科技日報記者 劉昊?通訊員?陳淑賢
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牛肉賣被管理部門發現后受罰的新聞也引起了網友的關注和熱議。
“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量與安全的主要問題之一。那么應該如何快速、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 宏條形碼技術應運而生 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法規對肉類和肉制品的質量和安全進行監督，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，肉類摻假現象仍然屢見不鮮。
如何辨別真假牛肉？有人在網上支招，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，加強檢測技術攻關，不斷提高檢測能力，成為市場監管部門的重要任務。
“快速、有效、準確和可靠的檢測技術是有效監管肉類摻假的關鍵手段。”廣西壯族自治區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。
甘永琦介紹，DNA條形碼是DNA中的特殊區域，通常由用于區分目標物種的中心可變區和兩側保守區組成，可以作為生物體的遺傳標記。通過對特定區域DNA片段進行聚合酶鏈式反應（PCR）擴增和測序，然后于在線數據庫中搜索比對，可以識別出摻假的肉類物種。
近年來隨著基因測序技術的發展，DNA 宏條形碼技術應運而生。
“DNA 宏條形碼技術結合了DNA條形碼和高通量測序技術，比傳統的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中的多個物種 提供了理想的方法，包括產品中非預期的物種，因而該技術在肉類及其制品的摻假檢測方面具有明顯的優勢，已成為肉類成分鑒定的新方法。”甘永琦說。
怎樣具體應用DNA 宏條形碼技術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據庫，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據庫進行匹配，最后通過生物信息學 軟件分析得到鑒定結果。
“該方法可以在6小時內同時進行至少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、通過生物信息學軟件分析數據……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 形碼技術進行動物源性成分檢測。
實驗員在應用DNA宏條形碼技術對肉制品進行檢測。甘永琦攝
“各樣品測序分析結果均符合預期。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，與產品標簽標示一致。”甘永琦說。
近年來，該實驗室從國內肉制品市場、自然環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，構建了包含1500 多個屬、2700 多個種的動物分類數據庫。
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。
在全球范圍內多個領域 DNA 宏條形碼技術得到廣泛應用
在過去的20年里，基因測序技術經歷了一代測序、二代測序和三代測序的發展，在規模、通量以及應用上都有了極大的進步。
“二代測序技術的發展為測序通量的巨大增長和成本的降低奠定了基礎。三代測序技術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 宏條形碼技術在肉類摻雜檢測中還面臨哪些挑戰？
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境樣本的應用。
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域，通常具有較長的基因序列。然而，環境中的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致結果存在偏差，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注。盡管面臨一些挑戰，但DNA 宏條形碼技術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異的技術手段。
除了用于肉類摻假檢測，DNA 宏條形碼技術目前還可以應用在哪些領域？
“在理論上幾乎任何一個樣本都可以通過DNA條形碼技術進行物種識別。近年來，該技術已應用于多個領域，如生態學、法醫學、生物技術、食品工業、動物飲食、食品質量等。”甘永琦說。
目前，DNA 宏條形碼技術已經在全球范圍內多個領域得到廣泛應用。但是由于該技術在國內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，基于該技術的研究，他們團隊已申請2項國家發明專利和1項檢測方法的團體標準，未來將搭建一個免費共享的數據分析網絡平臺，為該技術的應用推廣掃清障礙。
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象，還可以使用哪些生物技術？
甘永琦表示，目前常見的肉制品真偽鑒別方法包括基于形態學、代謝組學、蛋白質組學和基因組學這四大類真偽鑒別方法。
甘 永琦介紹說，形態學方法發展較早，已經從最初的更多依賴實驗操作人員的光學顯微鏡技術發展為將電鏡和數據圖像分析相結合的新型鑒定方法，但是受到組織形態 結構的影響，且無法區分動物種類，只可以區分哺乳動物、禽類和魚類；代謝物檢測的常用技術主要是光譜學技術，該技術樣品制備簡單，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；基于蛋白質組學的免疫技術操作簡單，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，結果不易受到食品加工方式的影響，還可以檢測經過熱處理的肉制品，穩定性、準確度更高，因此成為動物源性成分鑒定的 主流方法。常用技術有聚合酶鏈式反應（PCR）、限制性片段長度多態性(RFLP)，擴增片段長度多態性(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用。
“此外，實時熒光PCR技術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。