Testovanie mäsa získalo novú pozornosť po intenzívnom štúdiu problematiky konského mäsa v roku 2013, čo zdôraznilo nevyhnutnosť testovania mäsa pre potvrdenie jeho bezpečnosti a autenticity. Pre spotrebiteľov sú vysledovateľnosť a identifikácia druhov dôležitými otázkami. Identifikácia mäsa a druhov chráni čistotu produktov a chráni pred podvodmi overovaním živočíšnych druhov používaných v mäsových výrobkoch.
Čo je kvalita mäsa?
„Kvalita mäsa“ sú dve slová, ktoré ukrývajú pre každého niečo iné. Pre odborníka na výživu je dôležité nutričné, výživové zloženie. Pre technológa je to schopnosť mäsa viazať vodu v technologickom procese, zatiaľ čo pre predajcu ošípaných alebo jatočných polovičiek je zaujímavá hmotnosť a cena. Spotrebiteľ si všíma farbu, vôňu, pôvod, ale tiež cenu. Ani vo svete nie je pojem kvalita chápaný jednoznačne, pretože v jednotlivých krajinách sú rôzne kritériá na akosť mäsa. Všeobecne je kvalita často chápaná ako výsledok posúdenia kvalitatívnych kritérií v konkrétnom momente za vyhovujúci účelom použitia danej suroviny a za primeranú cenu. Často sa stretávame s predsudkom - čím vyššia cena, tým kvalitnejší produkt. Kvalitu ale neurčuje cena, ale v prípade mäsa alebo mäsových výrobkov je to jeho zloženie.
Merateľné ukazovatele kvality
Vedci sa zhodli na tom, že kvalita mäsa je merateľná a dá sa vyjadriť hodnotami. Rozdelili ukazovatele kvality na štyri skupiny:
- Senzorické (organoleptické) faktory: Patria sem vôňa, jemnosť, chuť, šťavnatosť, farba a celkový vzhľad. Najčastejšie sú merané subjektívne, ľudskými zmyslami, ale aj objektívne rôznymi prístrojmi.
- Nutričné faktory: Charakterizované najmä zložením a obsahom bielkovín, tukov, vody, cholesterolu. Spotreba bielkovín živočíšneho pôvodu, najmä mäsa, je pre ľudské zdravie veľmi dôležitá, pretože mäso je bohatým zdrojom aminokyselín a vitamínov, ktoré si nedokážeme syntetizovať v tele.
- Hygienické faktory: Odrážajú hygienickú a zdravotnú nezávadnosť mäsa, pričom si všímame najmä výskyt nežiaducej mikroflóry, ktorá spôsobuje kazenie mäsa a následné zdravotné problémy konzumenta.
- Technologické faktory: Súvisia so spracovaním a predĺžením trvanlivosti. Pridaním rôznych prísad do mäsa sa zvýrazňuje jeho chuť a aróma. Špeciálne podmienky spracovania a prísady predlžujú trvanlivosť a spracované produkty sa ľahko manipulujú a jedia.
Genetické metódy v analýze mäsa
S nárastom cien mäsa sa výrobcovia pokúšali získať nespravodlivý zisk zmiešaním mäsa získaného z rôznych druhov s využitím mäsových potrieb pre spotrebiteľov s nízkym príjmom. S pribúdajúcimi podvodmi v mäsovom priemysle sa veľa spotrebiteľov obáva mäsa, ktoré konzumujú. Pri určovaní falšovania týkajúceho sa použitia rôznych druhov mäsa v mäse a mäsových výrobkoch sa používajú rôzne analytické metódy. Na stanovenie zdroja mäsa alebo na zistenie, či nedošlo k falšovaniu, sa používajú imunologické, morfologické, elektroforetické, sérologické a genetické metódy.
Metóda polymerázovej reťazovej reakcie (PCR)
Metóda polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) je považovaná za jeden z revolučných pokrokov vo vedeckom svete a je najspoľahlivejšou a najcitlivejšou metódou na vyhľadávanie DNA v potravinách, ako je mäso. Je založená na princípe, že určitá oblasť DNA môže byť amplifikovaná pomocou enzýmov. Vďaka PCR a podobnému vývoju sa získalo množstvo informácií o genetickej diverzite a interakciách medzi génmi. Pomocou aplikácie DNA Microarray (alebo DNA biochip) je možné monitorovať úroveň expresie tisícov génov súčasne. Pri tomto spôsobe sa DNA pripojí k substrátu a sonda sa pripraví známym génom. Týmto spôsobom sa preskúma genetická štruktúra mäsových výrobkov a stanoví sa živočíšny druh živočíšnej DNA alebo DNA.
Identifikácia druhov mäsa
Štúdie identifikácie mäsa a druhov sú dôležité pre bezpečnosť potravín. Metóda PCR umožňuje kvalitatívnu detekciu DNA bravčového mäsa aj vo vysoko spracovaných potravinách. Vylúčenie DNA ošípaných alebo identifikácia druhu je dôležitá pre výskum vegetariánskych a vegánskych produktov a halal potravín. Tieto systémy poskytujú väčšiu citlivosť pri rozlišovaní blízko príbuzných druhov, ako aj pri identifikácii úmyselných a náhodných prísad a kontaminantov.
Detekcia GMO v mäse a potravinách
Genetická modifikácia je proces zmeny genetického materiálu organizmu metódou, ktorá sa v prírode nenachádza. GM obvykle zahŕňa izoláciu a odstránenie DNA kódujúcej jeden gén z organizmu, manipuláciu s ním mimo bunky (v laboratóriu) a jeho opätovné vloženie do rovnakého organizmu alebo do genetického materiálu iného organizmu. Na detekciu prítomnosti GM udalostí však používame najpokročilejšie techniky analýzy DNA. Také udalosti môžu byť prítomné v DNA spracovaných potravín, vrátane chleba, múky, sójového mlieka, tofu a rastlinných olejov.
- Kvalitatívny skríning GMO na báze DNA (vzorky semien a rastlín): Tento test sa používa na potvrdenie neprítomnosti alebo prítomnosti geneticky modifikovaného rastlinného materiálu vo vzorke semena alebo rastlinného tkaniva. Test používa kombináciu dvoch špecifických testov PCR zameraných na genetické prvky: promótor 35S vírusu karfiolovej mozaiky (CMV) a nos terminátor.
- Kvalitatívny skríning GMO na báze DNA (vzorky potravín): Pri analýze spracovaných potravín môže byť ťažké zistiť materiál z geneticky modifikovaných rastlín, pretože sa počas výrobného procesu degraduje. Napríklad metódy detekcie na báze proteínov nie sú vhodné, pretože proces výroby potravín môže zničiť proteín získaný z akejkoľvek geneticky modifikovanej zložky. Po extrakcii DNA z týchto produktov používame kombináciu dvoch špecifických testov PCR zameraných na genetické prvky: promótor CMV35S a nos terminátor.
- Kvantitatívne testovanie PCR na báze DNA: Používa štandardy na stanovenie úrovní GMO od 0,01 percenta do 5 percent.
Detekcia patogénov v mäse pomocou DNA
V minulosti boli tradičné detekčné metódy pre testovanie baktérií v mäse prácne a časovo náročné, bolo potrebné čakať, až bunky začnú rásť, potom počítať množstvo prítomných baktérií a potom vykonávať ďalšie individuálne testy špecifické pre každý patogén. Vedci vyvinuli metódu, ktorá využíva DNA pre simultánne zisťovanie troch patogénov obvykle sa nachádzajúcich v mäse: Escherichia coli, Salmonella a Shigella. Táto nová technika zaberie len jeden alebo dva dni oproti doterajšej dobe jedného týždňa. Využíva génové sekvencie týchto troch patogénnych baktérií. Test, ktorý využíva extrakciu DNA a jej amplifikáciu, zistí prítomnosť všetkých troch baktérií súčasne. Predchádzajúci výskum izoloval gén phoP zo Salmonelly, ktorej sekvencia DNA je zhodná so sekvenciou génu phoP v Shigelle a patogénnej forme E. coli. Vedci tiež zistili, že identická sekvencia génu phoP existuje aj v nebezpečnej forme E. coli O157:H7, čo znamená, že nová metóda by mohla zisťovať aj tento nebezpečný mikroorganizmus. Táto technika má potenciál zásadne zmeniť spôsob testovania mäsa na prítomnosť baktérií v potravinárskom priemysle.
Genomická selekcia v chove dobytka
Genomická selekcia je moderný prístup, ktorý sa v šľachtení dobytka na Slovensku ešte len pomaly presadzuje. Je to forma založená na princípoch MAS (markerovo asistovaná selekcia), kde v prípade SNP čipov markery pokrývajú celú DNA, pričom medzi markermi a QTL (lokusmi asociovanými so znakmi a vlastnosťami) existuje genetická väzba. Jednonukleotidové polymorfizmy (SNP) sú takýmito markermi, získavame ich sekvenovaním genómu. Jej hlavný význam spočíva v genetickom hodnotení, odhade plemenných hodnôt a na dosahovanom genetickom zisku.
Výskum na Slovensku: Slovenský strakatý dobytok
Cieľom výskumu na Slovensku je prezentovať výsledky analýzy celogenómovej informácie, ktoré boli dosiahnuté na jednom z popredných pracovísk. Tento výskum je akceptovaný na medzinárodnej úrovni a jeho cieľom je poukázať na jedinečnosť populácií v kontexte globalizácie. V súčasnosti máme dostupné výsledky aj o štruktúre slovenského strakatého plemena, pričom sme sa zamerali na populáciu plemenných býkov v inseminácii (vrátane génovej banky) a výber reprezentatívnej vzorky matiek býkov realizoval Zväz chovateľov slovenského strakatého dobytka. Slovenský strakatý dobytok sa tradične zaraďuje do fylogenetickej skupiny čelnatého dobytka, resp. skupiny tzv. simentalizovaných plemien. Šľachtenie plemena po roku 1990 bolo realizované na základe čistokrvnej plemenitby, s cieľom potlačiť holštajnské plemeno v rodokmeňoch aj vo fenotype. To sa dosiahlo aj dovozom jalovíc, inseminačných dávok preverených býkov a embryí zo zahraničia, čo malo za následok zvýšenie produkcie mlieka. V súčasnosti je chovný cieľ stanovený primárne pre čistokrvnú populáciu slovenského strakatého dobytka s cieľom udržať kombinovaný úžitkový typ s vysokou produkciou mlieka a mäsa. Avšak kvôli znižujúcim sa stavom hospodárskych zvierat na území Slovenska je realizácia šľachtiteľských prác spojená s viacerými problémami, napríklad s obmedzenou mierou testovania mladých býkov. Zohľadnením genomickej informácie je možné tieto nedostatky odstrániť, a to aj pri nižšej spoľahlivosti odhadnutej genomickej plemennej hodnoty, ktorú vieme eliminovať vysokým počtom opakovaní.
Jedinečnosť slovenského strakatého dobytka
Vychádzajúc z histórie vzniku plemena sa výskum zameral na zhodnotenie miery jedinečnosti slovenského strakatého dobytka v kontexte možného podielu (historického) plemien: holštajnského, švajčiarskeho simentálskeho a ayrshire v genóme. Na to bola vyvinutá metodika na spoľahlivé odlíšenie geneticky blízkych populácií. Analýza zameraná na admixiu (genetické premiešanie) predstavuje dôležitý nástroj, pri ktorej možno úspešne použiť genomické údaje s cieľom zistiť genetické pozadie súčasnej populácie. Okrem toho je možné pomocou tohto ukazovateľa vysvetliť historický alebo geografický pôvod zvierat. Pri použití tejto analýzy boli vedci schopní oddeliť od seba aj fylogeneticky úzko príbuzné plemená, ktoré sa podieľali na historickom vývoji plemena. Štatisticky bolo v súbore preukazne identifikovaných 5 zhlukov, ktoré možno pripísať existencii jedinečných úsekov DNA v rámci jednotlivých plemien. Prevládajúca farba na obrázku znamená genetickú informáciu jedinečnú pre dané plemeno.
Medzi hodnotenými plemenami sa zistila určitá miera genetického premiešania. Najnižšia miera bola pozorovaná pri slovenskom strakatom dobytku, pri ostatných bola miera admixie výraznejšia. Na základe historického formovania plemena sa pri slovenskom strakatom dobytku očakávala vyššia variabilita spôsobená plemenami švajčiarsky simentál a ayrshire. V štúdii sa to čiastočne potvrdilo prítomnosťou krátkych zhodných úsekov týchto dvoch plemien, aj keď s individuálnymi rozdielmi, miestami až v zanedbateľných pomeroch. Toto malé zastúpenie vyplýva z riadenia šľachtiteľského programu v minulosti, keď bol zámer chovateľov upriamený na zvýšenie mliekovej úžitkovosti a upevnenie plemenného typu čistokrvnou plemenitbou. Slovenský strakatý dobytok patrí do skupiny simentalizovaných plemien na základe fylogenetického pôvodu. Výsledky na základe analýzy admixie (genetického premiešania) poukazujú v jeho prípade na vytvorenie geneticky uzatvorenej populácie, ktorá vznikla riadenou selekciou a šľachtiteľskou prácou, t.j. populáciu, ktorá je v globálnom kontexte unikátna.
Stopy selekcie v genóme
Práve toto zistenie viedlo k výskumu, ktorý sa snažil zistiť, či v DNA slovenského strakatého dobytka existujú nejaké typické úseky (stopy, resp. signály selekcie), t.j. či sa niektoré vyskytujú typicky (dedia sa) pri veľkom počte zvierat a vytvárajú akýsi vzorec. Analýza genómu nám poskytuje možnosť rozdeliť tieto signály podľa pôvodu, t.j. či sú výsledkom prírodnej alebo umelej selekcie. Prírodná a umelá selekcia sú príčinou biologickej rozmanitosti (biodiverzity) a v relatívne krátkom časovom období (domestikácia) vyústili do širokej fenotypovej rozmanitosti a do genetickej diferenciácie mnohých rôznych plemien hovädzieho dobytka. Mnohé plemená, tak ako ich dnes poznáme, sú výsledkom šľachtenia s cieľom zlepšiť konkrétne fenotypové znaky.
Prírodná a umelá selekcia vedie v genóme k zmenám vo frekvencii alel medzi populáciami a postupom času sa rôzne genetické varianty fixujú (haplotypy). Prístup k sekvencii genómu hovädzieho dobytka a genotypových panelov s vysokou hustotou poskytuje pozoruhodné zdroje na štúdium účinkov domestikácie a selekcie na štruktúru genómu hovädzieho dobytka. Jedným z možných prístupov, ktorý sa s veľkým úspechom používajú na detekciu stôp selekcie, je distribúcia homozygotných úsekov (ROH - runs of homozygosity), ktorá môže poskytnúť pohľad na vývoj histórie, štruktúry a demografie populácie. Vieme, že selekcia v chove v smere zachovania plemenného štandardu a naplnenia chovného cieľa vedie z dlhodobého hľadiska k zužovaniu vzdialeností medzi predkami v rodokmeni v podobe výskytu spoločných predkov v bližších alebo vzdialenejších generáciách. V dôsledku toho sa zvyšuje pravdepodobnosť, že potomkovia zdedia rovnaké úseky DNA po niektorom spoločnom predkovi a tým dôjde k zvýšeniu homozygotnosti v určitých oblastiach genómu, a teda prejaví sa zvýšením frekvencie selektovaných alel v populácii. Z genetiky je dobre známy predpoklad, že použitím čistokrvnej (a ešte rýchlejšie príbuzenskou) plemenitby sa zvyšuje homozygotnosť, čo sa prejaví v genóme v podobe dlhým radom alel, ktoré sú v homozygotnom stave, t.j. dedí sa iba jeden genetický variant, čiže ide o plemenný znak, ktorý je geneticky fixovaný.
Analýzou homozygotných úsekov genómu slovenského strakatého dobytka bol zistený vplyv umelej selekcie najmä na chromozóme 5 a 6, pričom tieto chromozómy nesú znaky mliekovej produkcie a reprodukcie. Pohľad na homozygotné úseky a ich podrobné preskúmanie naznačuje možný genetický vzorec, existenciu spoločného haplotypu, ktorý nesie prospešné alely potencionálne pod riadenou selekciou (chovný cieľ).
Využitie genomickej selekcie v šľachtení
Tradičná plemenná hodnota je kombinácia informácií o výkone a rodokmeni. Na zabezpečenie genomických plemenných hodnôt je potrebné zohľadniť aj ďalší zdroj, ktorý je založený na informáciách o DNA jedincov. Informácie o DNA uľahčujú sledovanie dedičnosti jednotlivých krátkych chromozomálnych segmentov a tým poskytujú presnejšiu identitu podľa spoločných predkov (IBD), ako pri rodokmeňových informáciách (nie sme obmedzení počtom generácií). Genetickú podobnosť založenú na tisícoch markerov rozmiestnených v genóme je možné merať presnejšie ako podobnosť na základe rodokmeňov. Informácie o DNA vedú k zvýšeniu presnosti odhadu plemenných hodnôt a k skráteniu generačných intervalov, čo uľahčuje selekciu v mladom veku, a čím sa znižujú náklady na testovanie potomstva. Slovenský strakatý dobytok možno považovať za súčasť národného kultúrneho dedičstva a jeden z vynikajúcich dôkazov uvedomelej riadenej šľachtiteľskej práce. Toto sa potvrdilo v reálnych podmienkach na úrovni DNA, pretože sa svojím genetickým založením líši od geneticky príbuzných plemien, ktoré boli použité na jeho vytvorenie.
Úloha laboratórií a akreditácie
S mäsom a mliečnymi výrobkami sa uzavrelo množstvo právnych opatrení s cieľom zabrániť podvodom spotrebiteľov, chrániť zdravie ľudí a zabezpečiť, aby ľudia konzumovali spoľahlivé mäso a mliečne výrobky. Z tohto dôvodu majú vyvinuté laboratóriá veľkú zodpovednosť. Naša organizácia poskytuje medzinárodnú sieť laboratórií na analytickú kontrolu kvality mäsa (napr. konské mäso v hovädzom mäse), rýb a iných živočíšnych produktov. Globálna sieť vysoko rešpektovaných, špičkových laboratórií a kompetenčných centier nášho laboratória poskytuje celý rad analytických služieb. V laboratóriách sa na tento účel používajú rôzne spoľahlivé a rýchle analytické metódy. Pri analýze a testovaní mäsa sa spoločnosť Science by EUROLAB zaväzuje poskytovať tie najlepšie služby so svojimi viac ako 25-ročnými skúsenosťami v priemyselných laboratóriách, tímom odborníkov a najmodernejšími nástrojmi. Naša organizácia má silný personál, ktorý pozorne sleduje vývoj v oblasti vedy a techniky vo svete a neustále sa zlepšuje. Počas týchto testov vychádzajú štandardy publikované domácimi a zahraničnými organizáciami. Použitím najnovších metód a technológií poskytujeme rýchle dodacie lehoty a presné výsledky testov, ktoré preukazujú súlad s regulačnými požiadavkami.
Testy NON GMO by sa mali vykonávať v moderných laboratóriách s príslušnými akreditáciami a potrebnými schváleniami. Tieto akreditované laboratóriá vykonávajú testovanie PCR a musia mať akreditáciu ISO 17020 na príslušné testy v súlade s normami a kritériami. Malo by sa overiť, či laboratórium, ktoré bude vykonávať test NON GMO, má konkrétne akreditácie ISO 17020 požadované na validáciu konkrétneho výrobku. Naše testovacie laboratóriá GMO fungujú podľa prísnych pokynov a sú akreditované podľa ISO 17020 a ISO 9001. Naše testy NON GMO môžu pomôcť zaistiť, aby vyhovovali všetkým národným a medzinárodným kontrolám.
tags: #genomicke #hodnotenie #kvality #masa