《Food Control》：Species authentication of six edible algae as emerging alternative protein sources: A multiplex PCR–capillary electrophoresis approach
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•开发了针对六种可食用藻类的单重和多重PCR检测方法。•两种多重检测实现了六种可食用藻的同时鉴定。•通过毛细管电泳定量验证了特异性和灵敏度。•检测限达到0.1 pg（单重PCR）和1 pg（多重PCR）。•检测方法在27种市售藻类加工食品上进行了验证。引言随着人口增长，全球对
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开发了针对六种可食用藻类的单重和多重PCR检测方法。
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两种多重检测实现了六种可食用藻的同时鉴定。
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通过毛细管电泳定量验证了特异性和灵敏度。
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检测限达到0.1 pg（单重PCR）和1 pg（多重PCR）。
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检测方法在27种市售藻类加工食品上进行了验证。
引言
随着人口增长，全球对蛋白质的需求持续增加，而传统的畜牧业蛋白生产因其效率低下、温室气体排放量大以及动物福利问题日益受到批评（Nuin Garciarena等，2025；Pastrana-Pastrana、Rodríguez-Herrera、Solanilla-Duque和Flores-Gallegos，2025；Procházka等，2023）。因此，能够补充或替代传统动物蛋白的替代蛋白来源正被积极研究，其中藻类作为有前景的候选者近期引起了广泛关注（Karabulut、Purkiewicz和Goksen，2024；Pipliya等，2025；S. Wu、Menut、Miao和Turchiuli，2025）。藻类大致可分为微藻和大型藻两类，前者包括小球藻属（Chlorella spp.）和螺旋藻（Arthrospira platensis），后者包括紫菜属（Pyropia spp.）、海带（Saccharina japonica）、裙带菜（Undaria pinnatifida）和墨角藻（Ecklonia stolonifera）（Procházka等，2023）。这些藻类被广泛认为是环境可持续的食品资源，因为它们对土地和淡水的需求较低，并且能够通过光合作用固定二氧化碳（Pérez-Roa、Gonzaga、Lavecchia和Zuorro，2025）。小球藻属和螺旋藻（A. platensis）的干重蛋白含量为50%–70%，且富含维生素和矿物质，因此支持其作为替代蛋白来源的使用（Lucakova、Branyikova和Hayes，2022；J. Y. Wu、Tso、Teo和Haldar，2023）。一些大型藻类，包括紫菜属，也因其特有的鲜味和其他令人愉悦的感官特性而作为食品原料受到重视（Figueroa、Farfán和Aguilera，2023）。
人们对藻类作为食品资源兴趣的日益增长在学术出版趋势中得到了明显体现。使用检索式 TS = ("algae" OR "algal" OR "microalgae" OR "macroalgae" OR "seaweed") AND TS = ("protein" OR "food") 对Web of Science核心合集进行2000年至2025年的检索，共获得40,318篇文献，年发文量从2000年的510篇增加到2025年的3529篇（图1A）。对2025年文献的作者关键词进行共现分析进一步显示，当前研究集中在生物活性化合物（如抗氧化剂、类胡萝卜素、多糖和岩藻多糖）的提取与表征以及蛋白和营养相关应用（如功能食品和营养保健品）方面，对可持续性和食品安全的关注也在不断增加（图1B）。
藻类食品工业用途的不断扩展伴随着对物种水平鉴别需求的日益增长（Ahmad、Ashraf和Zaman，2024；Fernandes、Martins、Barbosa和Valent?o，2024）。当藻类被用作替代蛋白原料或蛋白补充剂时，原料的形态特征在干燥、研磨和提取等加工过程中会大量丧失，从而使目视鉴定实际上无法实现（Siddiqui等，2024）。此外，不同藻类物种在报道的功能特性和市场价值方面存在显著差异，导致价格差异巨大，从而产生了用低价物种进行替代的机会（Geada等，2021）。此外，已有报道表明，食用某些藻类（如小球藻）后会出现过敏反应，包括过敏性休克，从而强调了检测未申报物种以保护敏感消费者的重要性（Zhang等，2026）。因此，建立可靠的物种鉴别方法已成为确保食品安全的关键需求。
已开发出各种分析技术用于食品原料的物种鉴别，包括基于DNA的（如聚合酶链反应（PCR）和测序）、基于蛋白质的（如酶联免疫吸附测定和质谱）、光谱学（如近红外光谱和拉曼光谱）以及基于图像的（如显微学和计算机视觉）方法（Haider等，2024；Ham等，2025）。其中，基于DNA的方法特别适合加工食品基质，因为DNA在高温加工条件下仍保持相对稳定，同时仍能提供高准确性和灵敏度（Bohme、Calo-Mata、Barros-Velázquez和Ortea，2019）。尽管全基因组测序和数字PCR也已被引入，但它们对昂贵仪器和专业知识的需求限制了其在食品检测中的常规应用（Zhao、Yang、Cai、Cao和Li，2025）。因此，常规PCR仍然是常规食品检测中广泛使用的标准技术，并进一步分为针对单个靶标的单重PCR和在同一反应中同时检测多个靶标的多重PCR（Kim、Miranda-Romo、Ten Cate和Hellberg，2025）。多重PCR在时间和成本效率以及多靶标同时检测方面为加工食品监测提供了明显优势（Cha、Suh、Lee和Kim，2025）。
我们开发了基于PCR的检测方法，用于六种广泛用作食品原料和替代蛋白来源的可食用藻类的物种鉴别——紫菜属（Pyropia spp.）、海带（S. japonica）、裙带菜（U. pinnatifida）、墨角藻（E. stolonifera）、小球藻属（Chlorella spp.）和螺旋藻（A. platensis）。单重PCR和多重PCR检测同时设计，其中多重检测组分为第1组（紫菜属、裙带菜、墨角藻和18S rRNA）和第2组（海带、小球藻属、螺旋藻和18S rRNA）。通过毛细管电泳分析特异性和检测限，随后将检测方法应用于市售藻类加工食品产品以确定标签一致性。我们预期所开发的检测方法将作为实用且可应用于现场的工具，用于不断扩展的藻类食品市场中的真实性验证和标签合规性监测。
章节摘要
藻类样品采集与制备
选择六种可食用藻类作为靶标物种，包括大型藻紫菜属（Pyropia spp.）、海带（Saccharina japonica）、裙带菜（Undaria pinnatifida）和墨角藻（Ecklonia stolonifera），以及微藻小球藻属（Chlorella spp.）和螺旋藻（Arthrospira platensis）。另外选择五种非靶标物种——海黍子（Sargassum fusiforme）、仙掌藻（Gelidium amansii）、长枝藻（Gracilariopsis longissima）、细枝藻（Gracilariopsis chorda）和浒苔（Ulva prolifera）——以评估特异性。所有藻类样品均从国家生物资源研究所（NIBR，
单重PCR检测的特异性和灵敏度
根据每种藻类样品的理化特性优化了DNA提取方案。所有提取的DNA样品的A260/A280和A260/A230吸光度比值均在1.8–2.1范围内，浓度>10 ng/μL，表明其纯度和得率适合后续的PCR分析。
使用六种靶标物种和五种非靶标物种的DNA，通过单重PCR测定了设计的引物组的物种特异性。毛细管
局限性与未来展望
尽管所开发的检测方法已展示了性能，但仍应承认一些局限性。第一，关于非靶标物种的选择。五种非靶标物种——海黍子（Sargassum fusiforme）、仙掌藻（Gelidium amansii）、长枝藻（Gracilariopsis longissima）、细枝藻（Gracilariopsis chorda）和浒苔（Ulva prolifera）——依据两个互补标准进行选择：与靶标物种的系统发育邻近性以及藻类食品市场中的商业共存性（Hwang和Park，2020）。该面板涵盖红色（G.
结论
开发了单重PCR和多重PCR检测方法，用于六种日益被用作食品原料和替代蛋白来源的可食用藻类的物种鉴别——紫菜属（Pyropia spp.）、海带（S. japonica）、裙带菜（U. pinnatifida）、墨角藻（E. stolonifera）、小球藻属（Chlorella spp.）和螺旋藻（A. platensis）。所开发的检测方法实现了0.1 pg（单重PCR）和1 pg（多重PCR）的检测限，为藻类加工食品中片段化和痕量DNA的可靠检测提供了足够的灵敏度。
CRediT作者贡献声明
Jun-Hyeok Ham：撰写—原稿，方法学，调查。Heewon Jung：撰写—原稿，可视化，验证，方法学，调查，正式分析，数据整理，概念化。Hae-Yeong Kim：撰写—审阅与编辑，指导，项目管理，资助获取，概念化。Seung Man Suh：撰写—审阅与编辑，验证，调查
利益冲突声明
作者声明，他们不存在已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报告的工作。
利益冲突声明
? 作者声明，他们不存在已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本研究由韩国食品药品安全部2026年资助项目（22193MFDS471）支持。
Heewon Jung|Jun-Hyeok Ham|Seung Man Suh|Hae-Yeong Kim
