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羊乳中动物源性成分的实时荧光PCR检测

2020-05-26张艳茹

食品安全导刊·下旬刊 2020年2期
关键词:牛乳

摘 要:建立Taqman探针实时荧光PCR检测方法。选择牛、羊线粒体16SrRNA靶序列,设计合成引物和探针,鉴别羊乳制品中的羊乳成分。结果表明,该方法最低可检测掺入2.0%牛源性成分的羊奶制品,具有灵敏、快速、高效以及高通量等优势,可作为羊奶制品羊乳成分掺假鉴别手段之一。

关键词:羊乳制品掺假;牛乳;实时荧光PCR;Taqman探针法

羊乳制品的营养价值高,现代营养学的相关研究表明,羊乳含有200多种营养物质和生物活性因子,其蛋白质、矿物质和维生素的总含量均高于牛乳[1]。羊乳中蛋白质凝块细而软,脂肪颗粒较小,易消化吸收[2],人体对羊乳的吸收率在94%以上,特别适合婴幼儿、老年人和身体虚弱者饮用。营养成分组成及基础结构、各营养元素配比以及营养特性都与母乳最为接近,因此在婴幼儿食品中优势明显。同时羊乳中不含过敏性蛋白,不易出现过敏等现象,被营养学家推荐为牛乳过敏人群的最佳替代乳品[3-4]。近年来,羊乳相关产品的流行已渐成趋势,市场上产品种类越来越多,在经济利益的驱动下,一些不法商贩和企业在羊乳中掺入牛乳以降低成本,牟取暴利。实时荧光PCR技术从基因水平分析物种来源,Taqman real-time PCR法具有灵敏度更高、特异性更强的特点。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 样品

鲜羊乳来自内蒙古蒙恩公司纯羊奶,牛乳来自市售伊利集团有限公司。

1.1.2 主要仪器和材料

仪器:实时荧光PCR仪(Quant StudioTM 7 Flex)购于赛默飞世尔公司,超微量紫外分光光度计(Nano drop one)购于赛默飞世尔公司。

试剂:PCR引物和探针(上海生工生物工程有限公司合成);Wizard磁珠法食品DNA纯化系统(货号:FF 3751)由美国Promega生物技术公司生产;Probe qPCR mix(货号:RR391A)TakaRa(中国)宝日生物公司;Real-time PCR Bovine DNA Detection Kit(货号:RR910)TakaRa(中国)宝日生物公司。

1.2 实验方法

1.2.1 脱脂样品的制备

新鲜奶粉中脂肪含量较高,需要先去除脂肪纯化样品[6]。样品冷藏1~2 h,2 000 g离心5 min,去除上层脂肪。若为脱脂样品则直接用于DNA提取。

1.2.2 DNA的提取

乳制品中DNA含量低,因此称取脱脂后样品1 g放入50 mL离心管中,之后按照提取试剂盒说明书中的步骤进行操作,最后用50 μL无核酸酶水洗脱,洗脱步骤可分多次洗脱,以提高回收率。提取后的样品经超微量紫外分光光度计测定,DNA浓度为752 ng/mL和810 ng/mL,于4 ℃保存。

1.2.3 引物设计

采用Prmimer Premier 5.0引物设计软件,经Blast比对后选取特异性引物和探针。牛源性引物及探针均采用TakaRa公司试剂盒。引物探针序列见表1。

1.2.4 Taqman实时荧光定量PCR反应

25μL PCR反应体系:12.5 μL qPCR mix(2×),0.5 μL上下游引物,1μL探针,2 μL模板,8.5 mL ddH20。

PCR上机程序:95 ℃预变性30 s,95 ℃变性5 s,60 ℃退火34 s,40个循环。

2 结果与分析

2.1 乳DNA中羊源性成分、牛源性成分特异性检测

选取线粒体基因组参照文献[5]设计羊源性特异性引物因为脊椎动物线粒体基因在物种间特异性强。

实验结果表明,在羊源性引物中加入羊源性引物探针,牛源性引物中加入牛源性引物探针观察到明显扩增曲线,如图1。

在交叉模板中未出现扩增曲线,结果见图2。证明所设计的引物和探针具有较为明显的特异性。通过实验证明,根据牛、羊引物探针的特异性所建立的基于Taqman探针法实时荧光定量PCR可以用于羊奶中羊源性成分特异性检测。

此外,乳制品在加工中DNA有所降解,为了解不同提取方法对羊乳DNA的适用性,在提取DNA时选用普通动物源性DNA提取试剂盒,Wizard磁珠法食品DNA富集提取等方法进行比较,结果证明当模板DNA含量低时,利用磁珠富集法提取更适合于乳制品的检测。

2.2 Taqman实时荧光定量PCR对羊乳中DNA检测灵敏度

验证Real-time PCR法能够检测出牛、羊乳中DNA质量浓度的最低值,考虑到乳制品中复杂体系及乳细胞分布不均的情况,并且市售产品多为直接将牛乳掺入羊乳中,因此采用将不同比例牛乳掺入羊乳中为样品,稀释成浓度梯度为含牛乳比例100%、50%、10%、5%、2%与1%,结果证明,当掺入2%牛乳时ct值为32.25,当浓度为1%时,无扩增曲线,因此最低掺假检测灵敏度为2%。如图3。

3 结语

本文依据羊线粒体基因的差异设计了特异性引物和探针,建立了快速鉴别羊乳掺假的Taqman实时荧光定量PCR检测方法,最低掺伪检出限为2.0%,并选用磁珠法提取,能够较好的满足市售掺伪产品鉴别的需求。此法特异性高、灵敏度强,能够准确检测羊乳制品中羊源性、牛源性成分,为市售商品的监管提供快速准确的技术手段。

参考文献

[1]Ceballos l s, Morsles e r, Asarve g t, et al.Composition of goat and cow milk produced under similar conditions and analyzed by identical metyodology[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2009, 22(4):322-329.

[2]Mininni a, Pellizzari c, Cardazzo b, et al.Evaluation of real-time PCR assays for detection and quantification of fraudulent addition of bovine milk to caprine and ovine milk for cheese manufacture[J]International Dairy Journal,2009,19(10):617-623.

[3]Park YW,M.Juarez b, M Ramos,et al.Physico-chemical characteristics of goat and sheep milk[].Small Ruminant Research,2007,68(1):88-113.

[4]Park YW.Hypo-allergenic and therapeutic significance of goat milk [J]. Small Rumin Res,1994,14(14):151-159.

[5]Koppel R,Jurg R. Multiplex real-time PCR for the detection and quantification of DNA from beef,pork,horse and sheep[J]. European Food Research and Technology,2011,232(6):151-155.

[6]黎穎,巫贤,林波,等.羊乳及其制品中掺入牛属牛乳和水牛乳的检测[J].基因组学与应用生物学,2015(5):977-981.

作者简介:张艳茹(1988—),女,满族,内蒙古包头人,本科,助理工程师。研究方向:分子生物技术检测。

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