我国水果资源种类繁多，生产量不断增加，为了延长其保存期，水果加工品的品种也在不断的扩大。其中，色泽鲜艳、甜美爽口的果汁符合当前人们对饮料营养和健康的迫切需求，已得到各年龄段人群的认可，同时可作冷饮和热饮、方便携带，在生活中随处可见，在饮料工业中占有较大的市场份额[1-2]。由于巨大的经济利益驱使，果汁行业出现了以次充好、掺伪造假的问题，且随着科技的快速发展，层出不穷的掺假手段使果汁鉴伪工作的开展难以进行，给我国的出口贸易和食品行业的安全带来了很大影响，降低了人们对我国产品质量的信心[3-4]。为杜绝这种违反市场秩序的行为，世界各国致力于果汁鉴伪技术的研究，从单一组分到多组分、单一性状到多性状，建立了一系列标准法规来检验和鉴定果汁的真假[5]。本文阐述了目前果汁掺假常用的手段和检测技术，综合考虑现代分子生物技术在产品原料和特性成分检测中的优势，从基因水平出发，对果汁中植物源性成分等掺假鉴定的研究现状进行总结，包括聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）技术、实时荧光PCR（real-time PCR，RT-PCR）技术、数字PCR（digital PCR，dPCR）技术、环介导等温扩增（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）技术、脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）条形码方法、代谢组学等，对存在的问题进行剖析，以期为广大相关研究者提供参考。
果汁掺假现象伴随果汁行业的出现而存在，随着果汁市场的发展，果汁掺假手段更是层出不穷，总结常用掺假方式，包括（1）掺入水；（2）掺入酸；（3）掺入糖；（4）掺入低价水果汁；（5）掺入果渣提取物；（6）掺入胶体物质；（7）假冒果汁产地；（8）以浓缩果汁代替非浓缩果汁或鲜榨果汁；（9）掺入微生物等。随着现代科学技术的发展，单一掺假方式不能满足非法商家的需要，一般采用几种方式组合使用，甚至根据原水果汁的特征图谱进行调和，使果汁鉴伪工作越来越困难[5]。
据统计，国际上果汁掺假现象普遍存在，甚至高达80%，为了打击扰乱市场秩序和侵害公民经济利益和权益的违法行为，世界各国及组织纷纷出台了一系列检测标准及法规来改善这一现状[5]。自20世纪80年代开始，德国联邦、西班牙、荷兰等国家先后规定了苹果、梨、橙子、葡萄等常见水果原汁的参数标准值（richtwert schwankungsbreite kennzahl，RSK）的测定方法；日本和台湾地区以可溶性和不可溶性固形物含量、灰分、氨基酸态氮、总酸等指标参数为依据来分析评价果汁质量；澳大利亚以无机物（钙、钾、磷）、糖类（果糖、葡萄糖、蔗糖）、灰分及其之间的比值来评估果汁含量；欧盟果蔬汁饮料工业协会自1993年连续两年制定了十九项果汁评价标准；国际食品法典委员会（codex alimentarius commission，CAC）规定了果汁中可溶性固形物、糖类、乙醇、苹果酸、柠檬酸、二氧化碳等物质的添加限量[1，6-7]。目前，我国已颁布标准GB 10789—2015《饮料通则》和GB/T 31121—2014《果蔬汁类及其饮料》对果汁的定义、加工方式等作了详细阐述，关于果汁质量控制的相关标准法规也不断完善，主要有GB/T 18963—2012《浓缩苹果汁》、GB/T 19416—2003《山楂汁及其饮料中果汁含量的测定》、QB/T 4855—2015《果汁中水的稳定氧同位素比值（18O16O）测定方法同位素平衡交换法》、GB/T 27305—2008《食品安全管理体系果汁和蔬菜汁类生产企业要求》、NY/T 2015—2011《柑橘果汁中离心果肉浆含量的测定》、NY/T 707—2003《芒果汁》等。现有标准在实际检测中依然存在应用推广困难、覆盖范围不够全面的问题，需要各国加强新标准、新技术的研究。
检测技术在果汁鉴伪中具有关键性作用，对检测技术的研究开发从不间断。目前，果汁鉴伪技术主要有：（1）感官评价；（2）理化方法：色谱技术、质谱技术、色谱-质谱联用技术、光谱技术等；（3）生物学方法：PCR及其改良技术、LAMP技术、DNA条形码技术等[8-9]。感官鉴定方法起步较早，但结果易受果汁加工方式等外部条件的影响，应用受到限制。随着科学技术的发展，出现了智能感官技术，可以有效的对单一新鲜果汁进行评价。理化方法大多对水果汁中含有的标志化合物进行鉴别，但这些特有化合物容易受水果果实生长条件、品种、产地、生长周期、加工方式等因素影响，对复合果汁鉴定更是困难，在实际检测中的应用具有局限性。现代生物技术从基因水平出发，不受果汁加工方式、储藏条件和果实状态等外部因素等影响，具有一定优势，为果汁原料的溯源和质量控制等提供了可靠的技术基础[10-12]。
聚合酶链式反应（PCR）是一种对特定的DNA片段进行体外复制延伸的无细胞克隆技术[13]。PCR技术是开始研究最早、应用最广泛的生物技术，从1971年KHORANA首次提出核酸的体外扩增开始迅速发展，到1985年MULLIS假设了PCR的反应过程，再到1988年SAIKI在该反应体系中加入了耐高温的Taq DNA聚合酶，PCR技术发展迅速，目前在临床、食品、医药、生物、环境等领域得到广泛应用[14]。在果汁的鉴伪研究和应用中运用最为普遍。
较高的灵敏度和自动化操作等优点使该方法广泛应用于食品掺假中，果汁鉴别中也多有报道[15]。KNIGHT A[16]研究发现，应用PCR技术可以有效的鉴定出橙汁中含有的中国柑橘成分；SASS-KISS A等[17]通过调查发现西柚中分子质量为31 kDa和117 kDa的肽可用于西柚果汁的鉴伪；POPPING B[18]利用PCR技术对叶绿体trnT-trnL基因进行差异性分析，检测出橙汁中含有柑橘汁成分；NG C C等[19]根据鲜榨和还原橙汁两种产品中叶绿体基因rbcL的降解程度的不同对二者进行有效的区分；陈文炳等[20]建立了单重和双重PCR体系对果汁饮料中普遍存在的植物叶绿体rbcL基因以及核糖体18S rDNA片段等进行检测；PALMIERI L等[21-22]建立常规PCR和RT-PCR对浆果种属进行定性检测，也可以对浆果与其他植物种属进行定性鉴别，并得到成功应用；HAN J等[23]研究表明，PCR技术具有比化学分析方法更明显的优势，如较高的灵敏度和易于优化的反应条件等；刘伟红等[24]利用PCR技术建立了鉴别果汁中柑橘属成分的方法；HERBST N等[25-26]采用PCR技术对市售果泥、果酱和果汁中叶绿体基因matK进行检测，结果发现可以有效鉴定果泥和果酱中DNA的扩增片段，无法鉴定果汁中的DNA成分；孙建霞等[27]建立了PCR技术对苹果汁和桃汁进行准确鉴定，并规定了所建立方法的最低检测限；贾欣月等[28]建立并优化了一种PCR反应体系来快速鉴定鲜榨果汁中樱桃成分。
PCR技术开始较早，发展比较成熟，其特异性强、灵敏度高、便于操作、结果直观、节省人力、价格低廉等优点，有利于国家标准的完善，从而为食品检测提供依据。但试验操作过程中会出现假阴性和假阳性，而且极易产生污染，试验人员需要检测污染状况，采取措施避免和减轻污染的发生。因此，PCR技术发展应从可操作性、检测细节、操作安全性与简易性等方面为研究方向，确保检测技术应用的高效率与高质量。
实时荧光PCR技术原理与普通PCR相似，但实时荧光PCR在反应体系中加入了荧光基团，通过对荧光信号强度的跟踪检测来实时监控整个过程，具有灵敏度高、结果准确、效率高、特异性强、实时监控等优点，实用性和通用型较普通PCR技术强，近年来在果汁鉴伪和质量控制中的应用逐渐增多[29-30]。PALMIERI L等[21]建立实时荧光PCR技术鉴别出食品中桔子、草莓、蓝莓、菠萝成分；韩建勋等[31]通过设计梨类甜蛋白基因的特异性引物，建立了实时荧光PCR技术来鉴别梨成分；周兰等[32]通过实时荧光PCR技术对18S rRNA、ACTB、GAPDH、UBQ、TUB五个内参基因进行检测，筛选出苹果的最佳内参基因；梁宇斌等[33]通过设计柑橘属植物的特异性扩增引物，建立了其SYBGreen实时荧光PCR分析方法，得出该方法的检出限，并将该方法应用于市售的实际果汁样品的鉴定中，使该技术的实用性得到验证；ALDEGUER M等[34]设计了一种基于双重探针实时PCR（dual-probe real time PCR，DP PCR）分析方法来鉴别橙汁中的柑橘成分。
实时荧光PCR技术与普通PCR技术相比，还有环保、实时分析、自动化程度高、耗时更短、结果精准等优点，是分子生物、食品、临床、环境等领域中研究应用最常用的技术，也是目前最常用的果汁鉴伪方法。该技术的发展应用解决了很多社会性难题，具有较高的经济价值和社会价值，实时荧光PCR技术依然有很大的改进空间，如与高通量测序、基因芯片等技术相结合会显现出更多的优势，未来在食品鉴伪方面的应用前景巨大。
数字PCR（dPCR）是一种新兴技术，是由PCR扩增和荧光信号采集两部分先后交替进行。数字PCR反应过程原理：首先将样品核酸模板进行几万甚至几十万倍稀释使其成单分子，把这些单分子分配到不同的单元中分别进行扩增，每个单元有0或1各单分子，扩增完成后计数荧光信号，将有荧光信号的反应单元标记为阳性，没有荧光信号的反应单元标记为阴性[35]。数字PCR技术主要有微孔式、微腔式、微滴式等方法，具有准确度高、灵敏度高、耐受性高、效率高、重现性好等优点，在食品安全检测中的应用潜力越来越大，在牛肉、猪肉、鸡肉、羊肉等动物源性食品中掺入鸭肉的数字PCR技术已经被开发[36-37]。苗丽等[38]利用微滴式数字PCR技术对肉制品中羊源性成分定量分析，得出羊肉质量与拷贝数之间的关系，对羊肉进行绝对定量；杨华等[39]将双重数字PCR技术应用于牛肉的鉴伪中，定量检出了鸡肉、鸭肉、猪肉等廉价原料。数字PCR也应用于植物源食品掺假中，如BUCHER T B等[40]用于橄榄油纯度的检测、SCOLLO F等[41]用于香味水稻的检测。贾欣月[14]建立特异性数字PCR技术用于定性鉴别混合鲜榨果汁、非浓缩果汁和浓缩果汁中樱桃成分，并能得到樱桃特异性片段che36拷贝数。此外，李浩等[42]应用数字PCR技术对植物油中动物源性成分的检测来鉴定地沟油。
数字PCR可以根据原料质量、DAN量和基因拷贝数的线性关系来确定掺假比例，可以更好的检测出食品源掺假种类，具备其他检测方法所没有的优势，但数字PCR技术设备昂贵，在果汁鉴伪和质量控制中的应用较少，仍具有巨大的发展潜力。
DNA条形码（DNA barcode）是短的标准化DNA序列，广泛存在于生物基因组中，通过分析该DNA序列形成了一种快速鉴定物种的技术手段，即DNA条形码技术[43]。2003年，HEBERT P D N等[44]根据物种DNA序列的复杂多样性首次提出DNA条形码概念。次年，生命条形码联盟（theconsortium for the barcode of life，CBOL）开始计划建立DNA条形码数据库，至今收入的DNA条形码数量不断增多。随着被测定的已知DNA条形码序列的物种越来越多，DNA条形码技术将会成为物种鉴定的常规方法[45]。目前DNA条形码技术在鱼品种鉴别[46-47]、药材类鉴别[48-50]、可食用植物[51]和加工食品中[52]等应用广泛。
DNA条形码技术在果汁掺假掺伪的鉴定研究也有报道。如BRUNI I等[53]通过序列比对筛选出匹配效果较好的matK和psbAtrnH基因片段，使DNA条形码技术鉴定水果的成功率得到很大提高，建立了DNA条形码技术来区分可食用及不可食用水果物种。JAAKOLA L等[54]采取DNA条形码技术与高分辨率熔解曲线（high-resolution melting，HRM）技术联用手段分析越橘的内转录间隔区和质体DNA、核糖体蛋白L36-核糖体蛋白S8基因序列，有效的区分出8个越橘品种，适用于浆果类加工产品中掺入越橘成分的鉴伪，但会因DNA断裂现象而限制该技术在深加工浆果果汁中的应用。李梅阁[55]建立的DNA条形码技术成功地鉴定出市售果酱、果汁等浆果产品中单一成分和复杂成分，具有良好的适用性。
DNA条形码技术可以一次性快速鉴定大量样本，准确性高、通用性高、易于操作和标准化，不受物种个体完整性和发育状况等因素的影响，在物种鉴定中优势明显。但DNA条形码技术在果汁掺伪造假检测的应用研究相对较少，还处于初始研究阶段，存在巨大的发展潜力。
环介导等温扩增（LAMP）技术是一种体外等温核酸扩增技术，是由日本学者NOTOMI于2 000年发明的新型生物检测方法[56]。LAMP反应过程是在恒温（60～65 ℃）条件下，经特殊设计的两对内、外引物和一对环引物特异性识别靶序列上6个独立区域，在BstDNA聚合酶的作用下启动链循环进行核酸片段的复制延伸。在这一过程中引物设计是LAMP实验成功的关键。LAMP反应体系省略了反复热变形过程，缩短了反应时间，提高了实验效率，在1 h内可以达到109倍靶序列拷贝。实验结果可以通过加入显色液直接观察、电泳检测、浊度仪检测等方式进行判定[57]。
LAMP技术所需实验设备简单，不需要投入很大的成本；LAMP反应体系比普通PCR方法灵敏100倍；此外还具有特异性强、操作简便、效率高、结果直观等优点，目前在各个领域已经被广泛的应用，如加工食品中过敏原成分的快速检测[58]、食用燕窝的快速检测[59]以及肉类食品中动物品种鉴定[60]。但在果汁中植物源性成分等物种鉴定中的应用报道较少，具有很大的研究空间。
代谢组学是以相对分子质量＜1 000 Da的代谢物为研究对象，采用先进的现代技术手段通过定量定性分析该代谢物来达到物种鉴定的目的[61-62]。近年来逐渐成为现代食品科学研究的重要工具，特别是解决与食品安全、质量和营养相关的问题。JANDRIĆ D等[63]研究发现，代谢组学方法可用于发现追踪食物掺假的生物标志物，为快速检测掺假果汁中较便宜的替代品，采用超高液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱（high-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flightmass spectrometry，UPLC-QTOF/MS）联用技术进行非靶向代谢物指纹图谱分析，并进行多元数据分析，使代谢组学在食品掺假中的应用得到验证。俞邱豪[64]通过电子鼻技术检测小浆果果汁中的挥发性气味代谢产物快速鉴别出蓝莓汁和蔓越莓汁成分。
代谢组学在解决食品安全、营养、质量相关的问题中起到关键作用，是现代食品科学研究的重要工具之一，但代谢组学技术成本高、实验条件要求高等使该技术的应用受到限制。目前，样本的采集、处理和代谢物中独特的生物标志物的寻找是研究热点和难点，需要研究者进一步探索。
近年来，随着果汁饮料的市场需求量逐渐增大和国际贸易活动的增多，果汁行业的竞争越来越激烈。为保证产品质量和人们的合法权益，高效、可靠、简单的鉴伪技术成为未来研究的方向。在诸多鉴定方法中，分子生物技术是基于遗传信息对样品进行检测，不受原料产地、环境、加工方式等因素的影响，适合对果汁等深加工产品中水果品种进行鉴定。从本文综述可以看出，在分子生物技术鉴定果汁真假的研究应用中，普通PCR技术应用研究比较成熟，报道较多，实时荧光PCR技术是目前最常用的鉴定方法，数字PCR、DNA条形码等新兴技术起步较晚，在果汁成分鉴别的应用存在巨大潜力。
由于果汁加工形式多样、成分复杂、原料来源和保存方式不同、水果成熟度水平和生长环境差异大，应用分子生物学技术检测果汁中成分处于定性分析阶段，且对单品种果汁样品检测研究应用较多，需要进一步深入研究建立方法加强生物技术在复合果汁检测中的适用性。另外，在实验过程中出现假阳性和假阴性现象是分子生物技术鉴定中亟需注意的问题。建立健全检测标准等法律法规体系，大力开发检测技术，采用多种鉴定方法和检测仪器联合使用，才能为果汁的鉴别带来新的突破。
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