分析食物样本中的DNA
摘要
在过去的十年里，qPCR已经成为被接受的食品DNA分析方法，以鉴别，安全和标签准确性。从食物中分离DNA的方法可能很复杂，因为食物成分的携带会抑制PCR，而且食品制备过程，如罐装或灭菌，可能导致DNA碎片。从食品中分离DNA的方法需要克服这些限制。本文重点介绍了使用Maxwell®16 DNA净化系统检测混合肉类样品中的物种，以及Wizard®食品磁性DNA净化系统从动物饲料中净化污染的反刍动物DNA的研究结果。
食品中DNA的提取与鉴定方法
快速、准确和方便的DNA扩增和测序方法的可用性使DNA分析成为许多类型的调查的可行选择。在食品检测领域，qPCR和先进的测序方法被应用于开发精确识别食品成分和精确检测污染物的灵敏方法。在过去十年中，这两种技术的进步使得在分子水平上识别食材成为可能，从而能够对食品中任何基于dna的成分进行精确的表征，从肉类和植物的组合到用于调味的香料。
在过去的几年里，基于qpcr的DNA分析已成功应用于广泛的食品检测场景，包括转基因检测(1）（2），混合肉制品和动物饲料的物种识别leyu乐鱼网（3）（4），以及检测微生物污染物（5）(6）．2013年3月，美因茨约翰内斯·古登堡大学的研究人员宣布了一种新的基于测序的食物检测方法——“所有食物Seq”，它使用全基因组测序/生物信息学方法来试图识别食物中的所有DNA(7）．与显微镜检查、蛋白质分析和微生物培养等较老的方法相比，qPCR和基于测序的食品检测方法具有节省时间、特异性、敏感性和自动化适用性等优点。
下一代测序技术的可用性和分析结果数据的计算能力使全基因组测序方法成为可能，将其与已知物种的序列进行比较并进行潜在匹配。使用基于排序的方法，您不需要知道要查找什么就可以找到它。理论上，只要在你的信息数据库中有匹配项，食物中每一种基于dna的成分都可以被识别出来。
基于qpcr的方法用于在食品中寻找特定的DNA序列——要么是物种特定的序列，要么是在转基因检测的情况下，特定的基因序列。2012年，一篇发表在《食品控制》上的论文（4）描述了一种基于实时聚合酶链反应的方法，用于识别混合肉类和加工食品样品中的猪肉、鸡肉、火鸡、牛肉和羊肉。这些作者使用Maxwell®16组织DNA纯化试剂盒从各种肉类混合物中自动提取DNA，然后使用针对每个物种的PCR引物来识别肉类成分。他们能够检测到单个物种，在各种目标肉类的混合物中，其含量可达1%。基于dna的肉类鉴别方法在加工肉类和熟肉上比基于蛋白质的方法(如免疫测定法)更有效，而且也更能区分相似的物种（4）（8）．
用传统方法从食物中分离DNA可能是一个漫长且有潜在危险的过程。有了避免接触有害溶剂和易于自动化的更快方法，可以更有效和成功地从食品中分离DNA，并促成了qPCR分析的成功。DNA纯化方法需要能够将存在于食品中的DNA从潜在的聚合酶链反应抑制剂中分离出来，还必须能够纯化在食品加工处理过程中可能破碎的DNA，如烹饪、保存或灭菌（9)（10）．因此，DNA纯化方法的选择以及PCR靶点的选择会极大地影响食品分析的成功，这取决于所涉及的特定食品和目标DNA。
物种识别:食物识别
Camma描述的方法等说明了qPCR的一个应用，以精确识别存在于加工肉类混合物中的物种-一个与食品检测和标签准确性相关的应用。在2013年欧洲马肉丑闻调查后，这一问题引起了人们的关注，该丑闻发现，向大量供应商出售的马肉产品被错标为牛肉leyu乐鱼网（11）．结果，几家连锁超市召回了包装好的冷冻食品，因为DNA检测显示这些食品含有不同程度的未申报马肉。这一事件呼吁采取更有效的措施来确保食品标签的准确性，并制定更多能够验证肉类产品种类含量的检测标准。leyu乐鱼网
品种鉴定:食品安全
确保食品安全是拥有精确、可靠的方法来检测食品的精确成分的最重要原因之一。例如，基于dna的方法被用于测试动物饲料是否符合欧洲法规，以将牛海绵状脑病(BSE)传播的风险降至最低。
为了消除疯牛病通过食物链传播的风险，欧盟禁止使用哺乳动物骨粉作为饲养动物的饲料成分（12）此外，还禁止向饲养的动物喂食来自同一物种的蛋白质（13）．使用qPCR进行DNA检测是检测动物饲料是否符合这些规定的推荐方法。qPCR方法在节省劳动力和灵敏度方面比之前的方法——对饲料样本进行骨碎片的显微分析——有巨大的优势(14）（3）．
使用DNA分析来检测动物饲料中的骨粉的主要挑战之一是，在生产过程中(133°C蒸汽压力下20分钟)，饲料中存在的任何DNA往往会被饲料的杀菌破坏。Fumiere等(2006)描述了一种有效的qPCR方法，它克服了这些限制（3）．他们使用高拷贝的牛线粒体DNA靶序列检测了牛和猪饲料中的反刍动物DNA污染。所选序列较短(68bp)，跨越多个基因。较短的靶标对检测更有效，因为较大的序列在灭菌过程中更容易破碎。跨越两个基因的靶DNA被用来试图减少物种交叉反应的可能性。该方法能够在加工过的猪和牛饲料中检测到0.1%的骨粉衍生DNA。
Fumiere等在半自动化过程中使用Wizard®食品磁性DNA净化系统和翠鸟®磁性颗粒处理器(Labsystems)从添加不同水平的哺乳动物骨粉的100毫克饲料样本中提取DNA。对TaqMan®分析中分离的DNA进行qPCR，并使用针对牛或猪mtDNA靶点的特异性引物。
第二项研究(14）概述了一项使用qPCR检测动物饲料中反刍动物肉和骨粉的实验室间盲法研究的结果。在该研究中，每个参与实验室使用了不同的DNA提取和qPCR方法，并比较了方法的有效性。所有实验室都能在混合了不同数量骨粉污染的饲料中检测到低于0.1%的反刍动物DNA。Wizard®食品磁性系统和翠鸟®磁性颗粒处理器是测试的提取方法之一，另一种是Wizard®DNA清理系统，第三种是基于手动chelex的方法。所有的DNA纯化和PCR方法都得到了满意的结果。
在欧盟，Wizard®食品磁性DNA净化系统是从动物饲料中纯化DNA的推荐方法，用于检测反刍动物DNA污染骨粉的qpcr分析。选择这种提取方法是基于“产生足够质量和数量的DNA，但也适合常规使用的操作简便、样品吞吐量和成本”的要求。(15）
总结
在过去的十年里，qPCR已经成为被接受的食品DNA分析方法，以鉴别，安全和标签准确性。从食物中分离DNA可能会因携带可能抑制PCR的食物成分而变得复杂，而且由于在食品制备中使用的各种处理方法，如罐头或灭菌，可能导致DNA碎片化。从食品中分离DNA的方法需要克服这些限制。近年来发表的研究强调了麦克斯韦®16 DNA净化系统和Wizard®磁性食品DNA净化系统的应用，以识别食品中的污染DNA。在欧盟，Wizard®食品磁性DNA净化系统是用于分析动物饲料污染反刍动物骨粉的推荐DNA提取方法。在未来，全基因组测序方法的可用性，可以应用于食品，可能为快速识别基于dna的食品成分带来更多的选择。由于样品类型的多样性、DNA降解水平和检测要求的严谨性所带来的挑战，分离出具有所需分析方法所需的足够纯度和质量的DNA对食品检测应用仍然至关重要。
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文章引用
- 马扎,R,et al。(2005)评估转基因DNA从饲料到动物组织的转移。转基因研究14, 775 - 84。
- Holst-Jensen, a (2009)转基因生物检测:过去、现在和未来的展望。Biotechnol副词27, 1072 - 1082。
- Fumiere, O。et al。(2006)精加工动物副产品和配合饲料中动物种类的有效PCR检测。leyu乐鱼网肛交。Bioanal。化学。3851045 - 54。
- Camma C。et al。(2012)用于生肉和熟肉混合物物种鉴定的快速实时PCR方法的开发和验证。食品控制23, 400 - 404。
- 罗尼,B。et al。(2004)食品中沙门氏菌的实时荧光定量PCR诊断。达成。Env。Microbiol。70, 7046 - 52。
- 海勒,开出信用证et al。(2003)实时荧光定量PCR法检测产志贺毒素大肠杆菌的食物样品DNA分离方法比较。达成。Env。Microbiol。69 (3), 1844 - 46所示。
- 新的DNA测试可以识别食物中的成分。
- Gizzi G。et al。(2004)动物饲料中加工动物蛋白，包括肉和骨粉的测定。j .采用AOAC公认的Int。87 (6), 1334 - 1341。
- 鲍尔,T。et al。(2004)加工参数对食品中DNA降解的影响。欧洲食品研究技术217, 338 - 43。
- Elke,。et al。(2002)农业作物和植物源性食品中转基因生物检测和测定的分析方法。欧洲食品研究技术214, 3-26。
- 劳伦斯,f (2013)马肉丑闻:基本指南。《卫报》2月15日，
- 掉了。j .欧洲。联盟L173, 6-13。
- 欧洲共同体(2002年)欧洲议会和理事会的欧共体第1774/2002号条例，规定了关于不供人类食用的动物副产品的卫生规则。leyu乐鱼网掉了。j .欧洲。Commun。L 273年, 1 - 95。
- 普拉多博物馆,M。et al。(2007)实时聚合酶链反应检测动物饲料中反刍动物肉和骨粉:实验室间研究结果。j·阿格利司。食品化学。55, 7495 - 501。
- (2013)EURL-AP标准操作程序:使用“Wizard®磁性食品DNA纯化系统”试剂盒进行DNA提取。
