Chromatographic detection of nitrofurans in foods of animal origin / Detecção cromatográfica de nitrofuranos em alimentos de origem animal

Nitrofurans are antibacterials banned in livestock by different countries due to its relationship with the production of carcinogenic metabolites. Several studies have been conducted to find the best methodology to identify these residues. Te objectives of this review work were to show the risk of nitrofuran metabolites (furazolidone; nitrofurazone; nitrofurantoin, furaltadone and nifursol); to explain the application of liquid chromatography and mass spectrometry to determine the presence of these residues in foods of animal origin; and, finally, to report some methodologies that were recently used in different foods of animal origin.(AU)

Nitrofuranos são antibacterianos proibidos na criação de animais por diferentes países devido a sua relação com a produção de metabolitos carcinogênicos. Vários trabalhos de pesquisa têm sido desenvolvidos para encontrar a melhor metodologia que possa identificar esses resíduos. O presente trabalho de revisão teve como objetivos mostrar o risco dos metabolitos dos nitrofuranos (furazolidona, nitrofurazona, nitrofurantoina, furaltadona e nifursol); explicar a aplicação da cromatografia líquida e da espectrometria de massas para determinar a presença desses resíduos em alimentos de origem animal; e, finalmente, relatar algumas metodologias usadas recentemente em alimentos de origem animal.(AU)

Consumption of animal products and frauds: DNA-based methods for the investigation of authenticity and traceability in dairy and meat-derived products: a review / Consumo de produtos de origem animal e fraudes: uma revisão dos métodos moleculares para a investigação de autenticidade e rastreabilidade em produtos lácteos e cárneos

The increase in the populations acquisition power in emerging countries like Brazil has resulted in increased consumption of meat, milk and their derivatives, and a consequent growing surveillance regarding the responsibility of maintaining the quality of these food products. The total or partial replacement by other than the species declared on the product label in meat, milk or derived products compromises the nature and quality of these products, hurting consumer choice rights, which may be based on medical and nutritional recommendations, the economic value of the product or habits and/or dietary restrictions of each specific culture. Species identification in dairy and meat products is important in food traceability. Although food matrices are complex and variable, biomolecular techniques are gradually being applied for species identification, having proven increasingly reliable, fast, specific and highly sensitive, even in mixed samples. For these reasons, this review intends to show the main molecular methods applied to adulteration detection in dairy and meat derivatives, including an already established method, such as the polymerase chain reaction (PCR), as well as more advanced technologies, such as real-time PCR, next-generation DNA sequencing methods and DNA biochip or DNA microarray, which have been gradually applied to the detection and quantification of exogenous DNA in food samples, even if present in small amounts.

O aumento do poder de compra da população, especialmente em países emergentes como o Brasil, foi seguido pelo crescente consumo de carnes, leites e seus derivados, assim como pela maior exigência por padrões de qualidade destes produtos. Os diferentes tipos de fraude podem comprometer a qualidade e ferir os direitos do consumidor, sendo relevante a aplicação de métodos mais sensíveis e específicos para investigação da autenticidade de gêneros alimentícios de origem animal. A substituição total ou parcial de carne, leite ou derivados, de outra espécie animal que não a declarada no rótulo dos produtos, compromete a natureza e a qualidade destes produtos, prejudicando os direitos de escolha dos consumidores, que podem estar relacionados a recomendações médicas e nutricionais, ao valor econômico do produto ou sobre os hábitos e/ou restrições alimentares específicos de cada cultura. A identificação das espécies animais que deram origem aos produtos cárneos e lácteos e importante para a rastreabilidade dos alimentos. Embora matrizes alimentares tenham composição complexa e variável, técnicas biomoleculares têm sido cada vez mais utilizadas para a identificação de espécies animais, uma vez que tem sido demonstrada a confiabilidade, especificidade, rapidez e alta sensibilidade, mesmo quando utilizadas em amostras mistas. Esta revisão teve como objetivo apresentar os principais métodos moleculares que podem ser utilizados para a detecção da adulteração de espécies em derivados cárneos e lácteos, incluindo métodos já bem estabelecidos, tais como a reação em cadeia da polimerase (PCR), bem como as tecnologias mais avançadas, como a PCR em tempo real, os métodos de sequenciamento de DNA de ultima geração e o biochip de DNA ou DNA microarray. Esses métodos moleculares vêm sendo utilizados, com sucesso, na detecção e quantificação de DNA exógeno em amostras de alimentos, mesmo que este DNA esteja presente em pequenas quantidades.

Use of PCR for detection of bovine tuberculosis bacillus in milk of positive skin test cows / Uso da PCR para detecção de bacilo da tuberculose bovina em leite de vacas positivas ao teste cutâneo

The causative agent of bovine tuberculosis (BTB) is Mycobacterium bovis, a bacterium belonging to the M. tuberculosiscomplex (MTC). The definitive diagnosis is achieved through isolation and identification of M. bovis from clinical samples, using a combination of traditional culture and biochemical methods, which is considered the “gold standard”. This procedure is cumbersome and time-consuming. We evaluated a PCR assay for the direct detection of MTC DNA in milk of positive skin test cows, using primers that were previously tested and proven reliable to target the IS6110element. Milk previously seeded with M. bovis was used as the starting material, for standardization of the technique. The procedure involved extracting the DNA by enzymatic lysis (proteinase K and lysozyme), phenol, chloroform, isoamyl alcohol, followed by ethanol precipitation and PCR. The PCR assay allowed us to detect BTB in artificially contaminated milk, with a detection limit of 100 CFU/mL, and was also able to detect the bacillus in 50% (75/150) of the milk samples tested. This procedure could be used to assist the in vivo diagnosis of BTB, complementing sorological or microbiological tests, becoming an alternative option for epidemiological studies of BTB transmission and preventing contaminated milk from entering the food supply.

O agente causador da tuberculose bovina (BTB) é o Mycobacterium bovis, uma bactéria pertencente ao complexo M. tuberculosis (CMT). O diagnóstico definitivo é realizado através do isolamento e identificação de M. bovis em amostras clínicas, utilizando uma combinação de cultura bacteriológica e métodos bioquímicos, que são considerados como “padrão de ouro”. Entretanto, esses procedimentos são trabalhosos e demorados. No presente estudo, foi avaliado um ensaio de PCR para a detecção direta de DNA de CMT em leite de vacas positivas ao teste cutâneo, utilizando primerspreviamente testados e comprovadamente confiáveis, para amplificação da região de interesse IS6110. Leite previamen- te contaminado com M. bovis foi utilizado como material de partida para a padronização da técnica. O procedimento envolveu a extração do DNA por lise enzimática (proteinase K e lisozima), fenol, clorofórmio, álcool isoamílico, segui- do de precipitação com etanol e PCR. O ensaio de PCR detectou BTB em leite artificialmente contaminado, com um limite de detecção de 100 UFC/mL, e também foi capaz de detectar o bacilo em 50% (75/150) das amostras de leite testadas. A técnica de PCR pode ser utilizada para auxiliar o diagnóstico in vivo da BTB, além de complementar os tes- tes sorológicos ou microbiológicos, tornando-se uma alternativa para estudos epidemiológicos da transmissão de BTB, prevenindo que o leite contaminado entre na cadeia de alimentos.

Microbiological, technological and therapeutic properties of kefir: a natural probiotic beverage

Kefir is a fermented milk beverage produced by the action of bacteria and yeasts that exist in symbiotic association in kefir grains. The artisanal production of the kefir is based on the tradition of the peoples of Caucasus, which has spread to other parts of the world, from the late 19th century, and nowadays integrates its nutritional and therapeutic indications to the everyday food choices of several populations. The large number of microorganisms present in kefir and their microbial interactions, the possible bioactive compounds resulting of microbial metabolism, and the benefits associated with the use this beverage confers kefir the status of a natural probiotic, designated as the 21th century yoghurt. Several studies have shown that kefir and its constituents have antimicrobial, antitumor, anticarcinogenic and immunomodulatory activity and also improve lactose digestion, among others. This review includes data on the technological aspects, the main beneficial effects on human health of kefir and its microbiological composition. Generally, kefir grains contain a relatively stable and specific microbiota enclosed in a matrix of polysaccharides and proteins. Microbial interactions in kefir are complex due to the composition of kefir grains, which seems to differ among different studies, although some predominant Lactobacillus species are always present. Besides, the specific populations of individual grains seem to contribute to the particular sensory characteristics present in fermented beverages. This review also includes new electron microscopy data on the distribution of microorganisms within different Brazilian kefir grains, which showed a relative change in its distribution according to grain origin.

Proteomic analysis of whey from bovine colostrum and mature milk

The aim of this study was to standardize a methodology to obtain two-dimensional (2D) maps of whey proteins from bovine colostrum and mature milk, using two-dimensional electrophoresis, in order to identify the minor proteins by matrix-assisted laser desorption/ionization tandem time-of-flight mass spectrometry (MALDI TOF/TOF MS). A total of 38 proteins were identified, 20 spots in the colostrum whey and 18 in the mature milk whey; 5 of them were identified for the first time.

Detection of mycobacterium bovis DNA in nasal swabs from tuberculous cattle by a multiplex PCR

Detection of tuberculosis in cattle relies on the intradermal tuberculin test (ITT), but a definitive diagnosis requires identification of the pathogen after the animal is slaughtered. DNA in nasal swabs from 50 cows was analyzed by m-PCR, targeting for the RvD1-Rv2031c and IS6110 sequences. M. bovis was identified in two of 34 tuberculous cows (5.9 percent). The use of mPCR of nasal swabs as an in vivo diagnostic tool for bovine tuberculosis is suggested.

Qualitative and quantitative assessment of genetically modified soy in enteral nutrition formulas by polymerase chain reaction based methods / Avaliação qualitativa e quantitativa de soja geneticamente modificada em fórmulas de nutrição enteral

OBJECTIVE: The aim of this work was to investigate the occurrence of Roundup Ready soybean in enteral nutrition formulas sold in Brazil. METHODS: A duplex Polymerase Chain Reaction based on the amplification of the lectin gene and the construction of the recombinant deoxyribonucleic acid of transgenic glyphosate-tolerant soybean (35S promoter and chloroplast transit peptide gene) was performed in order to analyze the deoxyribonucleic acid obtained from nine soy protein isolate-containing formulas. RESULTS: Despite the highly processed nature of the food matrices, amplifiable deoxyribonucleic acid templates were obtained from all tested samples, as judged by the amplification of the lectin gene sequence. However, amplicons relative to the presence of Roundup Ready soybean were restricted to one of the nine enteral nutrition formulas analyzed as well as to the soybean reference powder, as expected. Quantitative analysis of the genetically modified formula by real-time Polymerase Chain Reaction showed a content of approximately 0.3 percent (w/w) of recombinant deoxyribonucleic acid from the Roundup Ready soybean. CONCLUSION: The results show that one of the formulas contained genetically modified soy, pointing to the need of regulating the use of transgenic substances and of specific labeling in this product category.

OBJETIVO: Investigar a ocorrência de soja transgênica em fórmulas de suporte nutricional comercializadas no Brasil. MÉTODOS: Foi desenvolvido o método da reação em cadeia da polimerase duplex, com base na amplificação do gene na lectina, e na construção do ácido desoxirribonucléico recombinante da soja transgênica tolerante a glifosato (promotor 35S e gene de peptídeo de trânsito de cloroplasto), a fim de avaliar o ácido desoxirribonucléico extraído a partir das nove fórmulas contendo isolado protéico de soja. RESULTADOS: Apesar do alto grau de processamento aos quais os produtos avaliados foram submetidos, foi possível extrair ácido desoxirribonucléico amplificável a partir de todas as amostras, demonstrado pela amplificação do gene endógeno (lectina). Adicionalmente, o fragmento relativo à modificação genética da soja transgênica foi detectado em uma das nove amostras avaliadas, bem como na amostra relativa ao material de referência contendo 1,0 por cento de organismo geneticamente modificado. As análises quantitativas realizadas a partir da reação em cadeia da polimerase em tempo real revelaram a presença de aproximadamente 0,3 por cento de ácido desoxirribonucléico recombinante derivado de organismo geneticamente modificado na amostra de fórmula que apresentou resultado positivo. CONCLUSÃO: Os resultados demonstram que uma das fórmulas analisadas apresentava ingredientes derivados de soja geneticamente modificada, apontando para a necessidade de regulamentar a utilização de transgênicos, e de rotulagem específica nessa categoria de produtos.

Identification of Mycobacterium bovis Isolates by a multiplex PCR / Identificação de colônias isoladas de Mycobacterium bovis por PCR múltipla

Isolates from suggestive bovine tuberculosis lesions were tested by a multiplex polymerase chain reaction (m-PCR) targeting for RvD1Rv2031c and IS6110 sequences, specific for M. bovis and Mycobacterium tuberculosis complex respectively. The m-PCR successfully identified as M. bovis 88.24% of the isolates.

Colônias isoladas a partir de lesões sugestivas de tuberculose bovina foram testadas pela reação múltipla em cadeia da polimerase, usando oligonucleotídeos direcionados para as seqüências genômicas RvD1Rv2031c e IS6110, específicas para M. bovis e para o complexo Mycobacterium tuberculosis, respectivamente. A m-PCR identificou, com sucesso, 88,24% das colônias isoladas como M. bovis.