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。