A Complete Discovery Workflow for Species- Specific Gelatin Identification
Aplikace | 2022 | WatersInstrumentace
Gelatin, široce používaný ve farmacii a potravinářství pro své jedinečné želírující vlastnosti, pochází z kolagenů různých živočišných druhů. Identifikace původu (hovězího či vepřového) je kritická z hlediska zdravotních rizik (BSE) a náboženských dietních omezení (halal, kosher). Moderní proteomické metody nabízejí robustní alternativu k testům založeným na DNA nebo imunologii díky větší stabilitě proteinových markerů po zpracování.
Studie popisuje kompletní workflow pro objevování a ověření druhově specifických peptidových markerů želatiny pomocí shotgun proteomiky. Cílem je vyvinout univerzální postup, který umožní jednoznačné odlišení bovinní a porciní želatiny s minimálními požadavky na optimalizaci a se snadno přenositelným protokolem mezi laboratořemi.
Vzorky pěti bovinních a porciních komerčních standardů želatiny byly rozpuštěny v 50 mM uhličitanu amonném, redukovány, alkylovány a podrobeny tryptickému štěpení podle 5krokového protokolu ProteinWorks eXpress Digest Kit.
Analýza odhalila řadu vysoce specifických peptidových markerů pro bovinní a porciní želatinu. Pomocí OPLS-DA S-plotu byly vybrány peptidy s největší diskriminační silou, následnou kontrolou identity bylo potvrzeno jejich jednoznačné přiřazení k danému druhu. Příkladem je peptid SGDRGETGPAGPAGPIGPVGAR pro porciní želatinu. PCA a normalizované abundance ukázaly jasné oddělení vzorků obou druhů.
Metodu lze rozšířit o kvantitativní LC-MS/MS analýzy vybraných peptidů pro rutinní kontrolu kvality a ověřování složení potravin a léčiv. Integrace do multimodalních autentizačních strategií (DNA, imunoassay, spektroskopie) zvýší robustnost detekce. Další vývoj směřuje k automatizaci přípravy vzorků a využití umělé inteligence pro rychlé vyhodnocení dat.
Popsaný proteomický workflow s použitím UPLC-QTof MSE a Progenesis QI for Proteomics umožňuje spolehlivě identifikovat druhově specifické peptidové markery želatiny. Standardizované štěpnicí sady a data-independent acquisition zajišťují vysokou reprodukovatelnost a přenositelnost. Další kroky zahrnují optimalizaci kvantitativních metod a širší validaci na komerčních vzorcích.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníPotraviny a zemědělství, Proteomika
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Gelatin, široce používaný ve farmacii a potravinářství pro své jedinečné želírující vlastnosti, pochází z kolagenů různých živočišných druhů. Identifikace původu (hovězího či vepřového) je kritická z hlediska zdravotních rizik (BSE) a náboženských dietních omezení (halal, kosher). Moderní proteomické metody nabízejí robustní alternativu k testům založeným na DNA nebo imunologii díky větší stabilitě proteinových markerů po zpracování.
Cíle a přehled studie / článku
Studie popisuje kompletní workflow pro objevování a ověření druhově specifických peptidových markerů želatiny pomocí shotgun proteomiky. Cílem je vyvinout univerzální postup, který umožní jednoznačné odlišení bovinní a porciní želatiny s minimálními požadavky na optimalizaci a se snadno přenositelným protokolem mezi laboratořemi.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky pěti bovinních a porciních komerčních standardů želatiny byly rozpuštěny v 50 mM uhličitanu amonném, redukovány, alkylovány a podrobeny tryptickému štěpení podle 5krokového protokolu ProteinWorks eXpress Digest Kit.
- Separace: ACQUITY Premier HSS T3 UPLC kolona (1,8 µm, 2,1×100 mm)
- Analytika: ACQUITY UPLC I-Class PLUS System s vodno-acetonitrilovým gradientem
- Detekce: Xevo G2-XS QTof MS v MSE režimu (alternující nízká/vysoká kolizní energie)
- Software: Progenesis QI for Proteomics pro chromatografické zarovnání, normalizaci a výběr peptidů; OPLS-DA a S-plot pro diskriminaci; EZInfo pro vizualizaci; Ion Accounting workflow s FDR <1 % pro identifikaci
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza odhalila řadu vysoce specifických peptidových markerů pro bovinní a porciní želatinu. Pomocí OPLS-DA S-plotu byly vybrány peptidy s největší diskriminační silou, následnou kontrolou identity bylo potvrzeno jejich jednoznačné přiřazení k danému druhu. Příkladem je peptid SGDRGETGPAGPAGPIGPVGAR pro porciní želatinu. PCA a normalizované abundance ukázaly jasné oddělení vzorků obou druhů.
Přínosy a praktické využití metody
- Univerzální, standardizovaný protokol bez nutnosti rozsáhlé optimalizace pro různé matrice
- Vysoká citlivost a selektivita díky proteomickému přístupu a data-independent acquisition (MSE)
- Schopnost detekovat a kvantifikovat směsi želatin různých druhů ve složitých potravinářských či kosmetických výrobcích
- Kompatibilita se standardními LC-MS platformami a snadná přenositelnost mezi laboratořemi
Budoucí trendy a možnosti využití
Metodu lze rozšířit o kvantitativní LC-MS/MS analýzy vybraných peptidů pro rutinní kontrolu kvality a ověřování složení potravin a léčiv. Integrace do multimodalních autentizačních strategií (DNA, imunoassay, spektroskopie) zvýší robustnost detekce. Další vývoj směřuje k automatizaci přípravy vzorků a využití umělé inteligence pro rychlé vyhodnocení dat.
Závěr
Popsaný proteomický workflow s použitím UPLC-QTof MSE a Progenesis QI for Proteomics umožňuje spolehlivě identifikovat druhově specifické peptidové markery želatiny. Standardizované štěpnicí sady a data-independent acquisition zajišťují vysokou reprodukovatelnost a přenositelnost. Další kroky zahrnují optimalizaci kvantitativních metod a širší validaci na komerčních vzorcích.
Reference
- Uddin SMK et al. Halal and Kosher Gelatin: Applications as Well as Detection Approaches with Challenges and Prospects. Food Bioscience 2021;41:101422.
- Ali ME, Suleiman N. Eleven Shades of Food Integrity: A Halal Supply Chain Perspective. Trends in Food Science & Technology 2018;71:216–224.
- Hameed AM et al. A Review of Gelatin Source Authentication Methods. Tropical Life Sciences Research 2018;29(2):213–227.
- Rohman A et al. Review on Analytical Methods for Analysis of Porcine Gelatine in Food and Pharmaceutical Products for Halal Authentication. Trends in Food Science & Technology 2020;101:122–132.
- Ishaq A et al. Potentiality of Analytical Approaches to Determine Gelatin Authenticity in Food Systems: A Review. LWT 2020;121:108968.
- Valetta M et al. Mass Spectrometry-Based Protein and Peptide Profiling for Food Frauds, Traceability, and Authenticity Assessment. Food Chemistry 2021;365:130456.
- Cheng X-L et al. Identification of Five Gelatins by UPLC/QTof-MS Using Principal Component Analysis. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 2012;62:191–195.
- Grundy H et al. A Mass Spectrometry Method for the Determination of the Species of Origin of Gelatine in Foods and Pharmaceutical Products. Food Chemistry 2016;190:276–284.
- Sha M-X et al. The Identification of Three Mammalian Gelatins by Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry. LWT 2018;89:74–86.
- Deng G et al. Recent Advances in Animal Origin Identification of Gelatin-based Products Using Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Methods: A Mini Review. Reviews in Analytical Chemistry 2020;9:260–271.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
A Complete Solution for Gelatin Species Authentication in Routine Analysis Using ProteinWorks Auto-eXpress Digest Kit and Xevo TQ-XS
2022|Waters|Aplikace
Application Note A Complete Solution for Gelatin Species Authentication in Routine Analysis Using ProteinWorks™ Auto-eXpress Digest Kit and Xevo™ TQ-XS Yin Ling Chew, Jun Xiang Lee Waters Corporation Abstract Gelatin from different animal sources is used widely as an ingredient…
Klíčová slova
gelatin, gelatinproteinworks, proteinworksauthentication, authenticationexpress, expressxevo, xevodigest, digestspecies, speciesauto, autoroutine, routinekit, kitcomplete, completesolution, solutionmarkers, markersporcine, porcineusing
Detection and Differentiation of Bovine and Porcine Gelatins in Food and Pharmaceutical Products By LC/MS/MS Method
2017|Shimadzu|Aplikace
Application News AD-0164 Halal Authentication Analysis / LCMS-8060 Detection and Differentiation of Bovine and Porcine Gelatins in Food and Pharmaceutical Products By LC/MS/MS Method Udi Jumhawan, Jie Xing & Zhaoqi Zhan Application Development & Support Centre, Shimadzu (Asia Pacific) Pte…
Klíčová slova
porcine, porcinebovine, bovinegelatins, gelatinsgelatin, gelatinmarkers, markersmrm, mrmundeclared, undeclaredspecific, specificpeptide, peptidecollagen, collagendifferentiation, differentiationmarker, markerpharma, pharmachocolate, chocolatepeptides
Automated ProteinWorks™ Sample Preparation Using Andrew+™ Pipetting Robot for Gelatin Speciation Analysis with ACQUITY™ Premier UPLC™ and Xevo™ TQ Absolute
2023|Waters|Aplikace
Application Note Automated ProteinWorks™ Sample Preparation Using Andrew+™ Pipetting Robot for Gelatin Speciation Analysis with ACQUITY™ Premier UPLC™ and Xevo™ TQ Absolute Yin Ling Chew, Jun Xiang Lee, Ruvindya Hansani Hettige Don Waters Corporation Abstract Gelatin is a popular ingredient…
Klíčová slova
gelatin, gelatinproteinworks, proteinworksandrew, andrewpipetting, pipettingrobot, robotspeciation, speciationxevo, xevopremier, premierabsolute, absoluteuplc, uplcacquity, acquityautomated, automatedpreparation, preparationusing, usingsample
Targeted Proteomics Approach for Sensitive Detection of Bovine and Porcine Gelatins in Food, Pharmaceutical Capsules and Personal Care Products
2019|Shimadzu|Aplikace
Application News No. AD-0179 ❑ Halal Testing / LCMS-8060 Targeted Proteomics Approach for Sensitive Detection of Bovine and Porcine Gelatins in Food, Pharmaceutical Capsules and Personal Care Products Udi Jumhawan1, Jie Xing1 and Zhaoqi Zhan1 1Shimadzu (Asia Pacific), Singapore Introduction…
Klíčová slova
collagen, collagenporcine, porcinehydrolysed, hydrolysedgelatin, gelatinbovine, bovineundeclared, undeclaredcream, creampeptide, peptidechocolate, chocolatemrm, mrmspecific, specificcapsule, capsulemarshmallows, marshmallowsnews, newsgelatins