“掛羊頭賣狗肉”？這項檢測技術(shù)讓摻假肉制品無所遁形

2022-04-06 11:43:47 來源: 科技日報

將不合格酸菜包裝成老壇酸菜、用低價的木薯粉替代高價的紅薯粉……3月15日，央視3?15晚會曝光了一系列問題食品。而日前，一對江蘇夫妻因把豬肉上色當(dāng)牛肉賣被管理部門發(fā)現(xiàn)后受罰的新聞也引起了網(wǎng)友的關(guān)注和熱議。

“民以食為天，食以安為先”。用豬肉、鴨肉偽造牛羊肉，用低價肉冒充高價肉，動物源性食品中肉類摻假一直是影響食品質(zhì)量與安全的主要問題之一。那么應(yīng)該如何快速、準確和高效地進行肉類摻假檢測，從而更好地保護好老百姓的“肉籃子”，保障人們身體健康呢?

DNA 宏條形碼技術(shù)應(yīng)運而生成為肉類成分鑒定的新方法

賣肉作假古已有之。雖然我國已制定相關(guān)法規(guī)對肉類和肉制品的質(zhì)量和安全進行監(jiān)督，但是近年來隨著牛肉、羊肉市場需求量增大，以次充好可以帶來巨大的利潤，肉類摻假現(xiàn)象仍然屢見不鮮。

如何辨別真假牛肉?有人在網(wǎng)上支招，用“望聞問切”來仔細觀察：用眼睛去看，觀察和辨別;用鼻子去聞肉的氣味;用手去感覺肉的彈性……

但是，消費者僅憑自己的眼睛鑒別假肉還是太難，也不準。因此，加強檢測技術(shù)攻關(guān)，不斷提高檢測能力，成為市場監(jiān)管部門的重要任務(wù)。

“快速、有效、準確和可靠的檢測技術(shù)是有效監(jiān)管肉類摻假的關(guān)鍵手段。”廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗所微生物室副主任、副主任藥師甘永琦表示，脫氧核糖核酸(DNA)檢測方法特異性強、靈敏度高，結(jié)果不易受到食品加工方式的影響，是檢測肉類和肉制品摻假最常用的技術(shù)。

甘永琦介紹，DNA條形碼是DNA中的特殊區(qū)域，通常由用于區(qū)分目標物種的中心可變區(qū)和兩側(cè)保守區(qū)組成，可以作為生物體的遺傳標記。通過對特定區(qū)域DNA片段進行聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)擴增和測序，然后于在線數(shù)據(jù)庫中搜索比對，可以識別出摻假的肉類物種。

近年來隨著基因測序技術(shù)的發(fā)展，DNA 宏條形碼技術(shù)應(yīng)運而生。

“DNA 宏條形碼技術(shù)結(jié)合了DNA條形碼和高通量測序技術(shù)，比傳統(tǒng)的DNA條形碼功能更強大，具有高通量、高精度、速度快等特點，為同時檢測食物基質(zhì)中的多個物種提供了理想的方法，包括產(chǎn)品中非預(yù)期的物種，因而該技術(shù)在肉類及其制品的摻假檢測方面具有明顯的優(yōu)勢，已成為肉類成分鑒定的新方法。”甘永琦說。

怎樣具體應(yīng)用DNA 宏條形碼技術(shù)進行肉類及其制品檢測?

甘永琦介紹，為了鑒定樣品中的物種，首先建立一個可靠的數(shù)據(jù)庫，包含目標物種的DNA條形碼。使用特定引物對物種DNA的條形碼序列進行PCR擴增并獲得擴增子，然后合并來自不同樣品的擴增子，在一次程序運行中對不同擴增子同時進行測序，將測序得到的物種基因序列與條形碼數(shù)據(jù)庫進行匹配，最后通過生物信息學(xué)軟件分析得到鑒定結(jié)果。

“該方法可以在6小時內(nèi)同時進行至少96個樣品的成分及組分測序分析，提高了檢測的效率，節(jié)省了時間和人力成本。”甘永琦說。

稱取適量樣品、提取樣品的基因組DNA、通過一步式PCR擴增得到不同樣品的擴增子、制備文庫、上機測序、通過生物信息學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)……最近，甘永琦所在的實驗室從市場上購買香腸、火腿腸、培根、臘肉、火鍋肉片、肉干、肉松、肉丸、烤肉串、肉罐頭、肉脯等11種不同類型的肉制品共70多份，使用DNA宏條形碼技術(shù)進行動物源性成分檢測。

實驗員在應(yīng)用DNA宏條形碼技術(shù)對肉制品進行檢測。甘永琦攝

“各樣品測序分析結(jié)果均符合預(yù)期。比如在1份魚籽包里檢測出5種不同動物成分，分別是雞、豬、鴨、鳙魚和鲹魚，與產(chǎn)品標簽標示一致。”甘永琦說。

近年來，該實驗室從國內(nèi)肉制品市場、自然環(huán)境中常見的動物及國家重點保護野生動物名錄中遴選硬骨魚綱、軟骨魚綱、哺乳綱、鳥綱、爬行綱等物種作為研究對象，構(gòu)建了包含1500 多個屬、2700 多個種的動物分類數(shù)據(jù)庫。

他表示，實驗室目前正在擴大測試樣本的范圍，深入開展肉類摻假檢測方法的特異性、靈敏度和準確性研究。

在全球范圍內(nèi)多個領(lǐng)域 DNA 宏條形碼技術(shù)得到廣泛應(yīng)用

在過去的20年里，基因測序技術(shù)經(jīng)歷了一代測序、二代測序和三代測序的發(fā)展，在規(guī)模、通量以及應(yīng)用上都有了極大的進步。

“二代測序技術(shù)的發(fā)展為測序通量的巨大增長和成本的降低奠定了基礎(chǔ)。三代測序技術(shù)可滿足長讀長和全基因組快速測序的要求。”甘永琦說。

目前，DNA 宏條形碼技術(shù)在肉類摻雜檢測中還面臨哪些挑戰(zhàn)?

有研究表明，目前用于動植物分類鑒定的標準DNA條形碼并不完全適用于環(huán)境樣本的應(yīng)用。

甘永琦介紹，首先，標準DNA條形碼傾向于那些能夠識別相似物種的特殊區(qū)域，通常具有較長的基因序列。然而，環(huán)境中的DNA容易降解成較短的基因片段，從而阻礙條形碼的擴增。

其次，DNA宏條形碼技術(shù)需要同時擴增一個樣本中所有物種的DNA，那么就必須限制某些物種的過度擴增。因此，需要篩選比較幾個非標準的候選條形碼，確定新的DNA區(qū)域，以達到該方法的限制要求。

另外，在物種多樣性定量分析中，由于高通量測序過程中部分因素可能會導(dǎo)致結(jié)果存在偏差，進而影響原始樣品中物種定量估算的準確性。

作為食品安全的主要問題之一，肉類及其制品的摻假問題近年來越來越受到人們的關(guān)注。盡管面臨一些挑戰(zhàn)，但DNA 宏條形碼技術(shù)可以對未知物種進行快速、準確地識別，無疑為肉類摻假檢測提供了優(yōu)異的技術(shù)手段。

除了用于肉類摻假檢測，DNA 宏條形碼技術(shù)目前還可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?

“在理論上幾乎任何一個樣本都可以通過DNA條形碼技術(shù)進行物種識別。近年來，該技術(shù)已應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如生態(tài)學(xué)、法醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)、食品工業(yè)、動物飲食、食品質(zhì)量等。”甘永琦說。

目前，DNA 宏條形碼技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是由于該技術(shù)在國內(nèi)外未形成完善的檢測標準，因此僅局限于研究階段。

甘永琦表示，基于該技術(shù)的研究，他們團隊已申請2項國家發(fā)明專利和1項檢測方法的團體標準，未來將搭建一個免費共享的數(shù)據(jù)分析網(wǎng)絡(luò)平臺，為該技術(shù)的應(yīng)用推廣掃清障礙。

常見的動物源性成分鑒定的主流方法有四大類

檢測肉類食品中摻假現(xiàn)象，還可以使用哪些生物技術(shù)?

甘永琦表示，目前常見的肉制品真?zhèn)舞b別方法包括基于形態(tài)學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)這四大類真?zhèn)舞b別方法。

甘永琦介紹說，形態(tài)學(xué)方法發(fā)展較早，已經(jīng)從最初的更多依賴實驗操作人員的光學(xué)顯微鏡技術(shù)發(fā)展為將電鏡和數(shù)據(jù)圖像分析相結(jié)合的新型鑒定方法，但是受到組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，且無法區(qū)分動物種類，只可以區(qū)分哺乳動物、禽類和魚類;代謝物檢測的常用技術(shù)主要是光譜學(xué)技術(shù)，該技術(shù)樣品制備簡單，分析速度快，但常需要大量已知樣品建立模型且模型通用性不強;基于蛋白質(zhì)組學(xué)的免疫技術(shù)操作簡單，通量高，成本低，但是準確度不高，常用作快速篩查手段。

他表示，核酸檢測方法特異性、靈敏度高，結(jié)果不易受到食品加工方式的影響，還可以檢測經(jīng)過熱處理的肉制品，穩(wěn)定性、準確度更高，因此成為動物源性成分鑒定的主流方法。常用技術(shù)有聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)、限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)，擴增片段長度多態(tài)性(AFLP)，DNA測序等，可分辨動物的種類甚至可用于動物的品種鑒別和個體身份識別，在肉類的溯源體系中已獲得廣泛應(yīng)用。

“此外，實時熒光PCR技術(shù)也是目前用于動物源性成分鑒別及定量檢測的常用方法。”甘永琦說。

關(guān)鍵詞：技術(shù)進行廣泛應(yīng)用生物信息學(xué) 應(yīng)運而生蛋白質(zhì)組學(xué)

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