МД-2021, день 3. Контроль качества и безопасность пищевых продуктов

В третий день X конференции «Молекулярная диагностика 2021» прошла секция «Контроль качества и безопасность пищевых продуктов». Специалисты обсудили обнаружение патогенных бактерий в пищевых продуктах методом NGS, разработку ПЦР-теста для контроля состава мясных изделий, отслеживание незарегистрированных линий генно-модифицированных растений и другие темы.

Credit:

barmalini | 123rf.com

Секцию открыл доклад Сергея Хотимченко (ФИЦ питания и биотехнологии) «Оценка рисков новых видов загрязнителей пищевой продукции». Хотимченко перечислил основные направления в области обеспечения безопасности пищевой продукции: совершенствование системы оценки риска; проведение оценок рисков здоровью населения; разработка высокочувствительных и точных методов анализа загрязнителей; разработка научно обоснованных предложений по совершенствованию системы оценки и мониторинга рисков; разработка мероприятий по управлению рисками. Он привел основополагающие документы, принятые в Российской Федерации, и рассказал об общей схеме оценки рисков. Схема включает выявление опасных веществ, разработку методов их определения, токсикологическую оценку, установление допустимых уровней и мониторинг.

Докладчик назвал основные загрязнители пищевой продукции и рассказал о проблеме отслеживания каждого из них. Так, алюминий поступает в организм из разрешенных пищевых добавок, микотоксины потребляются вместе со специями и сухофруктами. В морепродуктах обнаруживаются фикотоксины, наибольшая их концентрация отмечается в мидиях, но надзора за фикотоксинами нет. Хотимченко упомянул также технологические загрязнители (например, нитрозосоединения и акриламид), гормоны (используются в аквакультуре), наноформы оксидов металлов (например, доказано, что диоксид титана в наноформе опасен). В последние 1,5 года также встала проблема микро- и нанопластика — нет ни методов их обнаружения, ни понимания их воздействия на организм человека.

Хотимченко также рассказал о подмене дорогого антоциана черники дешевым антоцианомгибискуса, фальсификации лекарственных препаратов и БАДов. Так, в 2019 году в России было проведено исследование образцов различных БАДов для мужчин. Оказалось, что 36% образцов содержат не указанный в составе синтетический ингибитор ФДЭ-5 — лекарственный препарат против эректильной дисфункции. В некоторых образцах его содержание превышало фармакологическую дозу.

Следующим выступил Дмитрий Макаров (ВГНКИ) с докладом «Антибиотикорезистентность как проблема пищевой продукции». Антибиотикорезистентными могут оказаться бактерии, загрязняющие пищевую продукцию. Это сальмонеллы, иерсинии, стафилококкии, кишечная палочка и др. В России бóльшая часть пищевых токсикоинфекций связана с сальмонеллой. В Европе к ней присоединяется кампилобактер. Патогенная бактерия может передаться от животного человеку при пищевом контакте или через переносчика. Например, бактерии путешествуют на лапках мух.

Устойчивость возбудителей пищевых инфекций растет. Это связано с применением антибиотиков в животноводстве. Макаров кратко рассказал о появлении антибиотиков и их внедрении в эту область. Так, после Второй мировой войны антибиотики стали применять для консервирования продукции, в 1950-е их стали использовать для стимуляции роста животных в Европе и США, что привело к формированию антибиотикозависимой модели животноводства. Проблема резистентности появилась уже в 1960-е гг., тогда же пришло осознание рисков такого животноводства для людей. С 1971 г. в мире начали внедрять ограничительные меры. Наибольших успехов достигли страны Северной и Западной Европы. Так, Нидерланды в период с 2007 по 2015 гг. сумели снизить объем применения антибиотиков в животноводстве на 70%, Норвегия с 1987 по 2013 гг. сократила использование антибиотиков в аквакультуре на 99%, в животноводческих хозяйствах Дании практически не применяются критически важные антибиотики (фторхинолоны, цефалоспорины, колистин). Однако до сих пор 70–80% всех антибиотиков применяется в животноводстве, и 70% из них общие для животных и людей.

В России остатки ветеринарных препаратов содержатся в 1/4 поставляемой на рынок птицы и в 1/3 свинины. Принято ориентироваться на минимальную подавляющую концентрацию. Если содержание антибиотика в продукции ниже МПК, продукция считается безопасной. Однако известно, что для запуска эволюции резистентности микробу достаточно во много раз меньшей дозы.

Ольга Багрянцева (ФИЦ питания и биотехнологии) представила доклад «Риски, связанные с использованием мутантных и трансгенных микроорганизмов в производстве ферментных препаратов, пищевых добавок и ароматизаторов». Она начала с истории использования микроорганизмов человеком. В настоящее время микробный синтез применяется во всех областях пищевой промышленности. Чаще всего используются плесневые грибы и бактерии. В 90% случаев это мутантные или генно-модифицированные микроорганизмы (ГММ). Пищевая продукция, произведенная с помощью микробного синтеза, позиционируется как натуральная. Микробный синтез можно использовать при изготовлении продуктов для детей.

По мнению Багрянцевой, использование ГММ несет риски, связанные с нарушениями генетической конструкции, полученной от штамма-донора, и встраиванием конструкции в различные точки генома штамма-реципиента. Докладчица подчеркнула необходимость контроля безопасности всех итоговых штаммов — подтверждения отсутствия опасных метаболитов, вирулентности и т.д.

После Багрянцевой выступил Василий Попов (ВГУИТ) с докладом «Применение высокопроизводительного секвенирования для контроля микробиологического загрязнения молочной и масложировой продукции». Микроорганизмы могут попасть в продукцию с водой и сырьем, с загрязненного инвентаря и от персонала. Микробиологический контроль продукции предполагает посев на питательные среды с последующей идентификацией микроорганизмов. Это долго, затратно и создает проблемы для производителей, чей продукт имеет короткий срок реализации.

По мнению Попова, быстрые и чувствительные молекулярно-генетические методы были бы решением. Он рассказал о результатах исследования бактерий в пищевых продуктах методом NGS. Работа проводилась на образцах масла, кисломолочных продуктов, соусов и майонезов различных производителей. Бактериальное сообщество подращивали на питательной среде, а затем секвенировали на платформе Ion Torrent.

Анализ полученных данных показал, что в йогуртах доминируют Streptococcus и Lactobacillus, что нормально для йогурта. Преобладание лактобактерий в твороге тоже соответствует норме. Однако в некоторых образцах были обнаружены патогены, в том числе Pseudomonas aeruginosa и Bacillus cereus. Основной вывод, сделанный на основе результатов работы, — контроль качества продукции зависит от производителя.

Попов также рассказал о проверке качества заквасок с помощью NGS. В ряде исследованных образцов присутствовали лишние бактерии, не заявленные в составе. В других образцах, наоборот, не обнаружилось заявленное.

В финале доклада Попов отметил, что внедрить систему идентификации патогенов на основе NGS на производство будет очень сложно. Гораздо проще будет создать и внедрить такую систему на основе ПЦР и панели праймеров.

Михаил Минаев (Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова) представил доклад «Относительный количественный анализ содержания продуктов убоя сельскохозяйственной птицы в вареных колбасных изделиях и полуфабрикатах категорий А и Б с использованием ПЦР в реальном времени». Минаев рассказал о разработке ПЦР-теста на мясо кур в мясных изделиях. Он привел два стандарта, на основе которых проводилась разработка: межгосударственный стандарт ГОСТ 31719-2012 и национальный стандарт РФ ГОСТ Р 52427-2005.

Минаев отметил, что люди, которые разрабатывают ПЦР-наборы, не умеют читать подобную документацию. Если написано, что методика предназначена для определения видовой принадлежности мясных ингредиентов, значит, набор должен быть валидирован таким образом, чтобы не выявлялись немясные компоненты, например, яйцо или молоко. По мнению Минаева, сделать это очень просто. Количество куриной ДНК в яйце известно. В куске мяса такой же массы ДНК будет на пять порядков больше. Исходя из этих данных, можно занизить до необходимой чувствительность ПЦР-теста и ограничить количество циклов.

В 2021 г. ФНЦ пищевых систем выпустил методические рекомендации по определению массовой доли ингредиентов кур в пробах мясной продукции. Методика рассчитана на валидацию известного состава продуктов, произведенных по ГОСТ, поэтому пределы обнаружения — 0,1–10%. Был разработан стандартный образец мяса кур. Затем с помощью цифровой ПЦР и разведений стандартного образца специалисты построили калибровочную кривую, чтобы стало возможно количественное определение.

Положительным результатом считается в том случае, если ΔCt от стандартного образца не превышает 13. Также ввели понятие «обнаружили (ΔCt 12–13) или не обнаружили (ΔCt 13-14) на пределе обнаружения метода».

Таким образом, тест дает возможность полуколичественной оценки ДНК кур (менее 0,1% или более 0,1%, то есть можно убедиться, что это не яйцо) и расчета доли курицы в образце по калибровочной кривой.

Говоря о воспроизводимости результатов теста, Минаев отметил отсутствие современных методов отбора образцов. По его мнению, проба А и проба Б должны отбираться из одной упаковки, а не из разных. 90% ошибок анализа обусловлено некорректной пробоподготовкой. Минаев привел примеры значительных различий в концентрациях того или иного мясного ингредиента в разных партиях одной продукции.

Еще одна проблема — контаминация лаборатории. Так, в продукции халяль допустимо не более 0,01% свинины. Лаборатория, которая определяет компонент в концентрации не менее 0,1%, легко получит аккредитацию, но содержать лабораторию, работающую с концентрацией 0,01%, дорого и сложно.

Завершил секцию доклад Александра Чиркина (NextBio) «Новые возможности выявления ГМО растительного происхождения». Генно-модифицированные растения идут на корм скоту и на технические нужды. Так, в США зарегистрировано более 200 линий ГМ-растений. Выращиваются не только сельскохозяйственные, но и декоративные культуры.

Все страны делятся на три категории: активно возделывающие и экспортирующие ГМ-культуры; прекратившие возделывать, но импортирующие; не возделывающие из-за запрета, но импортирующие для переработки. Россия относится к последней категории. С 2018 года запрещен ввоз семенного материала. В стране зарегистрировано 29 линий ГМ-культур, однако на территорию попадают и незарегистрированные линии.

Чиркин рассказал о разработке методики идентификации ГМ-растений компанией NextBio. На первом этапе отработали экстракцию ДНК. Использовали 71 образец зерна, кормов, продуктов питания и стандартные образцы. Затем создали ПЦР-системы для выявления 29 мишеней: система на ДНК сои, кукурузы, рапса, гороха, риса, картофеля, сахарной свеклы, растений в целом плюс ВКО; система на трансгены (mEpsps и cp4-Epsps; Cry1Ab, cry1Ac, CRY2Ab2, CRY1A.105, Cry1Fa2, cry2Ab2, cry3Bb1, mcry3A, ecry3.1Ab; Pat; Bar); на промоторы (p35S CamV, 35S FMV, pSsuAra); на терминаторы (tE9 и tNOS); на ген устойчивости к канамицину (nptII) и на ДНК вируса мозаики цветной капусты (CamV). Чувствительность тестов составляет 1000 копий/мл.

Системы позволяют обнаружить 18 линий сои, 13 линий кукурузы и 8 линий рапса. Чиркин отметил, что с помощью систем были обнаружены примеси ГМ-растений в кормах для канареек и кроликов, в пищевом красителе для растений и в кондитерском маке.

Информация о докладчиках

Сергей Анатольевич Хотимченко, д. м. н., профессор ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва.

Дмитрий Алексеевич Макаров, ФГБУ «ВГНКИ», Москва.

Ольга Викторовна Багрянцева, д. б. н., ведущий научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва.

Василий Николаевич Попов, д. б. н., профессор ФГБОУ ВО «Воронежский государстенный университет инженерных технологий», Воронеж.

Михаил Юрьевич Минаев, к. т. н., доцент, ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова», Москва.

Александр Петрович Чиркин, NextBio, Москва.

Добавить в избранное

Вам будет интересно