Opracowanie prostych i skutecznych testów realtime PCR do identyfikacji komponentów bydlęcych, wieprzowych i owczych w żywności

• Autorzy: Małgorzata Natonek-Wiśniewska , Piotr Krzyścin

Warianty tytułu

Development of Easy and Effective Real-Time PCR Tests to Identify Bovine, Porcine, and Ovine Components in Food

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Proste, skuteczne i czułe metody identyfikacji gatunkowej komponentów mięsnych w produktach spożywczych są ważnym aspektem produkcji żywności. Są one istotne zarówno dla producentów, jak i konsumentów, którzy są coraz bardziej zainteresowani rzeczywistym składem żywności. W identyfikacji komponentów pochodzenia zwierzęcego w żywności największe znaczenie mają obecnie metody polegające na analizie mtDNA, co wynika ze znacznej trwałości oraz specyficzności gatunkowej tej cząsteczki. Celem pracy było opracowanie prostych i skutecznych testów identyfikacji gatunkowej komponentów bydlęcych, wieprzowych i owczych, przydatnych do analizy żywności. Badaniom poddano próbki mięsa o zawartości [%]: 6, 35, 60, 80 i 100 wołowiny w wieprzowinie, wieprzowiny w wołowinie i baraniny w wieprzowinie. Metoda polega na identyfikacji gatunkowo specyficznych dla bydła, świń i owiec fragmentów genu kodującego COX1 o długościach 68 pz oraz 53 pz. W opracowanych testach granica wykrywalności komponentu wieprzowego wynosiła 0,07 %, bydlęcego - 0,4 % i owczego - 0,5 %. Uzyskane wyniki wskazują na specyficzność gatunkową stosowanych testów. Reaktywność krzyżowa albo nie zachodzi, albo można ją zaobserwować w późnych cyklach reakcji. Metoda ma zastosowanie zarówno do mięsa surowego, jak i jego przetworów, takich jak kiełbasa, mielonka, szynka. Metoda nie jest czasochłonna (4 h), natomiast jest powtarzalna (względne odchylenie standardowe w przypadku mięsa surowego wynosi ≤ 1,57 %) oraz dokładna (błąd pomiaru ≤ 2,33). W analizach mięsa przetworzonego dokładność pomiaru jest mniejsza, a rozrzut wyników nieznacznie większy, co może wskazywać na konieczność dostosowania krzywej standardowej do próbek badanych pod względem przetworzenia. (abstrakt oryginalny)

EN

Simple, effective, and sensitive methods to species identify meat components in food products are an important aspect in the production of food production. They are essential for both the manufacturers and the consumers, who are more and more interested in the actual composition of foods. At present, among the most important methods to identify components of animal origin in food are those based on an mtDNA analysis owing to the considerable stability and species-specificity of that molecule. The objective of the research study was to develop simple and efficient tests for species identification of bovine, porcine, and ovine components, which would be useful for the analysis of food. The analysis covered samples of meat containing 6 %, 35 %, 60 %, 80 %, and 100 % of beef in pork, pork in beef, and mutton in pork. The method is based on the identification of cattle, pigs, and sheep species-specific fragments of the gene encoding COX1 with 68 and 53 bp. For the tests being developed, the limit of detection was 0.07 % as for the porcine component, 0.4 % as for the bovine component, and 0.5 % as for the ovine component. The results obtained show the species specificity of the tests applied. The cross reactivity does not occur or it can be found in the late cycles of reaction. This method may be applied to raw meat and to its products, such as sausages, luncheon meat, ham. The method is not time-consuming (4 hours); it is repeatable (relative standard deviation for raw meat ≤ 1.57 %) and accurate (measurement error ≤ 2.33 %). As for the analysis of the processed meat, the accuracy of measurement is lower, and the relative dispersion of results is slightly higher; this might indicate the need to adjust the standard curve to the samples the processing of which is to be analyzed. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Towaroznawstwo żywności; Produkcja żywności; Metody badawcze; Identyfikacja produktu; Mięso

EN

Food commodities; Food production; Research methods; Product identification; Meat

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 22 (2015)
• Numer: nr 4 (101)
• Strony: 73--84

Twórcy

autor

Małgorzata Natonek-Wiśniewska

• Instytut Zootechniki - PIB

autor

Piotr Krzyścin

• Instytut Zootechniki - PIB

Bibliografia

• [1] Ballin N., Vogensen F., Karlsson A.: Species determination - Can we detect and quantify meat adulteration? Meat Sci., 2009, 2 (83), 165-174.
• [2] Camma C., Domenico D., Monaco F.: Development and validation of fast Real-time PCR assays for species identification in raw and cooked meat mixtures. Food Control, 2012, 23, 400-404.
• [3] Cawthraw S., Saunders G.C., Martin T.C., Sawyer J., Windl O., Reaney S.: Real-Time PCR detection and identification of prohibited mammalian and avian material in animal feeds. J. Food Prot., 2009, 72, 1055-1062.
• [4] Che Man Y.B., Aida A.A., Raha A.R., Son R.: Identification of pork derivatives in food products by species-specific polymerase chain reaction (PCR) for halal verification. Food Control, 2007, 18, 885-889.
• [5] Fumière O., Dubois M., Baeten V., von Holst Ch., Berben G.: Effective PCR detection of animal species in highly processed animal byproducts and compound feeds. Anal. Bioanal. Chem., 2006, 385, 1045-1054.
• [6] Frezza D., Giambra V., Chegdani F., Fontana C., Maccabiani G., Losio N., Faggionato E., Chiappini D., Vaccari G., von Holst Ch., Lanni L., Saccares S., Ajmone-Marsan P.: Standard and light-cycler PCR methods for animal DNA species detection in animal feedstuffs. Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 2008, 9, 18-23.
• [7] Genomes [online]. National Center for Biotechnology Information GenBank Dostęp w Internecie [20.09.2014]: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/submit_types
• [8] Griffiths A., Sotelo C, Mendes R, Pérez-Martín R.: Current methods for seafood authenticity testing in Europe: Is there a need for harmonisation? Food Control, 2014, 45, 95-100.
• [9] Guardone L., Deplazes P., Macchioni F., Magi M., Mathis A.: Ribosomal and mitochondrial DNA analysis of Trichuridae nematodes of carnivores and small mammals. Veterinary Parasitology, 2013, 197, 364-369.
• [10] Fajardo V., González I., López-Calleja I., Martín I., Hernández P.E., Garcia T.: PCR-RFLP authentication of meats from red deer (Cervus elaphus), fallow deer (Dama dama), roe deer (Capreolus capreolus), cattle (Bos taurus), sheep (Ovis aries), and goat (Capra hircus). J. Agric. Food Chem., 2006, 54, 1144-1150.
• [11] Fumière O., Veys P., Boix A., von Holst Ch., Baeten V., Berben G.: Methods of detection, species identification and quantification of processed animal proteins in feedingstuffs. Biotechnol., Agron., Soc. Envir., 2009, 13, 57-68.
• [12] Kalendar R., Lee D., Schulman A.: Java web tools for PCR, in silico PCR, and oligonucleotide assembly and analysis. Genomics, 2011, 98, 137-144.
• [13] Kesmen Z., Gulluce A., Sahin F., Yetim H.: Identification of meat species by TaqMan-based realtime PCR assay. Meat Sci., 2009, 4 (82), 444-449.
• [14] Mafra I., Ferreira I., Oliveira B.: Food authentication by PCR-based methods. Eur. Food Res. Technol., 2008, 227, 649-665.
• [15] Mirek Z., Bieniek W., Sztorc A.: Barkoding DNA - nowe narzędzie do opisu bioróżnorodności. Wiadomości Botaniczne, 2007, 51, 41-50.
• [16] Natonek-Wiśniewska M., Krzyścin P, Piestrzyńska-Kajtoch A.: The species identification of bovine, porcine, ovine and chicken components in animal meals, feeds and their ingredients, based on COX I analysis and ribosomal DNA sequences. Food Control, 2013, 34, 69-78.
• [17] Natonek-Wiśniewska M., Słota E., Kalisz B.: Use of cytochrome b polymorphism for species identification of biological material derived from cattle, sheep, goats, roe deer and red deer. Folia Biologica, 2010, 58, 46-50.
• [18] Rasmussen R., Morrissey M.: DNA-based methods for the identification of commercial fish and seafood species. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., 2008, 7, 280-295.
• [19] Rozporządzenie (UE) nr 1169/2011 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 grudnia 2011 r. w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat żywności.
• [20] Rozporządzenie (WE) nr 178/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 28 stycznia 2002 r. ustanawiające ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego, powołujące Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności oraz ustanawiające procedury w zakresie bezpieczeństwa żywności Dz. Urz. UE z późn. zm.- 596/2009 z dnia 18 czerwca 2009).
• [21] Primer Express® Software v3.0. Simple Primer and Probe Design for Real-Time PCR Applications.
• [22] Ustawa z dnia 15 września 2005 r. o jakości handlowej artykułów rolno-spożywczych. Dz. U. 2005 r. Nr 187, poz. 1577 (z późn. zm).

Identyfikatory

DOI

10.15193/ZNTJ/2015/101/057