DNA 바코드 기반 식품원료 동정 연구(II) = Identification study of food ingredients based on DNA barcode (II)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the first section of this study, species-specific primer sets targeting 10 species (Gadus macrocephalus, Theragra chalcogramm, Micromesistius poutassou, Macruromus novaezelandiae, Dentex tumifrons, P agrus major, Evynnis japonicus, Codonopsis lanceolata/Campanumoea japonica, Platycodon grandiflorum, Adenophora triphylla/A. stricta) were designed, and their PCR conditions were optimized using three criteria; (1) annealing temperature (50-64℃), (2) PCR cycles (30, 35, and 40), and (3) limit of detection (LOD; 5-0.00005 ng/ul). Under optimal conditions, species-specific PCR methods produced 137 to 223 bp fragments, and no cross-reaction was observed among morphologically- and/or genetically-related species. In the second section, monitoring of 175 commercial products manufactured with six species (Octopus vulgaris/O. bimaculatus/Enteroctopus dofleini, Miichthys miiuy, Gadus macrocephalus, Dissotichus eloginoides/D. mawsoni, Fenneropenaeus chinensis, Seriola quinqueradiata) was conducted using DNA barcoding method. Cytochrome oxidase subunit 1 and 16S rRNA ribosomal RNA were amplified by four universal primer sets. The PCR products were purified and then sequenced. For species identification, NCBI BLAST database was screened with the sequences obtained as query. The identification results were compared with labeling information of the commercial products, showing labeling compliance in 151 products. These results were further verified by species-specific PCR methods. In the third section, ultra-fast real-time methods were developed for authentication of nine species (Miichthys miiuy, Sciaenops ocellatus, Dissotichus eloginoides/ D. mawsoni, Ruvettus pretiosus, Lepidocybium flavobrunneum, Seriola quinqueradiata, Seriola lalandi, Fenneropenaeus chinensis, Litopenaeus vannamei) within 30 min on the spot. As a result, our PCR-based methods developed in this study can be efficiently utilized for the authenticity of food ingredients and the detection of food fraud, and therefore contribute to the improvement of consumer's right.

국문 초록 (Abstract)

동물성 7종(대구, 명태, 청대구, 남방대구, 참돔, 황돔, 붉돔), 식물성 3종(더덕, 도라지, 잔대)을 대상으로 종(種) 특이 프라이머 개발 및 유전자 분석법을 확립하였다. 종 특이 유전자 분석법(Species-specific Polymerase Chain Reaction, SS-PCR)의 최적 조건을 확립하기 위해 (1) 결합온도 실험(50∼64℃), (2) PCR cycle 수 실험(30, 35, 및 40 cycles) 및 (3) 검출한계 실험(5∼0.0005 ng/ul DNA)을 수행하였다. 개발된 종 특이 PCR법은 대상 종에서만 종 특이적 PCR 산물(137∼223 bp)을 생성하였으며 비교종에서는 교차 반응을 보이지 않았다. 종 특이 유전자 분석법이 존재하는 종 위주로 바코드 마커를 이용한 진위판별 실태조사 연구를 유통식품 대상으로 수행하였다. 일반 프라이머 세트 4종을 이용하여 육안구별이 어려운 근연종 6종 (문어, 민어, 대구, 대하, 메로, 방어)에 대한 총 175건 유통식품을 대상으로 종 동정을 실시하였고, 종 특이 분석법을 함께 수행하여 두 결과가 일치함을 확인하였다. 현장적용 필요성이 있으며 위변조 우려가 있는 9종(민어, 홍민어, 메로, 기름갈치꼬치, 흑갈치꼬치, 방어, 부시리, 대하, 흰다리새우)에 대하여 현장적용 신속검사법 및 키트를 개발하였다. 개발된 방법은 (1) 검량선과의 비교를 통한 최적 희석배수 결정, (2) CT, TM값 비교를 통한 최적증폭조건 확립, (3) 유통식품의 적용을 통한 조건 검증 실험을 수행하였다. 개발된 방법을 이용하면 유전자 추출을 포함한 분석의 전 과정이 30분 이내에 수행되어, 현장에서 빠르고 정확하게 식품원료의 종 판별이 가능하다. 따라서 이번 연구를 통해 개발된 10종의 종 특이 PCR 법, 6종의 바코드 유전자 분석 및 9종의 현장적용 신속검사법은 육안 확인이 어려운 식품원료의 진위판별에 사용될 수 있으며, 정책 제안 등을 통해 불량식품의 제조·유통을 차단하여 소비자의 식품에 대한 불안감 해소에 크게 기여할 것으로 기대된다.