Продовольчі ресурси 2017 рік Випуск № 9 Стаття 22

22. Сучасні інструментальні методи виявлення желатину у харчових продуктах
 
Я.Ф. Жукова, П.І. Петров, Т.С. Кобилінська
Сторінки: 176-188
 
Короткий огляд
Желатин широко застосовується у різних галузях промисловості завдяки своїм унікальним фізико-хімічним та структурним властивостям. Оскільки більшість желатину є бичачого та свинячого походження, актуальним є розробка способів його виявлення, оскільки в деяких країнах існують обмеження щодо застосування такої продукції, зумовлені релігійними та культурними традиціями. Аналіз існуючих методів виявлення желатину показав, що кожний підхід має свої переваги і недоліки. Більшість з них, на даний момент, відпрацьовуються лише у наукових установах, у лабораторних умовах, на унікальному обладнанні. Найбільш перспективними є методи імуноферментного аналізу, але їхнім недоліком є неможливість детектування желатину в складних матриксах та у зразках після високотемпературної обробки. Також на серйозну увагу заслуговують методи молекулярно-генетичних досліджень, а саме полімеразна ланцюгова реакція. Ці методи є надійними, ефективними і відтворюваними, проте, внаслідок значної варіативності походження желатину та різноманіття його хімічних модифікацій, цей метод потребує постійного оновлення праймерів та складної валідації. Завдяки швидкому розвитку нанотехнологій знаходять своє застосування спектральні та хроматографічні підходи до детектування желатину, які є зручними і високоточними, але потребують високої чистоти досліджуваних зразків. Таким чином, визначення вмісту та видового джерела походження желатину є надзвичайно важливим питанням у сфері контролю якості і безпечності харчових продуктів, яке, на даний час, залишається недостатньо вивченим.
 
Ключові слова: желатин, електрофорез, імуноферментний метод, спектроскопія, хроматографія
 
Бібліографія
1. Liu D. et al. Collagen and gelatin //Annual review of food science and technology. – 2015. – Т. 6. – С. 527-557.
2. Karim A. A., Bhat R. Gelatin alternatives for the food industry: recent developments, challenges and prospects //Trends in food science & technology. – 2008. – Т. 19. – №. 12. – С. 644-656.
3. Zhang G. et al. Mass spectrometric detection of marker peptides in tryptic digests of gelatin: a new method to differentiate between bovine and porcine gelatin //Food Hydrocolloids. – 2009. – Т. 23. – №. 7. – С. 2001-2007.
4. Yang H. et al. 2Step Optimization of the extraction and subsequent physical properties of channel catfish (ictalurus punctatus) skin gelatin //Journal of Food Science. – 2007. – Т. 72. – №. 4.
5. Schrieber R., Gareis H. Gelatine handbook: theory and industrial practice. – John Wiley & Sons, 2007.
6. Cai H. et al. Real-time PCR assays for detection and quantitation of porcine and bovine DNA in gelatin mixtures and gelatin capsules //Journal of Food Composition and Analysis. – 2012. – Т. 25. – №. 1. – С. 83-87.
7. Tukiran N. A. et al. Development of antipeptide enzymelinked immunosorbent assay for determination of gelatin in confectionery products //International journal of food science & technology. – 2016. – Т. 51. – №. 1. – С. 54-60.
8. Azilawati M. I. et al. RP-HPLC method using 6-aminoquinolyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate incorporated with normalization technique in principal component analysis to differentiate the bovine, porcine and fish gelatins //Food chemistry. – 2015. – Т. 172. – С. 368-376.
9. Nemati M. et al. Differentiation of bovine and porcine gelatins using principal component analysis //Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. – 2004. – Т. 34. – №.3. – С. 485-492.
10. Hamdan M. H., Righetti P. G. Proteomics today: protein assessment and biomarkers using mass spectrometry, 2D electrophoresis, and microarray technology. – John Wiley & Sons, 2005. – Т. 18.
11. Hermanto S. et al. Differentiation of bovine and porcine gelatin based on spectroscopic and electrophoretic analysis //Journal of Food and Pharmaceutical Sciences. – 2013. – Т. 1. – №. 3.
12. Ibáñez C. et al. Novel MS-based approaches and applications in food metabolomics //TrAC Trends in Analytical Chemistry. – 2013. – Т. 52. – С. 100-111.
13. Gendel S. Development and Validation of a Rapid Qualitative Test Kit for Detection of Raw and Cooked Pork Meat and Gelatin Residues //Paper presented at the IAFP's 12th European Symposium on Food Safety. – 2016.
14. Lin W. F., Hwang D. F. Application of PCR-RFLP analysis on species identification of canned tuna //Food control. – 2007. – Т.18. – №. 9. – С. 1050-1057.
15. Mutalib S. A. et al. Sensitivity of polymerase chain reaction (PCR)-southern hybridization and conventional PCR analysis for Halal authentication of gelatin capsules //LWT-Food Science and Technology. – 2015. – Т. 63. – №. 1. – С. 714-719.
16. Lequin R. M. Enzyme immunoassay (EIA)/enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) //Clinical chemistry. – 2005. – Т. 51. – №. 12. – С. 2415-2418.
17. Chen J., Kubalak S. W., Chien K. R. Ventricular muscle-restricted targeting of the RXRalpha gene reveals a non-cell-autonomous requirement in cardiac chamber morphogenesis //Development. – 1998. – Т. 125. – №. 10. – С. 1943-1949.
18. Venien A., Levieux D. Differentiation of bovine from porcine gelatines using polyclonal anti-peptide antibodies in indirect and competitive indirect ELISA //Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. – 2005. – Т. 39. – №. 3. – С. 418-424.
19. Venien A., Levieux D. Differentiation of gelatins using polyclonal antibodies raised against tyrosylated bovine and porcine gelatins //Journal of Immunoassay and Immunochemistry. – 2005. – Т. 26. – №. 3. – С. 215-229.
20. Nhari R. M. H. R. et al. Analytical methods for gelatin differentiation from bovine and porcine origins and food products //Journal of food science. – 2012. – Т. 77. – №. 1.
21. Doi H. et al. A reliable enzyme linked immunosorbent assay for the determination of bovine and porcine gelatin in processed foods //Journal of agricultural and food chemistry. – 2009. – Т. 57. – №. 5. – С. 1721-1726.
22. Asensio L. et al. Determination of food authenticity by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) //Food Control. – 2008. – Т. 19. – №. 1. – С. 1-8.
23. Lin C. C., Chiou T. K., Sung W. C. Characteristics of gelatin from giant grouper (Epinephelus Lanceolatus) skin //International Journal of Food Properties. – 2015. – Т. 18. – №.11. – С. 2339-2348.
24. Wolf C., Lüthy J. Quantitative competitive (QC) PCR for quantification of porcine DNA //Meat science. – 2001. – Т. 57. – №. 2. – С. 161-168.
25. Aina M. A. et al. Identification polypeptide biomarkers of porcine skin gelatin by two-dimensional electrophoresis //International Food Research Journal. – 2013. – Т. 20. – №. 3. – С. 1395-1399.
26. Zhang Z., Li G., Shi B. I. Physicochemical properties of collagen, gelatin and collagen hydrolysate derived from bovine limed split wastes //JOURNAL-SOCIETY OF LEATHER TECHNOLOGISTS AND CHEMISTS. – 2006. – Т. 90. – №. 1. – С. 23.
27. Malik A. et al. Simultaneous identification and verification of gelatin type in capsule shells by electrophoresis and polymerase chain reaction //Journal of Pharmaceutical Investigation. – 2016. – Т. 46. – №. 5. – С. 475-485.
28. Azira T. N. et al. Use of principal component analysis for differentiation of gelatine sources based on polypeptide molecular weights //Food chemistry. – 2014. – Т. 151. – С. 286-292.
29. Cserháti T. et al. Chromatography in authenticity and traceability tests of vegetable oils and dairy products: a review //Biomedical Chromatography. – 2005. – Т. 19. – №.3. – С. 183-190.
30. Kupiec T. Quality-control analytical methods: High-performance liquid chromatography //International journal of pharmaceutical compounding. – 2004. – Т. 8. – С. 223-227.
31. Ali M. E. et al. Analysis of pork adulteration in commercial meatballs targeting porcine-specific mitochondrial cytochrome b gene by TaqMan probe real-time polymerase chain reaction //Meat science. – 2012. – Т. 91. – №. 4. – С. 454-459.
32. Di Stefano V. et al. Applications of liquid chromatography–mass spectrometry for food analysis //Journal of Chromatography A. – 2012. – Т. 1259. – С.74-85.
33. Sander L. C., Wise S. A. Effect of phase length on column selectivity for the separation of polycyclic aromatic hydrocarbons by reversed-phase liquid chromatography //Analytical chemistry. – 1987. – Т. 59. – №. 18. – С. 2309-2313.
34. Yilmaz M. T. et al. A novel method to differentiate bovine and porcine gelatins in food products: NanoUPLC-ESI-Q-TOF-MS E based data independent acquisition technique to detect marker peptides in gelatin //Food chemistry. – 2013. – Т. 141. – №. 3. – С.2450-2458.
35. Ocaña M. F. et al. BSE Control: Detection of gelatine-derived peptides in animal feed by mass spectrometry //Analyst. – 2004. – Т. 129. – №. 2. – С. 111-115.
36. Zhang G. F. et al. Identification of marker peptides in digested gelatins by high performance liquid chromatography/mass spectrometry //Chinese Journal of Analytical Chemistry. – 2008. – Т. 36. – №. 11. – С. 1499-1504.
37. Widyaninggar A. et al. Differentiation between porcine and bovine gelatin in capsule shells based on amino acid profiles and principal component analysis //INDONESIAN JOURNAL OF PHARMACY. – 2012. – С. 104-109.
38. Raraswati M. A. et al. Differentiation of bovine and porcine gelatins in soft candy based on amino acid profiles and chemometrics //Journal of Food and Pharmaceutical Sciences. – 2013. – Т. 2. – №. 1.
39. Rezazadeh M. et al. Pulsed electromembrane extraction for analysis of derivatized amino acids: A powerful technique for determination of animal source of gelatin samples //Talanta. – 2015. – Т. 136. – С. 190-197.
40. Tasara T., Schumacher S., Stephan R. Conventional and real-time PCR–based approaches for molecular detection and quantitation of bovine species material in edible gelatin //Journal of food protection. – 2005. – Т. 68. – №. 11. – С. 2420-2426.
41. Sun J. et al. Pathway analysis and transcriptomics improve protein identification by shotgun proteomics from samples comprising small number of cells-a benchmarking study //BMC genomics. – 2014. – Т. 15. – №. 9. – С. S1.
42. Mohamad, N. A., Mustafa, S., Sheikha, E., Farag, A., Mokhtar, K., Fadhilah, N., Ali, M. E. (2015). Modification of gelatin–DNA interaction for optimised DNA extraction from gelatin and gelatin capsule. J Sci Food Agric.
43. Shabani H. et al. Halal authenticity of gelatin using species-specific PCR //Food chemistry. – 2015. – Т. 184. – С. 203-206.
44. Lee J. H. et al. Specific PCR assays to determine bovine, porcine, fish and plant origin of gelatin capsules of dietary supplements //Food chemistry. – 2016. – Т. 211. – С. 253-259.
45. Ali M. E., Razzak M. A., Hamid S. B. A. Multiplex PCR in species authentication: probability and prospects–a review //Food Analytical Methods. – 2014. – Т. 7. – №. 10. – С. 1933-1949.
46. Rojas M. et al. Application of a real-time PCR assay for the detection of ostrich (Struthio camelus) mislabelling in meat products from the retail market //Food Control. – 2011. – Т. 22. – №. 3. – С. 523-531.
47. Ali M. E. et al. Nanoparticle sensor for label free detection of swine DNA in mixed biological samples //Nanotechnology. – 2011. – Т. 22. – №. 19. – С. 195503.
48. Demirhan Y., Ulca P., Senyuva H. Z. Detection of porcine DNA in gelatine and gelatine-containing processed food products–Halal/Kosher authentication //Meat science. – 2012. – Т. 90. – №. 3. – С. 686-689.
49. Eaqub Md. et al. Nanostructured Materials: Bioengineering Platforms for Sensing Nucleic Acids //Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. – 2016. – С. 1-26.
50. Schmid F. X. Biological Macromolecules: UVvisible Spectrophotometry //eLS. – 2001.
51. Aitken A., Learmonth M. P. Protein determination by UV absorption //The protein protocols handbook. – 2009. – С. 3-6.
52. Barth A. Infrared spectroscopy of proteins //Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics. – 2007. – Т. 1767. – №. 9. – С. 1073-1101.
53. Hashim D. M. et al. Potential use of Fourier transform infrared spectroscopy for differentiation of bovine and porcine gelatins //Food chemistry. – 2010. – Т. 118. – №. 3. – С. 856-860.
54. Cebi N. et al. An evaluation of Fourier transforms infrared spectroscopy method for the classification and discrimination of bovine, porcine and fish gelatins //Food chemistry. – 2016. – Т. 190. – С. 1109-1115.
55. Rohman A., Che Man Y. B. Analysis of pig derivatives for halal authentication studies //Food reviews international. – 2012. – Т.28. – №. 1. – С. 97-112.
56. Wise B. M. et al. PLS_Toolbox Version 4.0 for use with MATLAB™ //Eigenvector Research, Inc. – 2006. – Т. 3905.
57. Kumar, K., & Mishra, A. K. (2015). Application of Partial Least Square  (PLS)  Analysis on Fluorescence Data of  8-Anilinonaphthalene-1-Sulfonic Acid, a Polarity Dye, for Monitoring Water Adulteration in Ethanol Fuel. J fluoresc, 25(4): 1055-1061.