Объединение данных и многомерный анализ для анализа подлинности пищевых продуктов

Nature Communications, том 14, номер статьи: 3309 (2023) Цитировать эту статью

322 доступа

40 Альтметрика

Подробности о метриках

Объединение данных среднего уровня в сочетании с подходом многомерного анализа применяется к наборам данных масс-спектрометрии с двумя платформами с использованием масс-спектрометрии с быстрой испарительной ионизацией и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой для определения правильной классификации происхождения лосося и методов производства. В исследовании использовался лосось (n = 522) из ​​пяти разных регионов и двух методов производства. Этот метод обеспечивает точность классификации при перекрестной проверке 100%, и все тестовые образцы (n = 17) имеют правильное происхождение, что невозможно при использовании одноплатформенных методов. Обнаружено восемнадцать надежных липидных маркеров и девять элементарных маркеров, которые обеспечивают надежные доказательства происхождения лосося. Таким образом, мы демонстрируем, что наша стратегия объединения данных среднего уровня - многомерного анализа значительно улучшает способность правильно определять географическое происхождение и метод производства лосося, и этот инновационный подход может быть применен ко многим другим приложениям для проверки подлинности пищевых продуктов.

Потребление лосося в мире в три раза выше, чем в 1980 году1. То, что когда-то считалось деликатесом, теперь является одним из самых популярных видов рыбы в США (США)2, Европе (ЕС)3 и странах Азии4. Атлантический и тихоокеанский лосось являются двумя основными источниками лосося в мире. Почти 70% всей продукции лосося выращивается на фермах, и в 2020 году было произведено более 2,6 миллиона тонн искусственно выращенного лосося по сравнению с примерно 550 000 тонн дикого лосося1. Цены на лосося могут быть нестабильными5, но за последние 10 лет они выросли более чем вдвое и в настоящее время превышают цены на многие сопоставимые товары6. Крупномасштабная аквакультура используется для производства атлантического лосося в Северном и Южном полушариях и стала наиболее часто выращиваемой рыбой в западном мире7,8.

Основными регионами потребления лосося являются ЕС, за которыми следуют США, Бразилия, Китай, Россия и Япония9. Когда были опрошены потребители в Китае, выяснилось, что качество и стоимость являются наиболее важными факторами при покупке лосося. Около семи процентов респондентов считают, что дикий лосось на Аляске вкуснее, чем выращенный на ферме сорт, что указывает на то, что китайские потребители более заинтересованы в покупке лосося, выловленного в дикой природе10. Японские потребители наслаждаются самым диверсифицированным рынком лосося в мире. Цена лосося на этом рынке определяется совокупным спросом и предложением всех видов рыб11. Отчет показал, что в некоторых регионах Северной Америки потребители морепродуктов предпочитают дикого лосося лососю, выращенному на фермах12. Однако они могут не получить лосось того типа и качества, за который заплатили. Ху и др.13, используя методы ДНК-штрих-кодирования и ДНК-мини-штрихкодирования, выявили 25% случаев неправильной маркировки рыбных продуктов из Ванкувера. Основная проблема заключается в том, что лосось может попасть с рыболовного судна на Аляске на китайский перерабатывающий завод, а затем в розничную точку в Нью-Йорке, в то время как информация о рыбе, например, откуда она прибыла и была ли она поймана или выращена на ферме, может потеряться или быть изменены обманным путем по мере продвижения по этой самой сложной цепочке поставок14.

В научной литературе меры по выявлению неправильной маркировки рыбы широко распространены в области исследования аутентичности15. Штрих-кодирование ДНК использовалось для идентификации рыночной замены атлантического лосося тихоокеанским лососем16. Совсем недавно Деконинк и др.17 представили метод капельной цифровой ПЦР для идентификации и количественного определения процентного содержания атлантического лосося в обработанных и смешанных пищевых продуктах, что позволяет идентифицировать и полуколичественно специфичную для лосося ткань в обработанных пищевых продуктах, содержащих несколько видов. . В последние годы масс-спектрометрия (МС) стала более популярным инструментом исследования подлинности пищевых продуктов. Фиорино и др.18 описали метод прямого анализа в реальном времени – масс-спектрометрии высокого разрешения (DART-HRMS) для распознавания лосося дикого типа и выращенного на ферме. Хотя в предыдущих исследованиях сообщалось о методах анализа подлинности лосося, эти методы требуют длительных процедур подготовки проб и не позволяют достичь достаточного уровня точности с точки зрения географической прослеживаемости19. Были разработаны спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона и метод ИСП-МС в сочетании с хемометрическими подходами для определения различия между лососем, выращенным в Чили, и лососем норвежского происхождения20. Совсем недавно Чанг и др.21 опубликовали метод ЖХ-МСВР для дискриминации атлантического лосося, происходящего из Норвегии и Чили. Необходим мониторинг аутентичности географического происхождения лосося, но необходимо тщательно учитывать происхождение и количество образцов, необходимых для разработки и проверки нецелевых методов, поскольку это будет иметь огромное влияние на надежность любой разработанной процедуры.