是一個(gè)強(qiáng)大的牛肉鑒定手段,在加工和未加工的食物中皆適用。
  線粒體DNA的12S rRNA,16S rRNA,d循環(huán)(D-loop)和細(xì)胞色素b區(qū)域(cytochrome b regions)
  一般被用作目標(biāo)物種鑒別的目標(biāo)區(qū)域。通過(guò)使用設(shè)計(jì)在細(xì)胞色素b基因上的引物,種特異性PCR已成功應(yīng)用于檢測(cè)和區(qū)分食品中的雞、火雞、豬、牛和羊的成分。
  5.5 PCR-RFLP
  PCR-RFLP技術(shù)(the restriction fragment lengthpolymorphis),即限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù),其基原理是用PCR擴(kuò)增目的DNA,擴(kuò)增產(chǎn)物再用特異性內(nèi)切酶消化切割成不同大小片段,直接在凝膠電泳上分辨。不同等位基因的限制性酶切位點(diǎn)分布不同,產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的DNA片段條帶。此項(xiàng)技術(shù)大大提高了目的DNA的含量和相對(duì)特異性,而且方法簡(jiǎn)便,分型時(shí)間短。但這種技術(shù)較為復(fù)雜的,并需要相配的實(shí)驗(yàn)室,嚴(yán)格的分析技術(shù)和昂貴的酶。然而,這種分析方法針對(duì)熟肉的鑒定有著較大的潛能。有試驗(yàn)證明,PCR-RFLP可在肉類混合物中,鑒定出不到1%的水平的雞和火雞肉。同樣,羊肉和山羊肉也可通過(guò)使用ApaI限制酶的PCR-RFLP分析來(lái)區(qū)分。
  針對(duì)線粒體DNA使用PCR-RFLP技術(shù),可以鑒別經(jīng)過(guò)鹵水、熱處理和發(fā)酵的近緣的肉制品,包括豬、牛、野豬、野牛、綿羊、山羊、馬、雞、火雞和野味等。然而,絕大多數(shù)的RFLP方法是適合用來(lái)定性檢測(cè)單一物種的肉,而混合物會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的指紋,并不容易解讀。
  5.6 復(fù)合PCR
  復(fù)合PCR技術(shù)(multiplex PCR)采用多對(duì)引物對(duì)目標(biāo)基因與線粒體DNA進(jìn)行測(cè)定,可以同步、準(zhǔn)確和快速的在單次PCR反應(yīng)中識(shí)別多個(gè)肉類品種。已有文獻(xiàn)表明,復(fù)合PCR可以用來(lái)識(shí)別雞肉、火雞肉、牛肉、豬肉、羊肉、羊肉、驢肉和馬肉,其對(duì)熟肉和加工肉類的檢出限為1%。Dalmasso使用設(shè)定在線粒體12s rRNA基因的正向引物和特異性反向引物鑒定鵝、土番鴨、雞、的火雞和豬。
  另有試驗(yàn)使用設(shè)定在5S rRNA基因正向引物和 特異性反向引物鑒定出混合在鵝肝中的鴨肝。
  5.7 Real-Time PCR
  常規(guī)的PCR技術(shù)雖然可以對(duì)不同物種的混合肉類進(jìn)行定性檢測(cè),但卻不能實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品中的物種進(jìn)行定量。而Real-Time PCR(又稱實(shí)時(shí)定量熒光PCR)不僅實(shí)現(xiàn)了PCR從定性到定量的飛躍,而且與常規(guī)PCR相比,它具有特異性更強(qiáng)、有效解決PCR污染問(wèn)題、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。實(shí)時(shí)定量PCR是指在PCR指數(shù)擴(kuò)增期間通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)熒光信號(hào)強(qiáng)弱的變化來(lái)即時(shí)測(cè)定特異性產(chǎn)物的量,并據(jù)此推斷目的基因的初始量,不需要取出PCR產(chǎn)物進(jìn)行分離。
  有研究證實(shí),通過(guò)對(duì)放大的線粒體12S rRNA基因、細(xì)胞色素b基因及16S rRNA基因進(jìn)行Real-TimePCR試驗(yàn)可以鑒別混合肉中肉的成分。而設(shè)計(jì)后的探針可以定量的分析馬肉、驢肉和豬肉的混合物,并且不局限于食物是否經(jīng)過(guò)加工和現(xiàn)今實(shí)驗(yàn)人員可以通過(guò)對(duì)DNA進(jìn)行測(cè)序來(lái)鑒定已知序列的肉類物種。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)人員的不斷測(cè)序分析,現(xiàn)今已有大量的常見(jiàn)動(dòng)物物種、品種和基因變異的基因序列存于數(shù)據(jù)庫(kù)中,如美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心的數(shù)據(jù)庫(kù)等。
  只要物種擁有獨(dú)特的DNA序列,DNA測(cè)序都可以對(duì)其進(jìn)行鑒定,就算是沒(méi)有任何參考資料的未知樣品也同樣可以進(jìn)行鑒定。試驗(yàn)方法為先通過(guò)PCR擴(kuò)增來(lái)得到樣品的DNA序列,然后將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中的大量已知物種信息進(jìn)行比對(duì),就可以得到樣品的物種。通過(guò)PCR擴(kuò)增來(lái)識(shí)別 DNA序列是一種非常直接和有效的方式,通常會(huì)伴隨著凝膠電泳,并使用 Real-Time PCR對(duì)其結(jié)果進(jìn)行定量分析。傳統(tǒng)的Sanger測(cè)序技術(shù)是通過(guò)雙脫氧鏈終止法對(duì)PCR反應(yīng)完成時(shí)產(chǎn)物的長(zhǎng)度進(jìn)行的末端分析,得出模板鏈的堿基序列。然而由于Sanger測(cè)序法操作繁瑣、成較高,不能滿足大規(guī)模測(cè)序的需要。新一代的測(cè)序方法則以高通量、低成為主要特點(diǎn),主要包括Illumina公司的Solexa測(cè)序技術(shù)、羅氏公司的454測(cè)序技術(shù)和ABI公司的SOLiD測(cè)序技術(shù)等,目前已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。
  5.8 DNA條形碼(DNA barcode)
  2003年,加拿大Guelph大學(xué)的生物學(xué)家Paul Hebert教授首次提出利用線粒體細(xì)胞色素C氧化酶1(cytochromeC oxidase 1)基因構(gòu)建物種鑒別體系,而這段擁有648個(gè)堿基對(duì)的基因序列則被稱為DNA條形碼(通常被簡(jiǎn)稱作CO1或COI),并期待像在零售業(yè)的發(fā)展過(guò)程中起到了舉足輕重作用的條形碼技術(shù)一樣,根據(jù)對(duì)1個(gè)統(tǒng)一的目標(biāo)基因DNA序列的分析來(lái)完成物種鑒定的過(guò)程。
  截止2011年已有112547種動(dòng)物和近43 000植物、真菌和其他類型生物的DNA條形碼已存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,并且這個(gè)數(shù)字還在不斷增加。DNA條形碼作為對(duì)地球上現(xiàn)有物種進(jìn)行識(shí)別和鑒定的一項(xiàng)新技術(shù), 受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。
  在美國(guó),為規(guī)范魚(yú)類交易,避免以次充好,美國(guó)食品和藥物管理局2011年年底宣布它將擴(kuò)大其使用DNA檢測(cè)在檢查海鮮制造商和餐館。
  6 結(jié)論
  現(xiàn)階段可用于確定 肉類品種的方法大致可以分為5種: 物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、免疫學(xué)技術(shù)、電泳技術(shù)、以及DNA鑒定技術(shù)。這些檢測(cè)方法是基于肉類品種之間的解剖差異、化學(xué)分析、蛋白質(zhì)或DNA鑒定而建立的。
  物理和化學(xué)技術(shù)適合用于鑒定較為完整的生肉,并可以通過(guò)物理方法按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)肉類的品質(zhì)進(jìn)行分級(jí),并由于其操作簡(jiǎn)便,較為適用于現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法工作。而碎肉、肉末以及僅經(jīng)過(guò)適度加工的肉則適合采用免疫學(xué)和電泳方法,如SDS-PAGE、IEF和ELISA。
  但是對(duì)于經(jīng)過(guò)熱加工的肉類而言,由于熱加工會(huì)使肉類的蛋白質(zhì)變性,因此基于DNA的檢測(cè)方法擁有著更高的可靠性,如傳統(tǒng)的DNA分析和實(shí)時(shí)PCR等。線粒體和基因組中的DNA均可以通過(guò)單拷貝和重復(fù)序列的方法PCR擴(kuò)增序列,具體方法的選擇會(huì)極大程度的受到檢測(cè)極限的影響。如果需要定量的鑒定肉的種類,則需要選用基于實(shí)時(shí)PCR分析方法。最新的DNA條形碼技術(shù)正受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注,目前已越來(lái)越多的在肉類物種的鑒定和執(zhí)法工作中采用。
 
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