식품 진품성 분석을 위한 데이터 융합 및 다변량 분석

Jun 04, 2023

Nature Communications 14권, 기사 번호: 3309(2023) 이 기사 인용

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다변량 분석 접근 방식과 결합된 중간 수준 데이터 융합은 급속 증발 이온화 질량 분석법 및 유도 결합 플라즈마 질량 분석법을 사용하여 듀얼 플랫폼 질량 분석 데이터 세트에 적용되어 연어 원산지 및 생산 방법의 올바른 분류를 결정합니다. 5개 지역의 연어(n = 522)와 두 가지 생산 방법이 연구에 사용되었습니다. 이 방법은 100%의 교차 검증 분류 정확도를 달성하고 모든 테스트 샘플(n = 17)의 출처가 올바르게 결정되는데, 이는 단일 플랫폼 방법으로는 불가능합니다. 18개의 강력한 지질 표지와 9개의 원소 표지가 발견되어 연어의 출처에 대한 강력한 증거를 제공합니다. 따라서 우리는 중간 수준의 데이터 융합-다변량 분석 전략이 연어의 지리적 원산지와 생산 방법을 정확하게 식별하는 능력을 크게 향상시키고 이 혁신적인 접근 방식이 다른 많은 식품 진품성 애플리케이션에 적용될 수 있음을 보여줍니다.

전 세계적으로 연어 소비량은 1980년에 비해 3배나 높습니다1. 한때 별미로 여겨졌던 연어는 이제 미국(US)2, 유럽(EU)3 및 아시아 국가4에서 가장 인기 있는 어종 중 하나입니다. 대서양 연어와 태평양 연어는 세계 연어의 두 가지 주요 공급원입니다. 전체 연어 생산량의 거의 70%가 양식 연어이며, 2020년에는 양식 연어가 260만 톤 이상 생산되었는데, 야생 연어는 약 550,000톤에 불과합니다1. 연어 가격은 변동이 심할 수 있지만5 지난 10년 동안 두 배 이상 올랐으며 현재는 많은 유사한 상품6보다 높습니다. 대규모 양식업은 북반구와 남반구에서 대서양 연어를 생산하는 데 사용되며 서구 세계에서 가장 일반적으로 양식되는 어류가 되었습니다7,8.

주요 연어 소비 지역은 EU이며, 미국, 브라질, 중국, 러시아, 일본이 그 뒤를 따릅니다9. 중국 소비자들이 연어를 구매할 때 품질과 가치를 가장 중요하게 고려하는 것으로 조사됐다. 응답자의 7%는 알래스카 자연산 연어가 농장에서 자란 연어보다 맛이 더 좋다고 믿었으며, 이는 중국 소비자가 자연산 연어 구매에 더 관심이 있음을 나타냅니다10. 일본 소비자들은 세계에서 가장 다양한 연어 시장을 즐기고 있습니다. 이 시장에서 연어 가격은 모든 어종의 총 수요와 공급에 따라 결정됩니다11. 한 보고서에 따르면 일부 북미 지역에서는 해산물 소비자가 양식 연어보다 야생 연어를 선호하는 것으로 나타났습니다12. 그러나 그들이 지불한 연어의 종류와 품질을 받지 못할 수도 있습니다. Hu et al.13은 DNA 바코드 및 DNA 미니 바코드 방법을 사용하여 밴쿠버 수산물 제품에서 라벨 오류 비율이 25%인 것으로 나타났습니다. 가장 큰 문제는 연어가 알래스카 어선에서 중국 가공 공장을 거쳐 뉴욕의 소매점으로 이동할 수 있다는 점이다. 가장 복잡한 공급망을 따라 이동하면서 손실되거나 사기적으로 수정될 수 있습니다14.

과학 문헌에서 어류의 잘못된 라벨링을 식별하기 위한 조치는 진품성 연구 분야에서 흔히 볼 수 있습니다15. 대서양 연어가 태평양 연어를 대체하는지 확인하기 위해 DNA 바코드가 사용되었습니다16. 가장 최근에 Deconinck 등17은 가공 및 혼합 식품에서 대서양 연어의 비율을 식별하고 정량화하기 위한 Droplet Digital PCR 방법을 제시하여 여러 종이 포함된 가공 식품에서 연어 특정 조직을 식별하고 반정량화할 수 있게 했습니다. . 최근 몇 년 동안 질량 분석법(MS)은 식품 진품성 연구 도구로 더욱 대중화되었습니다. Fiorino 등18은 야생형 연어와 양식 연어를 구별하기 위한 실시간 직접 분석 – 고분해능 질량 분석법(DART-HRMS) 방법을 설명했습니다. 이전 연구에서는 연어 진품 분석 기술이 보고되었지만 이러한 방법은 샘플 준비 절차가 길고 지리적 추적성 측면에서 충분한 정확도 수준을 달성하지 못했습니다. 근적외선 분광법과 ICP-MS 방법이 개발되었으며, 칠레산 연어와 노르웨이산 연어를 구별하기 위해 화학계량적 접근 방식이 결합되었습니다20. 최근에는 Chang et al.21이 노르웨이와 칠레산 대서양 연어를 구별하기 위한 LC-HRMS 방법을 발표했습니다. 연어의 지리적 원산지 진위 여부 모니터링이 필요하지만, 비표적 기반 방법을 개발하고 검증하는 데 필요한 샘플의 수와 출처는 개발된 모든 절차의 견고성에 큰 영향을 미치기 때문에 신중하게 고려해야 합니다.