一个苹果可能致命，一小撮豆芽可能把你送进医院，而你鲜美、煎炸的红鲷鱼可能实际上是方头鱼。尽管人们对食品安全和真实性的担忧日益增加，但根据美国疾病控制与预防中心 2013 年的一份报告，沙门氏菌、弯曲杆菌、大肠杆菌和其他常见病原体的污染率并未下降，甚至实际上还在增加，具体情况取决于微生物。该机构称，每年由这些微生物引起的食源性疾病使 4800 万美国人患病，12.8 万人住院，并导致 3000 人死亡。
食品欺诈也在增加。2014 年，国际环保组织 Oceana 公布了一项为期两年的研究，研究对象包括来自 21 个州 674 家零售商的 1215 个海鲜样本和 46种鱼类。他们发现三分之一的样本被错误标记。
分析食品中 DNA 的工具可能很快就能帮助消除这些问题。从全基因组测序到创建指示原产地的人工 DNA 标签，这些技术的成本现在都出奇地低廉，并促成了新的全球合作和发明。世界各地的科学家都在努力创建食源性微生物菌株数据库，对最常见的病原体进行测序，并标记食物以实现即时追溯。这些新举措有望加快调查速度，减少食源性疾病和死亡；这些技术还可以识别营销人员的食品造假行为。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
Genome Trakr 是加州大学戴维斯分校、安捷伦科技公司和美国食品药品监督管理局之间为期五年的合作项目，承诺对总共 10 万种常见食源性病原体进行全基因组测序。该技术可以绘制微生物的整个 DNA 序列图，并使科学家能够区分不同的菌株，从而实现快速追溯和在全球范围内尽早消除疫情。该项目于 2012 年 3 月启动，由美国国家生物技术信息中心托管的数据库将在线提供，并且免费向研究人员和公共卫生官员开放。测序基因组的放大细节将使区分原本难以区分的不同微生物菌株成为可能，并在小规模聚集性爆发蔓延之前将其追溯。
目前，如果没有详细的流行病学暴露数据，这种追溯工作是很困难的。康奈尔大学最近的一项研究表明，这项新技术是一种有效且更快的替代方案。通过使用全基因组测序，研究人员能够将与 2010 年纽约市一家长期护理机构中一种称为海德堡沙门氏菌的沙门氏菌菌株相关的病例数量增加了一倍。他们甚至在都会区以外发现了病例。
全基因组测序已成功阻止了严重的食物疫情。2012 年，研究人员在金枪鱼寿司的沙门氏菌爆发中分离出特定菌株，该菌株使 258 人患病，并将其追溯到印度的一家加工厂。美国食品药品监督管理局对该工厂进行了调查，发现了 10 起卫生疏漏，其中包括 4 起公然违反安全协议的行为。2014 年，美国食品药品监督管理局能够阻止美国李斯特菌疫情，该疫情已导致 1 人死亡，7 人患病。他们对该菌株进行了基因分型并将其与一家名为 Roos Foods 的公司生产的软质西班牙风味奶酪联系起来，该公司在被美国食品药品监督管理局关闭后停止了所有生产。
庞大的开放访问 Genome Trakr 数据库应该通过提供已经分析过的大量数据来加快这种侦探工作。该项目的主管、加州大学戴维斯分校的微生物学家巴特·魏默说：“我们刚刚将该项目扩展到中国，他们将绘制另外 10,000 个基因组并将其存储。我们还有其他正在进行的全球合作。”
然而，测序整个基因组只是食品安全的新方法之一。食品欺诈预防也受益于一个名为国际生命条形码 (iBOL) 的大型国际项目，该项目正在建立地球上所有生命的遗传图书馆。该项目于 2003 年由安大略省圭尔夫大学的遗传学家保罗·赫伯特发起，它为不同物种提供了全球在线 DNA 标签数据库，类似于食品包装上的条形码。这些 DNA 条形码是来自基因组中一个小的、稳定的区域的序列，可以可靠地用于识别物种。
该项目已经为近 20 万种动植物创建了 260 多万条条形码记录，赫伯特希望到 2015 年底达到 50 万条。BOL 可以区分养殖鲑鱼和野生鲑鱼，因为它们是两个不同的物种。美国疾病控制与预防中心 2015 年的一份报告使用条形码来识别在美国作为无毒品种出售的进口有毒河豚。“DNA 测试通常是正确识别食品和药品的唯一方法，”洛克菲勒大学的研究员马克·斯托克尔说，他曾在 2009 年一项被称为“寿司门”的实验中使用 DNA 条形码来指认在纽约市出售的假鱼。
最后，受条形码想法的启发，一家新公司 DNATrek 正在为食品创建合成条形码。该技术由从植物中提取的 DNA 序列组成；它是一种无味、无色、无味的材料，可以与已使用的食品涂料（如天然蜡和油）混合并喷洒在食品上。DNA 序列就像隐形条形码，可以应用于食品链中的每个风险点：农场、分拣设施、分销商、包装商甚至零售商。这些条形码可以通过聚合酶链反应测试来读取，该过程会生成数百万个小段 DNA 的副本，从而可以轻松识别它。“当爆发疫情时，”公司创始人安东尼·佐格拉弗斯说，“聚合酶链反应技术可以在实验室中大约 20 分钟内读取 DNA 代码，从而实现即时追溯，而不是几周或几个月。”
这些代码还可以帮助验证意大利橄榄油等产品的真实性：这些标签应该可以追溯到意大利的橄榄农场和包装设施。DNATrek 的技术已获得美国食品药品监督管理局的批准，今年将在美国供应链中进行测试。瑞士苏黎世联邦理工学院设计了一种类似的 DNA 条形码。那里的研究员罗伯特·格拉斯及其同事将 DNA 标签封装在小的、食品安全的二氧化硅颗粒中，这些颗粒已经用作某些食品中的添加剂。然后，他们将颗粒添加到牛奶中。后来，聚合酶链反应测试能够检测到用牛奶制成的奶酪和酸奶中的标签。然而，在广泛采用第二种方法之前，仍需克服监管障碍
。
DNA Trek 的佐格拉弗斯认为，智能手机有一天可能会有应用程序，可以实际检测细菌污染或合成条形码。“我的同事和我一直在想，这项发明会多么棒，但还需要多少年才能实现。然后我们看到加州大学洛杉矶分校的一位教授开发了一款智能手机应用程序，可以读取单个病毒或细菌。”那位研究员、生物工程师 Aydogan Ozcan 最近与他的同事们发表了一项研究，表明基于手机的成像系统可以检测病毒和纳米颗粒。手机基本上被转换成了先进的荧光显微镜。移动显微镜单元使用手机的摄像头来可视化和测量单分子 DNA 链的长度。
因此，我们可以在鱼片上举起手机来确保我们知道自己在吃什么的日子可能为期不远了。