河北师范大学生命科学学院的郭楠楠和河北省食品检验研究院,河北省食品安全重点实验室的周 巍*、王 红*等人在前人的基础上探索植物及植物蛋白饮料(杏仁露)中杏仁和花生的定量检测方法,基于ddPCR技术建立两物种质量与拷贝数之间的计算公式,进行特异性、人为掺假样品和市售样品的检验,确定该方法的准确性和适用性,达到定量分析和甄别掺假的目的。
1、植物源性分析
空白对照、阴性对照均未出现扩增条带,杏仁、花生和样品DNA均出现大小140 bp左右的目的条带,证明DNA提取成功,适宜进行后续PCR扩增反应。
2、引物和探针的特异性检测结果
在此基础上,选择多种常见植物物种作为DNA模板对杏仁、花生引物进行进一步的特异性检测分析,ddPCR结果显示本研究选用的杏仁和花生的引物和探针特异性良好,与其他植物物种均无交叉反应,适用于杏仁和花生的定量检测。
3、DNA提取及含量的测定结果
为考察杏仁、花生质量与DNA含量的关系,各提取10 个质量梯度(10~100 mg)杏仁和花生的DNA,测得DNA含量。每个梯度各重复测得DNA含量的变异系数最大为4.13%,差异较小。取3 次重复实验的平均值进行线性拟合,结果显示杏仁在10~100 mg的质量范围内与DNA含量呈明显的线性关系,花生在10~80 mg的质量范围内与DNA含量呈明显线性关系。
4、DNA含量和DNA拷贝数的关系
每个梯度各重复所得DNA拷贝数的变异系数最大为4.72%,差异较小。取DNA拷贝数的平均值进行线性拟合,结果显示杏仁稀释质量浓度在5~50 ng/μL范围内、花生稀释质量浓度在5~100 ng/μL范围内,随着DNA含量的增加,DNA拷贝数相应增加,两者呈现一定的线性关系,杏仁和花生线性相关系数R2分别为0.997和0.999。
5、杏仁和花生质量与拷贝数计算公式的建立
根据杏仁、花生质量和DNA含量、DNA含量和DNA拷贝数之间的线性关系,分别以DNA含量为中间换算值,计算得出两物种质量与DNA拷贝数之间的公式,M杏仁=0.13C+1.24,M花生=0.081C-0.63,其中,M 为植物源性成分的质量(mg),C 为DNA 拷贝数(copies/μL)。
6、方法验证实验结果
分别提取已知比例混合样品的基因组DNA,30 倍稀释后,取4 μL进行ddPCR检测,进行3 次重复测定,分析各重复间变异系数,将测得的拷贝数取平均值代入本研究建立的计算公式中得到测得杏仁和花生的质量。结果显示,各重复间变异系数均小于15%,混合样品中杏仁、花生的测得值与实际值基本一致,最大相对误差为-12.86%。
7、方法应用结果
实验测得杏仁露2的杏仁含量最高(90.93%),杏仁露3中未测得杏仁源性,杏仁露10、11中测得杏仁含量极少,杏仁露1、9中测得微量的花生,杏仁露12中测得杏仁含量较少(5.22%)而花生含量较多(47.61%)。这一系列的检测结果表明市售杏仁露中存在不同程度的掺假现象。
结论与讨论
本研究建立的ddPCR定量检测体系准确可靠、灵敏度高、重复性好,可有效甄别市售杏仁露中的无意掺杂和恶意假冒伪劣问题,适合用于常规的量化检测分析。该方法实现的精准定量检测,可有效保护植物源性成分过敏人群,打击制假掺假的不法商家,保护消费者权益,为植物蛋白饮料的市场监管提供了新思路。
与此同时,该方法也可应用于其他植物及植物蛋白饮料的定量检测,并有望实现多种植物源性成分的同时定量,建立更健全的定量检测体系,监控植物蛋白饮料的掺假问题,维持市场秩序,为市场监管提供技术保障。