Jürg Lüthy

Polymerase chain reaction (PCR) in the quality and safety assurance of food : detection of soya in processed meat products

A new method for the specific and sensitive detection of soya (Glycine max) in processed meat products has been developed using polymerase chain reaction (PCR) technology. The presence of soya deoxyribonucleic acid (DNA) from several soya protein concentrates was determined with two pairs of specific oligonucleotides yielding a 414-bp (bp=base pair) fragment and an internal 118-bp fragment amplified from the soya lectinLe1 gene. The test detected DNA from textured soya protein concentrates in meat products at a level of 1% and was confirmed by a commercially available enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).

Polymerase chain reaction (PCR): a possible alternative to immunochemical methods assuring safety and quality of food Detection of wheat contamination in non-wheat food products

ZusammenfassungEine schnelle, sensitive Nachweismethode, basierend auf der Polymerase-Kettenreaktion(PCR)-Technologie, wurde entwickelt, um Weizenverunreinigungen in dietätischen Nicht-Weizenprodukten zu bestimmen. Das PCR-System wurde so ausgearbeitet, daß zunächst mit einer Vervielfältigung spezifisch für Eukaryonten DNA die Substratqualität bestimmt wurde, um falsch-negative Resultate auszuschließen. Die nachfolgende PCR, ein weizentypisches, hochrepetetives Weizen-DNA-Segment vervielfältigend, gab Auskunft über eine mögliche Weizenverunreinigung. Getestet wurden 35 verschiedene, verarbeitete Nahrungsmittel, Mehle, Stärken und Additive. Diese 35 Proben wurden auch mit einer immunochemischen Methode untersucht, welche die Weizenkomponente Gliadin maß. Die Resultate beider Methoden erlaubten eine weitergehende Beurteilung der untersuchten Proben als eine Methode allein. So konnten Weizenverunreinigungen von als Träger Stoff für Gewürze und Aromen zugesetztem Gliadin unterschieden und Weizenstärkezusatz als solcher erkannt werden.AbstractA rapid, sensitive and specific anlysis of food samples determining wheat contamination was established using polymerase chain reaction (PCR) technology. First, primers specific for highly conserved eukaryote DNA sequences were used to prove isolated nucleic acid substrate accessibility to PCR amplification. Subsequently, a highly repetitive and specific genomic wheat DNA segment was amplified by PCR for wheat detection. This assay was tested with 35 different food samples ranging from bakery additives to heated and processed food samples. In addition, the PCR method was compared to an immunochemical assay that detected the wheat protein component gliadin. Combination of both assays allowed a detailed characterization of wheat contamination. Hence, wheat flour contamination could be distinguished from gliadin used as a carrier for spices as well as from wheat starch addition.

Differentiation of sturgeon species by PCR-RFLP

Abstract A method for identification of sturgeon species in caviar has been developed based on the amplification of a region of the mitochondrial genome (tRNAGlu/cytochrome b) using the polymerase chain reaction (PCR). To distinguish between several types of sturgeon caviar the obtained 462bp long PCR-products were cut with different restriction endonucleases (RE) resulting in species-specific restriction fragment length polymorphisms (RFLP). The method is suitable to differentiate between 10 species of Acipenser and Huso originating from Europe and Asia.

Quantitative competitive (QC) PCR for quantification of porcine DNA

Many meat products nowadays may contain several species in different proportions. To protect consumers from fraud and misdeclarations, not only a qualitative but also a quantitative monitoring of ingredients of complex food products is necessary. DNA based techniques like the polymerase chain reaction (PCR) are widely used for identification of species but no answer to the proportional amount of a certain species could be given using current techniques. In this study we report the development and evaluation of a quantitative competitive polymerase chain reaction (QC-PCR) for detection and quantification of porcine DNA using a new porcine specific PCR system based on the growth hormone gene of sus scrofa. A DNA competitor differing by 30 bp in length from the porcine target sequence was constructed and used for PCR together with the target DNA. Specificity of the new primers was evaluated with DNA from cattle, sheep, chicken and turkey. The competitor concentration was adjusted to porcine DNA contents of 2 or 20% by coamplification of mixtures containing porcine and corresponding amounts of bovine DNA in defined ratios.

Biogene Amine in Lebensmitteln: Zur Wirkung von Histamin, Tyramin und Phenylethylamin auf den Menschen

SummaryThe effect of 25 mg histamine, 25 mg tyramine and 5 mg phenylethylamine resp. in apple juice on 27 healthy volunteers was studied using a randomized placebo-controlled double-blind procedure. No statistically significant effect was found with histamine and tyramine, but phenylethylamine produced symptoms like headache, dizziness and discomfort in some volunteers. In a second experiment the effect of four different wines (2 dl) containing naturally several biogenic amines in various amounts (histamine n.d. - 21 ppm; tyramine 1-23 ppm; phenylethylamine n.d. - 6 ppm; putrescine 2-55 ppm) on 20 volunteers was recorded. The percentage of volunteers experiencing symptoms was of the same order of magnitude as in the first experiment. No correlation was found to exist in this second experiment between the occurrence of symptoms and the concentration of biogenic amines in the wine samples.ZusammenfassungDie Effekte von 25 mg Histamin, 25 mg Tyramin and 5 mg Phenylethylamin, verabreicht in Apfelsaft, bei 27 gesunden Probanden wurden in einer randomisierten Placebo-kontrollierten Doppelblind-Prozedur studiert. Keine statistisch signifikanten Effekte wurden mit Histamin and Tyramin registriert, dagegen verursachte Phenylethylamin bei einigen Probanden Symptome wie Kopfschmerzen, Schwindel and Übelkeit. In einem zweiten Experiment wurden die Effekte von vier verschiedenen Weinen (2 dl), die natürlicherweise verschiedene biogene Amine in unterschiedlichen Mengen (Histamine n. n. -21 ppm; Tyramin 1–23 ppm; Phenylethylamin n. n. -6 ppm; Putrescin 2–55 ppm) enthielten, bei 20 Probanden registriert. Der Prozentsatz von Probanden mit Symptomen war in der gleichen Größenordnung wie beim ersten Experiment. Zwischen dem Auftreten von Symptomen and der Konzentration an biogenen Aminen in den verabreichten Wein-Proban wurde keine Korrelation gefunden.

Gehaltsbestimmung von Agaritin im Zuchtchampignon (Agaricus bisporus) mittels Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC)

SummaryA procedure is described for the determination of agaritine in the commercial mushroomAgaricus bisporus by high performance liquid chromatography (HPLC). Agaritine was extracted from the mushroom sample with methanol and the filtered extract diluted with phosphate buffer. An aliquot of this solution was used directly for the HPLC-separation on a cation exchange column (Partisil SCX) with 0.5 mM phosphate buffer (pH 1.8) as mobile phase and u.v. monitoring at 237 nm. The agaritine content in fresh mushrooms was found to be in the range of 94–629 mg/kg fresh weight. Canned mushrooms contained 1–55 mg/kg drained weight with 3–103 mg/l in the liquid. The highest agaritine values were found in dried commercial mushrooms amounting to 2,110–6,905 mg/kg.ZusammenfassungEs wird eine analytische HPLC-Methode zur Bestimmung von Agaritin, einem im Zuchtchampignon (Agaricus bisporus) natürlich vorkommenden Inhaltsstoff beschrieben. Agaritin wurde mit Methanol aus der gefriergetrockneten, homogenisierten Pilzprobe extrahiert und der filtrierte Extrakt mit Phosphat-Puffer verdünnt. Ein Aliquot dieser Lösung wurde direkt verwendet für die HPLC-Auftrennung auf einer Kationenaustauscher-Säule (Partisil SCX) mit Phosphat-Puffer 0,5 mMol/l pH 1,8) als mobile Phase und UV-Detektion bei 237 nm. Die Agaritin-Gehalte in frischen Zuchtchampignons waren im Bereich 94–629 mg/kg Frischgewicht. Abgetropfte Dosenpilze enthielten lediglich 1–55 mg/kg, während im Pilzsaft 3–103 mg/l nachgewiesen wurde. Die höchsten Agaritin-Gehalte (2110–6906 mg/kg) wurden in Trockenpilzen aus dem Handel gefunden.

The conversion of potassium allylglucosinolate to 3,4-epithiobutanenitrile by Crambe abyssinica seed flour

Abstract An aqueous suspension of Crambe abyssinica seed flour efficiently converted potassium allylglucosinolate (sinigrin) into 3,4-epithiobutanenitrile.

Cyanoepithioalkanes: Some Chemical and Toxicological Studies

The syntheses of (±)-l-cyano-2,3-epithiopropane (3), (±)-l-cyano-3,4-epithiobutane (2), and (±)-l-cyano-4,5-epithiopentane (4) are described, as are the formation of 3 from allylglucosinolate, and its aglucone, by a Crambe abyssinica preparation. Short term tests of 2-4 for mutagenicity and carcinogenicity gave weakly positive results.

Vorkommen von goitrogenen Stoffen in Milch

SummaryA total of six cows, divided into 3 groups, were fed various amounts of rape cake containing 6 g of goitrin/kg over a period of 7 days. The cows were milked twice a day and the goitrin content of the heated milk samples were determined by a HPLC-method within 2 h. When rape cake was fed at 0.39, 1.9 and 3.9% resp. of the total feed this resulted in medium goitrin values of 37, 163 and 707 μg/l milk. These values correspond to a transfer of about 0.1 of the original progoitrin content in the feed. 12 h after the last rape feeding the amount of goitrin in the milk was below the detection limit of 7 ppb. The toxicological significance of these findings are discussed.ZusammenfassungSechs Kühe, unterteilt in 3 Dosisgruppen, erhielten während 7 Tagen verschiedene Mengen Rapsextraktionsschrot, enthaltend 6 g Goitrin/kg, im Futter. Der Goitringehalt in der Abendund Morgenmilch wurde spätestens 2 Std nach dem Melken mit einer HPLC-Methode analytisch bestimmt. Bei einem Rapsanteil von 0,39, 1,9 and 3,9% im Futter wurde im Mittel 37,163 and 707 μg Goitrin/1 Milch gemessen. Dies entspricht einem Übergang von ca. 0,1% des im Raps ursprünglich vorhandenen Progoitrins. 12 Std nach Absetzen der Rapsverfütterung lag der Goitringehalt in der Milch unter der analytischen Nachweisgrenze von 7 μg/l Milch. Die toxikologische Bedeutung der gefundenen Goitringehalte für den Konsumenten solcher Milch wird diskutiert.

Mutagenitätsprüfung industriell verwendeterP. camemberti- undP. roqueforti-Stämme

SummaryWe tested the mutagenic potential of crude extracts of 18 strains ofPenicillium camemberti- and 6 strains ofP. roqueforti, which are used commercially in the production of mould ripened cheese in Switzerland. No mutagenic activity could be detected in any of the extracts. Roquefortine, a mycotoxin ofP. roqueforti, often found in Blue cheese, was negative in the Amestest. The results obtained do not lead reasons for experting undesired long term effects from the consumption of mould ripened cheese.ZusammenfassungIn Rohextrakten von 18Penicillium camemberti- und 6P. roqueforti-Stämmen, die als Reifungsorganismen bei der Schimmelkäseproduktion in Schweizer Käsereien eingesetzt werden, wurde das mutagene Potential mit Hilfe des Ames-Testes bestimmt. In keinem der geprüften Extrakte konnte eine mutagene Aktivität festgestellt werden. Roquefortin, ein in Blauschimmelkäsen nachweisbares Mykotoxin vonP. roqueforti, erwies sich im Ames-Test als nicht mutagen. Die ermittelten Resultate ergaben keine Anhaltspunkte für genotoxische Effekte durch die Konsumation von schimmelgereiftem Käse.We tested the mutagenic potential of crude extracts of 18 strains of Penicillium camemberti and 6 strains of P. roqueforti, which are used commercially in the production of mould ripened cheese in Switzerland. No mutagenic activity could be detected in any of the extracts. Roquefortine, a mycotoxin of P. roqueforti, often found in Blue cheese, was negative in the Amestest. The results obtained do not lead reasons for experting undesired long term effects from the consumption of mould ripened cheese.