不同加工工艺对产品中目标基因检测的影响因素探讨
2022-01-14 09:33:36 48

近年来,随着分子生物学技术的不断更新迭代,以分子生物学技术为基础的掺假掺伪检测、特定基因成分检测、过敏原成分分析等技术方法被大量应用于产品安全检测领域,相关检测结果也被作为产品真伪、原料溯源等方面的重要参考依据,但受多重因素影响,在实际检测过程中经常遭遇DNA无法提取或者提取质量较差等情况,从而影响目标基因的定性检出或定量检测。

针对DNA无法提取或者提取质量较差等情况,以往的科学研究多侧重于针对DNA检测方法的开发,考虑到产品加工工艺“可能”会对核酸产生破坏作用,因此,了解产品加工过程对DNA的影响,也成为利用分子生物学技术进行检测时所应该考虑的重要因素。

关于核酸的基本性质研究表明温度、pH、化学试剂等都会不同程度的破坏或影响DNA的结果和性质,如DNA的水解、氧化、链断裂、脱嘌呤等,而这些理化作用常发生于各种食品加工过程中[3]。

杨爱萍、蒋义武[1]等研究表明大豆内源基因Lectin和外源基因EPSPS在高温蒸煮下降解至800bp以下,在发酵4d后降解至200bp以下;发酵过程中外源基因相对量的变化与核酸酶、脂肪酶、蛋白酶活性的变化一致。

AlexanderTW,SharmaR,OkineEK[2]等研究表明加工过程会造成陆生植物来源的食品DNA不同程度的破坏,其中以DNA长链的断裂最常见。

韩冬、贾秀双[3]等对高温蒸煮、微波加热及腌制加工对原料基因组DNA的影响进行了研究,研究表明:1)经高温煮制后,与生鲜材料相比大眼金枪鱼等提取所得DNA浓度均显著下降,可能由于高温加热对食品原料内酶活性、DNA分子链结构等产生不可逆的影响所致;2)微波加热后的鲑鱼提取所得DNA浓度下降约20%,大眼金枪鱼等DNA纯度有所降低,可能由于海洋食品原料作为含水量较高的食品之一,容易被微波加热从而引起核酸的变化;3)腌制处理工艺对DNA提取影响不大。

陈颖、王媛[4]等研究表明物理过程如磨浆等能够使大豆内源基因Lectin的长度的降解至原来的一半。使蛋白质发生变性的过程同时也是DNA降解进一步加剧的过程,更高温度及更长时间的杀菌也会使DNA进一步降解。

杨艳、王桂姬[5]等研究表明采用煮制、微波加热、超声波、烤制、高温高压灭菌5中不同加工处理方法均能引起DNA的降解。

雍凌、张文众[6]等研究表明采用加热煮沸方式处理后的鲤鱼基因组DNA发生降解。可能由于高温能破坏核酸中的氢键,使之断裂,当加热至80~100℃时,双螺旋结构即发生解体,两条链分开,形成无规线团[7]。

综上,产品加工过程中的发酵、加热、烤制、高温高压灭菌等许多工艺都会影响DNA的各级结构,因此经过深加工后的产品在依据传统的PCR检测方法对目标基因进行检测时,往往无法实现目标基因的定性检出或定量检测。

随着分子生物学检测技术的发展,未来在深加工产品真伪辨别、原料溯源等分子生物学检测手段中,应更加关注针对不同加工工艺产品建立特异性更强的目标片段和对应引物体系,特别关注小目标基因片段的筛选,同时应结合蛋白基因组学等技术,为深加工产品在安全检测方面提供更加准确、高效的方法变革。

参考文献:

[1]杨爱萍、蒋义武等,转基因大豆内外源DNA在少孢根霉发酵中的降解[J].畜牧与兽医,2012年第44卷第12期.

[2]AlexanderTW,SharmaR,OkineEK, etal.Impactoffeed processingandmixedruminal cultureonthefateofrecombinantEPSPsynthaseandendogenouscanolaplantDNA[J].FEMSMicrobiologyLetters,2002,214(2):263-269.

[3]韩冬、贾秀双等,食品加工对几种海洋食品原料中DNA的影响[J].中国海洋大学学报,43(6):058~063Jun.,2013.

[4]陈颖、王媛等,食品加工工艺对大豆内源基因降解变化规律的影响[J].中国粮油学报,Vol 20,No.4Aug.,2005.

[5]杨艳、王桂姬等,加工方法对猪肉成分RQ-PCR检测结果影响的研究[J].食品研究与开发,2017年1月第38卷第1期。

[6] 雍凌、张文众等,不同热处理方法对鲤鱼DNA的影响及不同DNA提取方法的比较[J].中国食品卫生杂志,2011年第23卷第3期。

[7]王镜言,朱圣庚,徐长法.生物化学[M].北京:高等教育出版社,2002:508.

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