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Authentizitätsprüfung von Granatapfelprodukten mittels DNA-Barcoding
Andrea Pichler
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Margit Cichna-Markl
DOI
10.25365/thesis.63340
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-19309.45721.145975-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Granatäpfel sind Früchte, die reich an Anthocyanen und anderen Polyphenolen sind und denen eine gesundheitsfördernde Wirkung zugesprochen wird. Eine hohe Produktnachfrage, Limitierungen in der Produktion und eine kurze Erntesaison führen zu einem Preisanstieg für Granatäpfel. Daher sind Granatapfelprodukte für wirtschaftlich motivierte Verfälschungen interessant und billigere Pflanzenspezies werden zum Strecken eingesetzt. Solche Verfälschungen können mit DNA-basierten Methoden, wie der Polymerase-Kettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR) kombiniert mit hochauflösender Schmelzkurvenanalyse (high resolution melt analysis, HRM) nachgewiesen werden.
Für die Entwicklung einer geeigneten PCR-HRM-Methode zur Detektion von Verfälschungen in Granatapfelprodukten wurde zunächst DNA aus Pflanzen und aus Lebensmitteln extrahiert. Für die DNA-Extraktion wurden eine Methode mit Cetyltrimethylammoniumbromid und drei kommerzielle DNA-Kits getestet und ein kommerzielles Pflanzen-Kit (in Gegenwart von 0,5 % (v/w) Polyvinylpyrrolidon) als geeignete DNA-Extraktionsmethode gewählt.
Da die DNA in Lebensmitteln oft stark degradiert vorliegt, wurden kurze Fragmente (Länge ca. 100 bp) von bekannten DNA-Barcode-Regionen als Templat verwendet und 12 Primerpaare entworfen. Mit drei Primerpaaren in der rpoC1-Region und der rbcL-Region des Plastidengenoms konnte die DNA von kommerziell eingesetzten Pflanzenarten amplifiziert werden. Die PCR-Produkte für alle getesteten Spezies konnten anhand ihres Schmelzprofils unterschieden werden. Durch die Kombination von Primern zu Duplex-Assays war es möglich, die Amplikons für Granatapfel von Amplikons für Spezies, die häufig zur Verfälschung eingesetzt werden, zu unterscheiden, während die Amplikons, die für verschiedene Granatapfelproben erhalten wurden, idente Schmelzkurven ergaben.
Als nächstes wurden granatapfelhaltige Lebensmittel analysiert. Aufgrund von DNA-Denaturierung und Matrixeinflüssen zeigten die PCR-Produkte für verarbeitete Lebensmittel ein anderes Schmelzverhalten als solche für frisches Pflanzenmaterial.
Durch die Analyse von Mischungen aus Granatapfelsaft und Säften von anderen Spezies (95:5, 90:10, 75:25 oder 50:50 (w/w)) wurden die Methoden validiert.
Abstract
(Englisch)
Pomegranates are fruits rich in anthocyanins and other polyphenols, which are known for their health benefits. A high product demand combined with limitations in production and a short harvest season lead to increasing prices for pomegranates. Therefore, pomegranate products become interesting for economically motivated adulteration and cheaper plant species are used as bulking and diluting agents. These adulterations can be detected with DNA based methods such as polymerase chain reaction (PCR) combined with high resolution melting analysis (HRM).
To develop a PCR-HRM method for the detection of adulteration in pomegranate products, DNA was extracted from fresh plants and food products. For DNA extraction, a method with cetyltrimethylammonium bromide and three commercial DNA kits were tested and a commercial plant kit (in the presence of 0.5 % (w/v) polyvinylpyrrolidone) was selected as suitable extraction method.
Since DNA in foodstuff is often highly degraded, short fragments (length approx. 100 bp) of common DNA-barcoding regions were targeted and 12 primer pairs were designed. Three primer pairs, targeting the rpoC1 gene and rbcL gene of chloroplast DNA, were able to amplify the DNA of commercially used plant species. PCR products with different melting behavior were obtained for almost all tested plant extracts. By combining primers in duplex assays, it was possible to distinguish pomegranate from species commonly used for adulteration, while PCR products obtained for different pomegranate cultivars resulted in identical melting curves.
The next step was the analysis of commercial food products declared as containing pomegranate. However, due to DNA denaturation and matrix influences, the PCR products obtained for processed food resulted in differed melting curves than those obtained for fresh material.
By analysing mixtures of pomegranate juice and juices from other species (95:5, 90:10, 75:25 or 50:50 (w/w)) the developed methods where validated.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
PCR Polymerase chain reaction HRM high resolution melting Pomegranate DNA Barcode rbcL rpoC1
Schlagwörter
(Deutsch)
PCR Polymerase-Kettenreaktion HRM Hochauflösende Schmelzkurvenanalyse Granatapfel DNA Barcode rbcL rpoC1
Autor*innen
Andrea Pichler
Haupttitel (Deutsch)
Authentizitätsprüfung von Granatapfelprodukten mittels DNA-Barcoding
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
vi, 102, XVIII Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Margit Cichna-Markl
Klassifikationen
35 Chemie > 35.23 Analytische Chemie: Allgemeines ,
35 Chemie > 35.75 Nukleinsäuren
AC Nummer
AC16148249
Utheses ID
56177
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |