Certificarea trasabilitatii cu ajutorul codului de bare ADN

Siguranta ?si calitatea alimentelor este in prezent o preocupare majora. Orice caz de alterare a alimentelor, in special atunci cand este raportat de mass-media, are un impact foarte mare asupra opiniei publice. Exista o cerere tot mai mare pentru imbunatatirea controlului calitatii ?si dezvoltarea unor instrumente de incredere pentru analiza alimentelor. Codul de bare ADN este un sistem care poate identifica mostre biologice ?si este utilizat pentru identificarea atat a materiilor prime, cat ?si a alimentelor prelucrate.
Metode de validare a autenticitatii alimentelor
Materiile prime de inalta calitate sunt fundamentale pentru productia de alimente cu valoare nutritionala adecvata. Industria alimentara a dezvoltat multe procese tehnologice pentru a pastra ?si a imbunatati proprietatile organoleptice ale produselor alimentare. Controlul calitatii este realizat prin diferite teste de laborator, care reprezinta punctul de plecare obligatoriu pentru un sistem corect de trasabilitate a produselor alimentare.
Validarea autenticitatii produselor alimentare se bazeaza, in principal, pe analiza proteinelor ?si/sau a secventelor ADN acid dezoxiribonucleic . Metodele bazate pe analiza proteinelor includ teste imunologice, electroforetice ?si tehnici cromatografice cum sunt HPLC ?si TLC. Daca pentru testarea produselor proaspete sunt eficiente, aceste metode au eficienta scazuta atunci cand sunt aplicate pentru analiza unor alimente puternic procesate. In aceste situatii, sunt mai eficiente metodele bazate pe analiza ADN-ului, acestea putand fi aplicate ?si matricelor alimentare. In plus ADN-ul este mai informativ decat proteinele ?si poate fi extras uordm;or chiar ?si din urme mici de material organic.
Datorita progreselor recente din biologia moleculara, markerii ADN au devenit un instrument eficient in analiza soiurilor de plante ?si a raselor de animale, fiind folositi ?si pentru a urmari materiile prime in procesele din industria alimentara.
In general, metodele bazate pe ADN utilizeaza secvente ADN specifice ca markeri ?si sunt impartite in markeri bazati pe hibridizare ?si markeri bazati pe reactia in lant a polimerazei, cunoscuta ca PCR Polymerase Chain Reaction, PCR . Metodele bazate pe PCR sunt extrem de sensibile, de multe ori mai rapide decat alte tehnologii ?si sunt utilizate pe scara larga in agricultura ?si zootehnie.
In ultimii ani, gradientul de denaturare PCR in electroforeza in gel PCR-DGGE a fost utilizat in mare parte in domeniul de trasabilitate ?si siguranta a produselor alimentare cu scopul caracterizarii bacteriilor ?si mucegaiurilor in produsele fermentate. PCR-DGGE a fost folosit, de asemenea, pentru a monitoriza contaminarea bacteriana a produselor alimentare, de exemplu a bauturilor fermentate ?si definirea originii materiei prime pornind de la caracteristicile drojdiei sau comunitatii bacteriene ca in cazul fructelor ?si peordm;telui.
Selectia celui mai potrivit mod de abordare moleculara depinde de diferite aspecte, inclusiv de cantitatea variatiei genetice a speciei analizate, timpul necesar pentru analiza, raportul cost / eficienta ?si expertiza laboratorului. Mai mult, tehnicile de genomica necesita ADN de inalta calitate pentru a lucra cu succes, deoarece eficacitatea lor poate fi influentata negativ de un ADN alterat sau fragmentat.
Aparitia ?si semnificatia codului de bare ADN
Un nou sistem de identificare, codul de bare ADN, a fost dezvoltat in 2003 de cercetatorii de la Universitatea din Guelph, Canada. Aceasta abordare se bazeaza pe analiza variabilitatii intr-o regiune a genomului etalon numit cod de bare ADN. Metoda s-a dovedit utila in rezolvarea problemelor taxonomice in mai multe aplicatii teoretice ?si practice.
In sens strict, codul de bare ADN nu este o metoda complet inovatoare deoarece metodele moleculare de identificare erau deja in uz. Cu toate acestea, ea are avantajul de a combina trei inovatii importante: molecularizarea proceselor de identificare de ex. investigarea variabilitatii ADN-ului pentru a face diferente intre taxoni , standardizarea procedurii de la colectarea probelor pana la analiza capacitatii moleculare ?si informatizarea evitarea transpunerii redundante a datelor utilizand informatica .
Numele codul de bare ADN se refera figurat la modul in care un scaner infraroordm;u identifica in mod univoc un produs prin utilizarea barelor negre din codul universal al produselor Universal Product Code, UPC .
Un cod de bare ADN ideal are nevoie de doua caracteristici fundamentale: acoperire taxonomica mare ?si rezolutie inalta. Acoperirea taxonomica mare denumita ?si universalitate se refera la amplificarea corecta a regiunii genomice alese drept cod de bare ADN in cel mai larg grup de taxoni. Pe de alta parte, o rezolutie inalta asigura identificarea taxonilor diferiti, in functie de diferentele interspecifice, in secvente de coduri de bare ADN. Ca principiu general, regiunile de coduri de bare ADN ar trebui sa aiba variabilitate interspecifica mare ?si intraspecifica scazuta.
Baze de date pentru coduri de bare ADN
De?si abordarea moleculara de la baza codului de bare ADN nu este noua pentru ordm;tiinta, puterea acestei metode se bazeaza pe disponibilitatea unei platforme internationale, BOLD Barcode of life database – coduri de bare a unei baze de date a vietii .
Platforma BOLD, coordonata de Proiectul international Barcode of Life iBOL , este un depozit care sprijina colectarea de coduri de bare ADN, cu scopul de a crea o biblioteca de referinta pentru toate speciile vii. BOLD este utilizata pentru a corela un anumit cod de bare ADN cu codul de bare ADN al unui exemplar certificat ?si cu alte secvente de coduri de bare ADN apartinand aceluia?si taxon sau unor taxoni diferiti. Aceasta platforma este formata din mai multe componente, printre care motorul de identificare BOLD-IDS IDS – Identification Engine Tool este una dintre cele mai utile. BOLD-IDS ofera un instrument de identificare a speciilor care accepta secvente de coduri de bare ADN ?si returneaza o atribuire taxonomica la nivel de specie ori de cate ori este posibil.
Acest motor admite identificarea corecta a speciilor pentru distante genetice de pana la 99%. Orice cercetator poate folosi BOLD-IDS ?si, in cazul in care o inregistrare de referinta apartinand unui exemplar necunoscut este disponibila in baza de date, sistemul prevede identificarea la rang de specii, sau o lista de taxoni asociati cu acel exemplar. BOLD este o resursa de incredere atat pentru cercetare, cat ?si pentru aplicatii practice, cum este trasabilitatea alimentelor.
O alta baza de date este Centrul National pentru Informatii Biotehnologice din SUA, NCBI National Center for Biotechnology Information .
In ultimii 10 ani, in bazele de date NCBI http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ ?si BOLD http://www.barcodeoflife.org/ , a fost depus un numar mare de secvente de coduri de bare ADN de la plante ?si animale inclusiv specii de crescatorie , urmand orientarile furnizate de grupul de lucru pentru baze de date http://barcoding.si.edu/pdf/dwg_data_standards-final.pdf .
Codul de bare ADN pentru identificarea ?si certificarea materiilor prime alimentare
Identificarea organismelor este esentiala pentru a se asigura standarde inalte de calitate pentru industria alimentara ?si pentru piata. Codul de bare ADN este eficient in certificarea atat a originii, cat ?si a calitatii materiilor prime, precum ?si in detectarea falsificarilor care apar in lantul alimentar industrial.
Printre produsele alimentare pentru care exista aplicatii sau potential pentru aplicarea codului de bare ADN in vederea certificarii trasabilitatii se regasesc urmatoarele: peordm;te ?si fructe de mare, carne, produse lactate ?si plante comestibile.
Codul de bare ADN s-a dovedit a fi deosebit de eficient in trasabilitatea peordm;telui ?si a fructelor de mare. Codul de bare ADN are succes atunci cand este aplicat la fructe de mare, deoarece in comparatie cu alte surse animale de exemplu vite, oi, capre, cai , numarul speciilor este mai mare, astfel ca eficacitatea acestei tehnici este imbunatatita. De asemenea, incercarile clasice de identificare nu sunt utile in multe cazuri, in special in cazul alimentelor procesate. In plus, in cazul peordm;telui ?si al fructelor de mare, mai mult decat in alte grupe de viata, identificarea moleculara poate merge mai departe decat nivelul speciilor, permitand in multe cazuri identificarea varietatilor locale ?si, prin urmare, identificarea originii unui anumit produs.
Codul de bare ADN a fost propus de catre FDA pentru autentificarea produselor comerciale din peordm;te. De asemenea, FDA a propus includerea codului de bare ADN in Enciclopedia de reglementare a peordm;telui Regulatory Fish Encyclopedia pentru a sprijini investigarea etichetarii gre?site ?si a substituirii speciilor de peordm;te.
Carnea este supusa, in mod normal, unor lanturi de productie ?si de distributie lungi, pentru care sunt necesare sisteme de trasabilitate adecvate. Patologiile legate de carne ca aliment de exemplu boala vacii nebune, gripa aviara ?si practicile rele ale unor producatori, au crescut gradul de sensibilizare a opiniei publice cu privire la originea ?si calitatea carnii. Prin urmare, este necesara definirea metodelor exacte ?si fiabile pentru identificarea compozitiei carnii in alimente, pe langa utilizarea etichetelor care nu ofera garantii suficiente cu privire la continutul real al unui produs. In prezent, sunt folosite metodele moleculare PCR, aplicarea codului de bare ADN fiind in stadiu incipient in domeniul carnii, concretizata in cateva incercari referitoare la carne de mamifere ?si de pasare.
Avand in vedere relevanta economica, riscul alergiilor ?si practicile religioase legate de produsele lactate, dezvoltarea de tehnici pentru a evalua autenticitatea ?si falsificarea produselor obtinute din lapte este o problema importanta. Exista foarte putine studii bazate pe o abordare stricta a codului de bare ADN in relatie cu acest grup de alimente. Astfel, un studiu relativ recent Ponzoni et al., 2009, Nutrients a descris o utilizare interesanta a codului de bare ADN in care markerul plastidial rbcL, universal pentru plante, a fost capabil sa detecteze urme de fragmente ADN din hrana pe baza de plante, in lapte proaspat de vaca. Aceasta deschide perspectiva aplicatiilor codului de bare ADN pentru caracterizarea corecta ?si sigura a compozitiei laptelui, in timp ce autenticitatea produselor lactate este determinata cu metoda PCR, iar compozitia microbiana ?si provenienta produselor lactate pot fi determinate cu metoda PCR-DGGE.
Plantele sunt un element esential in dieta omului, atat in mod direct cerealele sunt la baza piramidei alimentare, urmate de fructe ?si legume ?si indirect produsele din plante sunt folosite pentru hrana vitelor . In plus, mai multe plante sunt utilizate ca aditivi alimentari de exemplu, soia . O identificare sigura a speciilor de culturi, precum ?si originea ?si trasabilitatea, sunt elemente-cheie in domeniul sigurantei alimentelor. In ultimii 20 de ani metodele PCR au fost testate pe mai multe soiuri de cultura cum sunt orezul, porumbul, sorgul, orzul, secara.
In prezent, utilizarea codului de bare ADN in domeniul plantelor face trecerea de la analiza performantei de markeri diferiti catre multe aplicatii practice. Printre plantele comestibile, aceasta metoda a fost utilizata pentru trasabilitatea condimentelor: menta, busuioc, oregano, salvie, cimbru ?si rozmarin.
Codul de bare ADN, instrument de trasabilitate in prelucrarea industriala a alimentelor
Un sistem de trasabilitate ideal trebuie sa urmareasca istoria unui produs de la origine la momentul in care este folosit, tinand cont de toate etapele de transformare ?si de comercializare. Identificarea moleculara ?si sistemele de trasabilitate au fost dezvoltate pentru materiile prime. Cu toate acestea, semintele, fructele ?si parti diferite din plante ?si animale sunt transformate in produse alimentare cu o forma definita, cu gust ?si miros specific prin tratamente fizice sau chimice care pot modifica structura ADN-ului. Din acest motiv, aplicarea tehnicilor de identificare bazate pe ADN pe produse transformate poate fi zadarnica din cauza nivelului de degradare ADN ?si a prezentei simultane a mai multor genomi care apartin unor organisme diferite.
Codul de bare ADN are doua avantaje in comparatie cu metodele de amprentare a ADN-ului: este nevoie de amplificarea unui fragment de ADN scurt, prin urmare, exista un risc mai mic datorat fragmentarii ?si se bazeaza pe genomul mitocondrial sau plastidial, pastrat mai bine in timpul prelucrarii.
Datorita universalitatii sale, codul de bare ADN poate fi utilizat in diferite contexte, precum ?si de catre operatori diferiti. Singura limita reala a metodei este legata de informatiile insuficiente din bazele de date. In timp ce unele grupuri de organisme de exemplu peordm;ti sunt bine reprezentate, pentru altele este necesara multa munca pentru completarea cu date de referinta ale codului de bare ADN. In viitorul apropiat, codul de bare ADN este probabil sa devina un test de rutina in multe domenii, in special in controlul calitatii ?si trasabilitatea produselor alimentare.

infoalimentMAGAZIN

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *