Идентификация и количественное определение мышечной ткани на основе контроля прототипических пептидов с использованием метода мониторинга заданных реакций

Abstract

One of the main problems of modern production of meat products is the quality of raw meat, which depends on various factors including genetic components, conditions of transportation, production and processing. The most important components of meat are proteins, the total content, structure and functional state of which in this complex biological system with many interacting components is constantly changing. In order to study the interspecific and intraspecific features of meat proteins, their transformations in the process of maturation and processing requires modern analytical technologies based on the systematic approach to the analysis. Proteomics, as a methodology for studying proteins in a certain system and at a certain time, opens wide opportunities in this direction, allowing to identify and develop accurate analytical methods for searching biomarkers and identifying unfair practices. Given the high added value and multicomponent composition, finished meat products are among the most susceptible to adulteration. Current paper presents a technique of high-performance liquid chromatography with mass spectrometric detector (HPLC-MS) adapted for the detection and quantification of two different types of meat (beef and pork) in a complex biological matrix such as structureless minced meat. After the protein isolation and trypsin cleavage, species-specific peptide markers were selected for each animal species for the quantification. The technique was tested on model samples of a mixture of muscle tissue of the two species of animals. A good sensitivity was established with the possibility of quantitative determination of muscle tissue of each animal species using special calibration graphs. The developed technique can find wide application at the supervising organizations aimed at counteracting the discrepancies in the hidden replacement of types of meat by cheaper or low-grade raw materials.

Одной из основных проблем современного производства мясных продуктов является качество мясного сырья, которое зависит от разных факторов, включая генетические составляющие, условия транспортирования, производства и переработки. К наиболее значимым компонентам мяса относятся белки, общее содержание, структура и функциональное состояние которых в составе этой сложной биологической системы, с большим количеством взаимодействующих составляющих, постоянно изменяется. Для изучения межвидовых и внутривидовых особенностей белков мяса, трансформации их в процессе созревания и технологической обработки требуются современные аналитические технологии, основанные на системном подходе к анализу. Широкие возможности в этом направлении открывает протеомика, как методологии изучения белков в определенной системе и в определенное время, позволяющая идентифицировать и разрабатывать точные аналитические методы поиска биомаркеров и выявления недобросовестных практик. Учитывая высокую добав­ленную стоимость и многокомпонентность состава, готовые мясные продукты относятся к числу наиболее подверженных фальсификации. В работе представлена методика высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектором (ВЭЖХ-МС), адаптированная для обнаружения и количественного определения двух различных видов мяса (говядина и свинина) в сложной биологической матрице, такой как бесструктурные фарши. После выделения белков и расщепления их трипсином были выбраны видоспецифичные пептидные маркеры для каждого вида животного с целью количественного определения. Методика была апробирована на модельных образцах смеси мышечной ткани двух видов животных. Установлена хорошая чувствительность с возможностью количественного определения мышечной ткани каждого вида животного, при использовании специальных градуировочных графиков. Разработанная методика может найти широкое применение у контролирующих организаций, направленных на противодействие несоответствиям по скрытой замене видов мяса более дешевым или низкосортными сырьем.