张亚丽,牛立沙,黄云霞,孟志娟,张岩,范素芳*,李强*
(河北省食品检验研究院,河北省食品安全重点实验室,河北石家庄050227)
关键词:畜禽肉;源成分;鉴别;检测技术
对于不同物种的检测,电泳法是将不同的可溶蛋白进行分离,这些不同的指示蛋白产生独特的电泳条带,根据电泳条带鉴别物种之间的差异。但是当物种混杂多样时,例如肉糜掺假检测实验[15],混合蛋白质的指示条带相对复杂,单一的电泳法难以达到鉴别要求。因此需要电泳法与其他方法联合检测,从而达到检测含有不同物种混合样品的目的[16]。Sotelo等[17]通过深入研究十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodiumdodecylsulfatepolyacrylamidegelelectrophoresis,SDS-PAGE)技术,通过对电泳法的改进,发明了一种有效鉴别海产品中鱼类的方法。Hsieh等[18]基于SDS-PAGE图谱的特异性,对红鲷鱼进行深入研究,开发了一种用于鉴定其珍贵品种、替代品及劣质品的方法。Aristoy等[19]基于等电聚焦电泳技术,针对混合碎肉中蛋白质图谱进行分析,发明了一种鉴别技术,成功对牛肉、猪肉和火鸡肉进行了区分。Simó等[20]基于毛细管电泳-质谱技术,利用蛋白质中溶菌酶成分,提出了一种新的鉴别技术,可以实现鸡肉和火鸡肉的成功鉴别。
不同物种的肉制品中蛋白质、氨基酸等组成也存在差异,因此通过色谱定性、定量分析等方法也可以对肉制品的掺假情况进行鉴定。Ashoor等[24]提出了一种新的液相色谱方法,能够定性检测多种肉类成分,并且能够定量检测鸡肉-火鸡肉混合物成分。Schonherr[25]提出了一种能够对肉类成分进行定性鉴别的方法,该方法主要利用氨基酸二肽谱分析技术,结合高效液相色谱法,对肉制品进行定性分析,可以实现对猪肉、羊肉、鸡肉或牛肉的准确检测。
DNA是一种呈双螺旋式结构、广泛分布于细胞核、线粒体和叶绿体等细胞器中的生物分子,携带着生命体中最核心的遗传信息,可以被用于肉制品鉴别。基于DNA序列特异性的分子生物学技术,因以动物种属间遗传信息的差异作为不同品种肉制品鉴别的检测靶点而被广泛应用。DNA分子和蛋白质具有种内相似性和种间特异性的特点。相比蛋白质,DNA克服了蛋白质遇热变性的缺点,虽然其在加工过程中可能会造成一定程度的降解,但提取到的小片段DNA仍可被用于PCR分析。另外,DNA内部还存在非编码区,因而能够提供更多的遗传信息用于鉴别,而且其还具有特异性高、灵敏度高、不受组织类别限制等诸多优点,在亲缘关系较近的物种检测时具有较高的分辨能力。通过对比基因组DNA或线粒体DNA序列差异,进而进行物种鉴定和定性分析是当前DNA分析法中最常使用的技术手段。
实时荧光定量PCR技术可以被分为两大类。第1类被称为TaqMan实时荧光定量PCR,其原理是利用双荧光标记探针的荧光基团解离产生荧光强度变化,进而进行成分鉴别;第2类是利用染料分子插入双链DNA产生荧光变化的SYBRGreen实时荧光定量PCR。Druml等[33]提出一种基于荧光PCR技术的检测方法,用于检测肉类产品中鹿肉的掺假含量,双重荧光PCR法检测结果显示,野生肉制品中可能含有的20种动物源成分和43种植物源成分没有交叉反应;双重荧光PCR检测黇鹿肉和马鹿肉检出限为0.5%,梅花鹿肉为0.1%;而且通常含量的测定值与实际鹿肉含量误差低于25%,相对标准偏差一般低于10%,说明该测定方法在重复性和精确性上表现良好。López-Andreo等[34]提出一种基于SYBRGreen实时荧光定量PCR的方法,用于鉴别牛肉、猪肉、马肉和袋鼠肉,该方法的最低检测限可达0.04pgDNA,可以有效应用于检测实验室人工掺杂的肉制品,但之后进行的二重PCR检测灵敏度有所降低。Soares等[35]基于SYBRGreen实时荧光PCR技术开发了一种检测方法,可以实现对禽肉制品中掺杂的猪肉成分的定量分析。
禽畜肉中脂肪酸的检测技术常常为色谱-质谱技术联用,侯召华等[37]基于脂肪酸检测,结合气相色谱-质谱分析,对不同加工处理方式的猪肉进行研究,对比冷鲜里脊肉和真空冷冻干燥里脊肉中脂肪酸的差异。赵佳等[38]对猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、鸭肉5种肉类,选取腿、胸、内脏等不同部位的脂肪酸进行检测分析,发现猪肉中饱和脂肪酸含量最低,牛羊肉中饱和脂肪酸含量较高。皮立等[39]建立一种基于脂肪酸检测的气相色谱-质谱技术,可以用于区分欧拉羊、高原羊和小尾寒羊。李朝阳等[40]结合气相色谱-质谱技术分析不同部位狮白鹅的脂肪酸含量,包括肝脏、前胸、腿部、腹部和血液,研究发现,油酸在腹部含量最高,花生四烯酸在肝脏含量最高,腹部含量为零。
色谱包括液相色谱和气相色谱,原理是利用样品的分子质量不同、疏水性和电负性,将目标物分开,而质谱可根据质荷比确定分子的种类,因而色谱-质谱联用技术也广泛应用于有机物和多肽的定性及定量分析。
色谱技术在胶类药材上的应用很普遍,随着现代生活水平的提高,人们对于保健食品的要求也逐渐提高,阿胶的原材料之一是驴皮,我国每年驴养殖量远低于马养殖量,用马皮掺假驴皮制胶的现象屡禁不止,制胶过程中的高温加工处理严重破坏了驴皮中的DNA和蛋白质,所以PCR技术和蛋白质技术无法实现对驴皮和马皮的鉴别,高效液相色谱技术可以实现对阿胶中驴皮成分的鉴别,促进了对阿胶质量品质的把关,有助于规范保健品市场。
现阶段,将鸟枪法和质谱法相结合实现禽畜肉源成分鉴别成为新的研究热点。Bargen等[44]采用该方法鉴别牛肉中的马肉和猪肉成分,以鸡肉、羊肉和牛肉为阴性对照,筛选出马肉和猪肉的特征肽,并确定牛肉中马肉和猪肉的最低检出限为0.55%。Montowska等[45]采用电喷雾解吸电离质谱技术与液滴萃取表面分析质谱技术检测牛肉、猪肉、马肉、鸡肉、火鸡肉5种肉类骨骼肌蛋白,根据信噪比和多元分析法成功鉴别了5种肉类成分的特征肽。
随着人们生活水平的提高,消费者对畜禽肉制品掺假的问题越来越重视,针对不同肉的掺假鉴别技术亟需发展。现阶段,针对不同禽畜肉掺假问题的检测技术,最常见的是基于蛋白质、DNA、脂肪酸的检测技术和色谱-质谱技术。基于蛋白质的肉类掺假技术操作相对简单、灵敏度高,可以用于批量样品的检测,但只适用于已知具有特异性抗体的肉类检测研究,实验容易受到蛋白质易变性的影响。基于脂肪酸的检测技术常与色谱-质谱联合使用,检测效率高,不同肉的脂肪酸含量存在明显差异,实验对样品的处理较为简单,但由于脂肪酸种类较多,对于多种混杂样品的检测,寻找可以区分不同肉类的脂肪酸较为困难,检测准确度不高,容易出现假阳性。基于DNA序列特异性的检测技术是当前被广泛应用在肉制品掺假鉴别中的检测方法,这种检测技术的精确度高、重复性好、检测效率高,适用于样品的批量检测,可以对掺假成分进行定量测定,为掺假鉴别提供较为准确的数据支持,但是检测成本相对较高,需要的仪器耗材也相对昂贵。
本文讨论检测畜禽肉及其制品掺假的主要技术,并分析近几年研究较多的几种检测方法,归纳总结各类检测方法的优缺点。目前,我国已经发布了一些肉类真实性鉴别的国家标准,如GB/T35024—2018《常见畜禽动物成分检测方法液相芯片法》、GB/T35917—2018《常见动物源性成分快速测定膜芯片法》、GB/T38164—2019《常见畜禽动物源性成分检测方法实时荧光PCR法》、NY/T3309—2018《肉类源性成分鉴定实时荧光定性PCR法》、HS/T13—2006《牛、羊、鹿源性成分鉴定方法实时荧光PCR方法》、SB/T10923—2012《肉及肉制品中动物源性成分的测定实时荧光PCR法》、SN/T2557—2010《畜肉食品中牛成分定性检测方法实时荧光PCR法》等,禽畜肉制品的掺假检测定性技术研究已经相对成熟,但是对于掺假成分的准确定量问题还未找到较为理想的检测方法。对于肉制品的溯源判定,如生产污染和后期添加的判断等问题也需要开发新方法,因此未来的科研方向为研发更为精准的定量检测技术,实现掺假成分的痕量检测。
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ProgressinAnalyticalTechniquesforSpeciesIdentificationofMeatandMeatProducts
ZHANGYali,NIULisha,HUANGYunxia,MENGZhijuan,ZHANGYan,FANSufang*,LIQiang*(HebeiFoodSafetyKeyLaboratory,HebeiFoodInspectionandResearchInstitute,Shijiazhuang050227,China)
Abstract:Inrecentyears,theadulterationofmeatandmeatproductshasseriouslyinfringedupontherightsandinterestsofconsumers,whichhascausedpublicconcernaboutfoodsafetyandattractedtheattentionofmarketsupervisionauthorities.Thetraceabilityandspeciesidentificationofmeatandmeatproductshasbecomearesearchhotpotinthefieldoffood,andhasbeenwidelyusedinthequalityevaluationandauthenticationofmeatandmeatproducts.Inthispaper,thecurrenttechniquesavailableforqualitativeandquantitativeidentificationofanimal-derivedcomponentsinmeatandmeatproducts,includingprotein-basedtechniques,fattyacid-basedtechniques,DNAsequencespecificity-basedtechniquesandchromatography-massspectrometry(GC-MS)aresummarized,andfuturedevelopmenttrendsarediscussed.Weexpectthatthisreviewwillprovideareferencefortheresearchanddevelopmentofanalyticaltechniquesformeatandmeatproducts.
Keywords:meatandmeatproducts;animal-derivedcomponents;identification;detectiontechnology
收稿日期:2021-08-23
基金项目:河北省高层次人才资助项目(A201901008);河北省市场监督管理局科研计划项目(2020ZD12)
第一作者简介:张亚丽(1993—)(ORCID:0000-0002-8726-5305),女,工程师,硕士,研究方向为食品安全。E-mail:2544528250@qq.com
*通信作者简介:
范素芳(1985—)(ORCID:0000-0002-5156-9251),女,高级工程师,博士,研究方向为食品安全。E-mail:fansufang@nepp.com.cn
李强(1981—)(ORCID:0000-0001-5744-1403),男,教授级高级工程师,硕士,研究方向为食品安全。E-mail:liqiang@nepp.com.cn