Диагностика плодово-ягодного сырья с помощью ДНК-тест-систем

В свете высокой востребованности многокомпонентных пищевых продуктов, в том числе содержащих растительные ингредиенты, становится актуальной проблема верификации сырья. В настоящей работе представлен метод идентификации плодово-ягодного сырья на основе определения ДНК. Описаны ДНК-тест-системы, представлены результаты их верификация и доказана высокая специфичность. ДНК-тест-система предполагает выделение ДНК из растительного сырья, реакцию амплификации и электрофоретическую детекцию. Образцы ДНК были выделены из свежего сырья. Материалом исследования стало сырье, хранившееся в течение 14 дней при комнатной температуре, замороженное сырье, а также готовые продукты из плодово-ягодного сырья (повидло, сок, напиток), прошедшие термическую обработку и содержащие сахар. Экспериментальные данные показали, что микробиологическая порча сырья, заморозка и термическая обработка (при температуре обычной для консервирования) не влияют на чувствительность предложенного метода детекции ДНК. Предложенные ДНК-тест-системы могут применяться для определения видовой принадлежности плодово-ягодного сырья в продуктах переработки вне зависимости от технологии их производства. Однако порог чувствительности предлагаемого метода различается для разных видов сырья. Высокий порог чувствительности ДНК-тест-систем был обнаружен при анализе ДНК малины, киви, банана, крыжовника, вишни, а также продуктах их переработки (повидло, сок), где продукты амплификации обнаруживались при разведении в 100 раз. ДНК земляники характеризуется наибольшей чувствительностью к механическим воздействиям (при заморозке) и действию высоких температур, что отрицательно сказывается на чувствительности ДНК-тест-систем. Также для шиповника майского характерен высокий уровень идентификации в сухих плодах, однако термическая обработка снижает порог аналитической чувствительности рассматриваемого метода.

детекция ДНК, амплификация, ПЦР, электрофоретическая детекция, хранение, заморозка, термическая обработка, плодово-ягодное сырье

1. Бадаева Е.Д. Структура генома и хромосомный анализ растений // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. № 4-2. С. 1017-1043.

2. Боронникова С.В. Молекулярно-генетическая идентификация и паспортизация редкого вида растений Пермского края Adenophora Lilifolia (L.) А. DC. // Вестник Пермского университета. Серия: биология. 2012. Вып. 1. С. 41-44.

3. Зорина В.В. Основы полимеразной цепной реакции. М.: ДНК-технология, 2012. 80 с.

4. Левкис З. Инновационные подходы в переработке плодов и ягод // Наука и инновации. 2012. № 6. С. 20-21.

5. Мудрикова О.В. Экспериментальные исследования основных параметров процесса проведения ПЦР для видовой идентификации // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 310-318.

6. Москвина Н.А. Использование нуклеотидных последовательностей фрагмента генома плодов и ягод для определения филогенетического родства // Техника и технология пищевых производств. 2014. № 3. С. 141-144.

7. Пантюхина В.А., Новиков Д.В., Савиных Н.П., Новиков В.В. Cравнительный анализ первичной структуры гена 18s рРНК представителей разных экобиоморф рода Veronica l. (Scrophulariaceae) // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2012. № 2-3. С. 169-173.

8. Причко Т.Г., Дрофичева Н.В. Моделирование рецептурных композиций функциональных продуктов питания из плодово-ягодного сырья // Пищевая промышленность. 2015. № 7. С. 18-20.

9. Просеков А.Ю. Методы ДНК-технологии для идентификации растительного сырья в молочных продуктах // Молочная промышленность. 2011. № 12. С. 62- 63.

10. Просеков А.Ю. Влияние технологической обработки продовольственного сырья на эффективность видовой идентификации // Пищевая промышленность. 2014. № 6. С. 8 -10.

11. Ребриков Д.В., Саматов Г.А., Трофимов Д. ПЦР «в реальном времени». М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 215 с.

12. Юдин М.С. Исследование методов Полимеразной цепной реакции для определения сырьевых компонентов в готовых продуктах // Международный журнал экспериментального образования. 2010. № 8. С. 77-79.

13. Яшин Ю.И., Рыжнев В.Ю., Яшин А.Я. и др. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и влияние их на здоровье и старение человека. М.: ТрансЛит, 2009. 212 с.

14. Abdolmaleki F., Assadi M. M., Ezzatpanah H., Honarvar M. Impact of fruit processing methods on DNA extraction from transgenic frozen banana products // European Food Research and Technology. 2014. # 239(3). P. 509-517.

15. Amani J. A simple and rapid leaf genomic DNAextraction method for polymerase chain reaction analysis // Iranian journal of biotechnology. 2011. Vol. 9. P. 69-71.

16. Berindean I.V., Cardei E., Roman G., Sturzeanu M., Pamfil D. PCR Protocol Optimization for Genetic Diversity Assessment and Molecular. Characterization of Sour Cherry Cultivars // Bulletin UASVM Horticulture. 2012. Vol. 69. #1. P. 71-80.

17. Karni M. Thermal Degradation of DNA // DNA and CELL biology. 2013. Vol. 32. # 6. P. 1-4.

18. Kress W.J. Use of DNA barcodes to identify flowering plants // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2005. Vol. 102. # 23. P. 8369-8374.

19. Negi M.S. Length and sequence heterogeneity in 5S rDNA of Populus deltoids // Genome. 2002. Vol. 45. # 6. P. 1181-1188.

20. Olhak D.O., Arslan A. Odentification of Meat Species by Polymerase Chain Reaction (PCR) Technique // Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences. 2007. 31(3). P. 159-163.

21. Palmieri L. Soft fruit traceability in food matrices using real-time PCR // Nutrients. 2009. # 1. P. 316-328.

22. Trontin J.F. Two highly divergent 5S rDNA unit size classes occur in composite tandem array in European larch (Larix decidua Mill.) and Japanese larch (Larix kaempferi) // Genome. 1999. Vol. 42. P. 837-848.

23. Wallinger C., Juen A., Staudacher K., Schallhart N., Mitterrutzner E., Steiner E.-M. Rapid Plant Identification Using Species- and Group-Specific Primers Targeting Chloroplast DNA // PLOS ONE. 2012. 7(1). e29473 10.1371/journal.pone.0029473.

24. Winnepenninckx B. 18S rRNA alignments derived for different secondary structure models can produce alternative phylogenies // Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. 1996. Vol. 34. # 3. P. 135-143.

25. Woolfe M. Food forensics: using DNA technology to combat misdescription and fraud // Trends Biotechnol. 2004. # 22. P. 222-226.