Может ли секвенирование ДНК пищевых продуктов дать количественную оценку фракции белка курицы по сравнению с соей?

обновление: New York Times X, 2021: Тайна большого сэндвича с тунцом :

Примерно за 500 долларов его лаборатория могла бы провести ПЦР-тест , который быстро делает миллионы или миллиарды копий определенного образца ДНК, и попытаться сказать мне, входит ли в это вещество один из пяти различных видов тунца.


Есть некоторые новости об отчете канадского CBC о блюдах из курицы быстрого питания, содержащих до 50% соевого белка, на основе тестирования ДНК . Я не буду делать репортаж со ссылкой на него напрямую, но вы можете поискать новости « Что в вашем сэндвиче с курицей? Тест ДНК показывает, что сэндвичи Subway могут содержать только 50% курицы ».

Не является ли количественная оценка соотношения различных последовательностей ДНК довольно сложной задачей, требующей тщательной подготовки образцов? Могут ли результаты сильно различаться из-за разного времени приготовления и независимой обработки животного и растительного белков? Есть ли основания ожидать, что соотношения изолированных ДНК будут хорошим индикатором соотношений белков?

Мне также любопытно, есть ли лучший способ, по крайней мере, попытаться провести это исследование - возможно, поискать ключевые последовательности аминокислот в белках, чтобы хотя бы попытаться количественно отличить животные белки от растительных?


редактировать: Вот более новая, более надежная, независимая новость, написанная не агентством, которое заплатило за тестирование.

В новостной статье NPR «Тесты ДНК показывают, что курица в метро содержит только 50 процентов мяса», в отчетах канадской программы новостей говорится:

Тесты были проведены исследователем ДНК из Лаборатории судебной экспертизы ДНК дикой природы Трентского университета для эпизода CBC Marketplace, посвященного тестированию блюд из курицы быстрого питания , и не получили независимого подтверждения.

Позже в той же статье также было представлено сильное заявление одной из компаний, опровергающее результаты.

Глядя на статью, в которой не было ссылки на что-либо опубликованное, они использовали несколько контрольных источников (McDonald's, Wendy's и т. д.), поэтому, предполагая, что их метод был действительно одинаковым в каждом случае, есть основания подозревать, что он содержит значительно меньше курицы. . Однако «всего 50%» может быть преувеличением. По крайней мере, это кажется хорошим местом для начала, хотя отсутствие фактической публикации и спешка с прессой кажутся довольно неэтичными.
@jzx история еды - курица и любая соя могут быть очень разными. Количественный анализ ДНК требует очень тщательной и контролируемой подготовки образцов. Температура и время приготовления, химическая среда, pH, все эти вещи абсолютно неконтролируемы. Даже если они на словах говорят слово «контроль», образцы совершенно не контролируются по целому ряду факторов, которые могут повлиять на конечную концентрацию ДНК, что различается между соей и курицей для каждого тестируемого продукта.
Точно @uhoh - без статьи с изложением их методов и наблюдений трудно сказать. Хотя я должен предположить, что курица будет сырой, возможно, замороженной.
@jzx Я предполагаю, что их готовят и покупают без рецепта, единственная оговорка заключается в том, что соусы не добавлялись (например, «держи соус»). Если вы прочитаете дальше и увидите обсуждение, большая часть этого материала является « реструктурированным продуктом » — даже если кажется, что это приготовленные мышцы, большая часть этого материала в какой-то момент была суспензией или даже жидкостью. Вот как соя смешивается с «мясом» — материал обычно смешивается в виде «липкой массы», а затем прессуется и формуется в наводящие на размышления формы, которые напоминают вам настоящее мясо. Ищите вены, связки, нервы и т. д. Все, что вы найдете, это пузырьки воздуха .
@jzx Вот статья: XD Sun (2009) Использование технологии реструктуризации в производстве мясных продуктов: обзор , CyTA - Journal of Food, 7:2, 153-162, DOI: 10.1080/19476330903010193 вот pdf: tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/19476330903010193 Я понятия не имею об уровне рецензирования, но это помогает объяснить, что такое «реструктурированный продукт» и процессы, которые можно использовать для его подготовки. Не совсем то, что можно было бы сделать для количественного анализа ДНК в аналитической лаборатории.
Мм, да. Тогда было бы интересно повторить с сырым продуктом. Я надеюсь, что любой авторитетный бизнес захочет знать, не соответствует ли мясо их поставщика их политике, с которой они должны были согласиться ранее.
Я не говорю, что ваш вопрос плохой, на самом деле он довольно интересный. Я также согласен с тем, что методология любого «исследования» должна быть опубликована. Но то, как вы формулируете вопрос, звучит так, будто вы уже определились с ответом, прежде чем его задать. В любом случае, мой предыдущий комментарий не особо актуален, поэтому я его удалил. Доброго вам дня, сэр.
@canadianer Я тоже почистился. Конечно, я считаю, что метод, который пытается использовать соотношение ДНК курицы и сои в качестве точного показателя соотношения белков курицы и сои в реструктурированном мясном продукте, ошибочен. Но вместо того, чтобы принять решение, я спросил здесь, в биографии SE, где царит наука - по крайней мере, большую часть времени :)
Важно отметить, что если вы посмотрите на лабораторию, проводившую тестирование, то увидите, что большая часть их работы связана с идентификацией, а не с количественной оценкой. Не углубляясь в их методы, я могу только сказать, что существует огромная разница между определением того, был ли стейк сделан из лося или говядины, и определением того, что гамбургер на % состоит из лося...

Ответы (2)

Ссылаясь на обновление вопроса три года спустя, я включу дополнительные цитаты из той же статьи в New York Times.

«В образце не было амплифицируемой ДНК тунца, поэтому мы не получили продуктов амплификации ДНК», — говорится в электронном письме. «Поэтому мы не можем идентифицировать вид».

Представитель лаборатории предложил небольшой анализ. «Есть два вывода, — сказал он. «Во-первых, он настолько сильно обработан, что все, что мы смогли вытащить, мы не смогли идентифицировать. Или у нас есть немного, и там просто нет ничего тунца». (Subway отказалась комментировать результаты лабораторных исследований.)

При любом тестировании необходимо учитывать основные предостережения. После приготовления тунца его ДНК денатурируется, а это означает, что характерные свойства рыбы, вероятно, были разрушены, что затрудняет, если не делает невозможной, идентификацию.


Хотя этот вопрос находится где-то между биологией, химией и наукой о продуктах питания, использование количественного анализа ДНК в качестве косвенного показателя для оценки относительных белковых фракций двух разных видов (в данном случае растений и млекопитающих), вероятно, является актуальным здесь, учитывая, что это биологи, которые изобрели, используют и интерпретируют результаты амплификации ДНК и анализа секвенирования и могут лучше всего говорить об их правильном использовании и потенциальных проблемах, когда они используются вне принятых ими протоколов.

Я сам не являюсь биологом по образованию, поэтому я не могу авторитетно заявить, что, начиная с пищевого продукта, растительные и животные компоненты которого могли быть получены из разных мест на Земле, обрабатывались по-разному, затем объединялись и подвергались дальнейшей обработке, включающей значительные колебания температуры ( приготовление пищи) и по pH существенно отклоняются от принятых протоколов количественного анализа ДНК, но у меня есть сильное подозрение, что это, вероятно, так.

Как отметил в комментарии @BryanKrause, основная специализация рассматриваемой лаборатории заключается в идентификации животных — принадлежит ли туша, кусок мяса или рыбы заявленным видам или нет, и это похвальная услуга. Но использование относительных фракций ДНК в одном образце готовой пищи в качестве косвенного показателя относительного вклада белка выходит далеко за рамки такого рода услуг и, насколько мне известно, нигде не является общепринятой практикой.

Ars Technica — популярный источник технических новостей, который, по крайней мере, на мой взгляд, отлично справляется с подведением итогов научных тем, когда они их освещают. В дополнении к статье Subway публикует данные после того, как ученые взвешивают 50% куриного теста [обновлено], они обобщают опубликованную информацию из двух независимых лабораторий с использованием « методологии ELISA, разработанной для пищевых продуктов для количественного определения сои в цыпленке ». ELISA представляет собой количественный анализ . метод, который можно использовать для непосредственного измерения присутствия различных белков и который не использует ДНК в качестве прокси.

Обновление от 6 марта: Subway опубликовала лабораторные отчеты обоих независимых тестов. Как Maxxam Analytics в Онтарио, Канада, так и Elisa Technologies, Inc. во Флориде использовали твердофазный иммуноферментный анализ (ИФА), разработанный для пищевых продуктов, для количественного определения содержания сои в курице. ELISA представляет собой стандартный тип анализа, который обычно обнаруживает и количественно определяет вещества на основе связывания антителом. В анализе связывание антител запускает обнаруживаемую химическую реакцию, обычно приводящую к изменению цвета. В случае с Elisa Technologies лаборатория использовала антитело, которое связывается с белками соевой муки, и лаборатория использовала известные концентрации этих соевых белков для сравнения, чтобы определить количество соевого белка в образцах курицы Subway.

Во всех образцах Элиза обнаружила 3 ​​части на миллион или меньше соевых белков, что значительно ниже одного процента куриного белка. Maxxam обнаружил в курице 5,3 ppm соевого белка, что все еще значительно ниже одного процента . (выделение добавлено)

Тестирование на метро вызывает только больше вопросов, так как они тоже не обнародовали свою методику. Кроме того, что означает ppm в этом контексте?
@canadianer, это очень хорошие моменты, спасибо! Я не уверен, сколько было выпущено всего , это лучший источник, который я смог найти до сих пор. Возможно, более полный отчет был опубликован в другом месте. Я буду искать.
В этом случае я собираюсь предварительно принять свой собственный ответ. Пожалуйста, отметьте меня, если есть изменение или новая информация, которую я пропустил, или просто оставьте улучшенный ответ!

Я сейчас прочитал статью. Они не включают/не показывают стандартную кривую, так что относитесь к ней с недоверием.

Можно провести изотопный анализ углерода , чтобы отличить растительный углерод от животного в выделенной белковой фракции.

Кроме того, вы также можете провести количественную масс-спектрометрию и найти пептиды животного или растительного происхождения.

Если вам нужны как количество клеток, так и содержание белка в известных мишенях, есть причудливая масс-цитометрия , которая может это сделать.

При этом ИМХО: секвенирование ДНК, вероятно, хорошо и определенно надежно. Если вы установите стандартную кривую (смешайте сою и курицу в известных соотношениях и секвенируйте ее ДНК), то это, вероятно, самый простой/дешевый способ сделать это. Без стандартной кривой, тестирующей это, вы не можете сделать окончательный вывод.

Также из статьи NPR; анализ других источников мяса быстрого питания показал более низкие соотношения ДНК сои, при этом Subway был исключением. Это важное различие. Впоследствии Subway заявила, что это 100% курица, что вводит в заблуждение после того, как ранее заявляла, что соя используется в качестве стабилизатора.

Можете ли вы предоставить какие-либо доказательства в поддержку «вероятно, хорошо»? Смесь обрабатывается при высокой температуре с добавлением нескольких химических веществ, ни одно из которых не имеет прямого отношения к стандартным лабораторным процедурам обработки и сохранения образцов ДНК для количественного анализа. Можете ли вы также подтвердить, что соотношение ДНК может служить количественным показателем соотношения белков? Я ценю ваш ответ, но прямо сейчас, как написано, это выглядит как неподтвержденное мнение.
Температура и химическая обработка не имеют значения, поскольку все ДНК обрабатываются одинаково. Возможно, если он сильно деградировал, значения низкие, вы сталкиваетесь с нелинейной проблемой. Так или иначе, недостаточно информации, чтобы сказать, правильно они сделали или нет, так что да, это частично основано на мнении, методы, которые я излагаю, - это способы окончательно проверить это. Мое мнение также состоит в том, что в заведениях быстрого питания будут подавать нездоровую пищу, если она дешевая, в частности, курица в метро едва похожа на куриную грудку.
Это не обязательно правильно. ДНК животных и растений зарождаются в очень разных типах клеток, с разным соотношением белков и ДНК. Они довольно долго обрабатываются отдельно, прежде чем объединяются. Курица, вероятно, будет стерилизована довольно быстро (по сравнению с соей) из-за риска заражения сальмонеллой или другими опасными организмами.
Конечно, если вы хотите найти недостатки в этом исследовании, они есть, я этого не отрицаю. Достаточно ли этой разницы, чтобы объяснить расхождение в 1,5 порядка (1% против 50%) между тем, что говорят компании и исследователи? Я настроен скептически.
Отклонения от тщательно установленного протокола могут привести к потере ДНК. Вещи, которые, вероятно, будут наиболее тщательно приготовлены и стерилизованы, - это вещи, у которых ДНК «низкая». Готовьте его достаточно долго и достаточно горячим, он может упасть еще больше, и кто знает, какие скачки pH происходят во время процесса «реструктуризации». Я просто объясняю, почему я думаю, что ваш ответ может использовать некоторую фактическую поддержку.
Я также мог представить разные результаты в зависимости от процедуры стандартизации. Например, если продукты из сои в основном представляют собой белковые изоляты, различные процедуры могут оставить более или менее нетронутой ДНК. Если в процессе Subway остается в 50 раз больше ДНК, чем в препаратах, используемых в стандартах, это также может привести к завышению оценки. Я думаю, что в целом будет сложно интерпретировать эти результаты без полного отчета в стиле публикации.