اصالت مواد غذایی یک نگرانی بزرگ برای مصرف‌کنندگان ، متخصصین غذا و تولیدکنندگان و فرآوری کننده‌های مواد غذایی است زیرا اثبات نادرست بودن برچسب‌های مواد غذایی و انواع دیگر اقدامات متقلبانه تأثیر منفی بر اعتماد  و حتی ایمنی مصرف‌کننده دارد. توالی یابی DNA با قابلیت  عملیاتی بالا ، که با پیشرفت در فن‌آوری‌های توالی یابی (NGS) امکان‌پذیر شده است ، در بسیاری از زمینه‌های زیست‌شناسی ، میکروبیولوژی پزشکی ، شناخت مجموعه‌ی ژنوم گیاهان و جانوران و مطالعه رونویسی ژن‌ها تحول گسترده‌ای رخ‌داده است.

کاربرد بیوانفورماتیک در تشخیص اصل و تقلبی بودن مواد غذایی

 

تولید مقادیر زیادی داده‌های توالی به استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی برای تجزیه‌وتحلیل نیازمند است. در حال حاضر میزان استفاده از کاربردهای NGS در قاره‌های مختلف  متفاوت است. در ایالات‌متحده آمریکا ، استفاده از فناوری NGS در مواد غذایی توسط FDA انجام می‌شود ، درحالی‌که در اروپا و آسیا بزرگ‌ترین پیشرفت‌ها  توسط خود صنایع مواد غذایی رقم خورده است.  و به‌ویژه ،  در آن دسته از شرکت‌هایی که می‌خواهند از متخصصین کسب‌وکاری استفاده کنند تا رسیدگی کامل زنجیره‌های تأمین خود را بتوانند انجام دهند. (غالباً مسئله‌ی حمایت از تصویر برندشان در استفاده از چنین رویکردی را در نظر می‌گیرند.) تعدادی از شرکت‌های توالی یابی  تجاری و  متخصص در آزمایش مواد غذایی، در حال حاضر خدمات NGS را  به زنجیره تأمین مواد غذایی در جهان  ارائه می‌دهند که هدفشان اطمینان یافتن  از این است  که مواد خام ورودی موردنظر،  مخلوط نشده و خالص هستند ، ازاین‌رو به مبارزه با  تقلب  و تخلف در صنایع غذایی کمک می‌کنند. NGS این قابلیت را دارد که به‌طور هم‌زمان به بررسی چندین مسئله در اصالت و ایمنی غذایی بپردازد ، این مسائل شامل  ارائه کنترل‌های جامع است که به‌ویژه هنگام کار با تأمین‌کنندگان  جدید مواد غذایی بسیار موردنیاز هستند ، بنابراین از اعتماد مصرف‌کننده اطمینان حاصل‌شده  و از شهرت برند محافظت می‌گردد.

کاربرد بیوانفورماتیک در تشخیص اصل و تقلبی بودن مواد غذایی

 

درحالی‌که استفاده فعلی از NGS در صنعت مواد غذایی در مقایسه با تکنیک‌های مقررشده تا حدودی محدودتر است ، چندین زمینه وجود دارد که به‌کارگیری NGS در حال پیشرفت است. اولین آن‌ها تشخیص GMO ها(محصولات ترا ریخته(تراژنِ) و میکروارگانیسم‌های اصلاح‌شده ژنتیکی (GMMs)است. بسیاری از حوزه‌های قضایی ، ازجمله اتحادیه اروپا ، بنا بر قوانین بین GMO های مجاز و دارای مجوز  (و بنابراین قانونی) و غیرمجاز و بدون مجوز  (و بنابراین غیرقانونی) (UGMO) تفاوت قائل می‌شوند. درحالی‌که برخی از UGMO ها ایمن به نظر می‌رسند ، اما تأییدیه  ندارند، سایر UGMO ها به دلیل انتشار تصادفی یا عمدی GMO  های تجربی از آزمایشگاه‌ها یا آزمایش‌ها میدانی  احتمالاً در زنجیره غذایی قرارگرفته‌اند (این موارد ناشناخته / ناامن در نظر گرفته می‌شوند). در دسته آخر شناسایی آلودگی GMM ها در یک افزودنی خوراک دامی وجود داشت. در سال 2014 ، اسپورهای باکتری Bacillus subtilis در مواد افزودنی ویتامین B2feed واردشده در بازار اتحادیه اروپا یافت و به‌عنوان UGMM شناخته شدند. این موضوع منجر به اطلاع‌رسانی  برای اولین بار و  در مورد UGMM ها بود که در سیستم هشدار سریع مواد غذایی و خوراک اروپا (RASFF ، 2014) قرار گرفت. تحقیقاتی که اخیراً با استفاده از ترکیب روش‌های  توالی یابی  NGS و walking DNA انجام‌شده است ، با موفقیت توانستند  نمونه‌هایی را شناسایی کنند که حاوی غلظت کم GMO ، منابع مخلوط GMO و مواد فرآوری شده بودند  ، که نشان‌دهنده کارآمدی NGS درزمینهٔ آزمایش اصالت مواد غذایی است. آینده‌ی به‌کارگیری  NGS برای شناسایی GMO ها و GMM ها امیدوارکننده به نظر می‌رسد.

روش بهینه برای استفاده از NGS برای منافع مصرف‌کننده ، استفاده از آن در بررسی‌های معمول تجزیه‌وتحلیل اصالت / آلودگی در چندین سطح از چرخه‌ی  تأمین مواد غذایی است:

  1. به‌عنوان یک آزمایشگاه کنترلی: استفاده از این فن‌آوری‌ها کیفیت و یکپارچگی محصولات بررسی‌شده را تضمین می‌کند. با این کار هزینه‌های مربوط به ورودی محصولات  ناسازگار با زنجیره غذایی به حداقل می‌رسد.
  2. به‌عنوان تولیدکننده: ایجاد سامانه‌های خود تصدیق‌کننده با   NGS . اظهار اینکه مواد و محصولات آن‌ها از استانداردهای لازم کیفیت و ایمنی برخوردار هستند، در ایجاد ارزش‌افزوده و تمایز از رقبا بسیار مفید خواهد بود.
  3. به‌عنوان یک‌خرده فروش: برای نمونه: انجام مطالعات خاص برای تأیید تأمین‌کنندگان جدید. همچنین ، داشتن این رویکرد که تنها تأمین‌کنندگان تأییدشده یا با مجوز و گواهینامه‌ی صحت اصالت محصول  را انتخاب کنند، می‌تواند سبب تأیید پیروی  از پارامترهای طبقه‌بندی مخصوص شود. و  این‌ها شواهد محکمی از تعهد واقعی آن‌ها به‌درستی و بی‌عیب بودن مواد غذایی هستند.

کاربرد بیوانفورماتیک در تشخیص اصل و تقلبی بودن مواد غذایی

 

با استفاده از این روش  با سطح بالایی می‌توان از مصرف‌کننده  حمایت کرد و همچنین بین مصرف‌کنندگان و خرده‌فروشان اطمینان ایجاد کرد. یکی از انتقادات وارده  به استفاده از NGS این است که بیش‌ازحد بر روی‌داده‌ها تمرکز می‌کند  و این سؤالات ویژه و مرتبط به غذاهای ساده و فرآوری نشده است. (به‌عنوان‌مثال در مورد گونه‌ی یک   ماهی آیا از نوع   خاصی است مثلاً  fillet cod است؟) استفاده از یک روش هدفمند کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه تر است. بااین‌حال ،پرسش‌هایی در مورد ترکیب غذاهای پیچیده یا فرآوری شده وجود دارد که مقدار زیادی داده تولیدشده توسط NGS درمورد آن‌ها سودمند است. روش‌های دیگری برای بهبود تأثیرگذاری فرآیند آزمایش‌ها وجود دارد ، به‌عنوان نمونه مناطق پرطرفدار کالایی و جغرافیایی  را شناسایی کرد. درنتیجه می‌توان  انواع مواد غذایی و خوراکی که اصالت آن‌ها باید موردتوجه قرار بگیرد را تعیین کرد (به‌عنوان‌مثال ، آیا لازم است  همه محصولات موجود در بازار را هدف قرارداد یا تمرکز بر روی محصولاتی با کشورهای مبدأ خاص ضروری است؟). در آینده‌ی نزدیک ، با تبدیل‌شدن NGS به یک تکنیک کاملاً تثبیت‌شده، هر دو روش و مسیر تجزیه‌وتحلیل باید با فعالیت‌های آزمایشگاه‌ها هماهنگ شوند. پیشرفت‌های فنّاورانه و افزایش رقابت زمینه را برای کاهش هزینه‌ها ، توان عملیاتی بیشتر و ایجاد گزینه‌های کاربرپسند تر برای تجزیه‌وتحلیل فراهم می‌کند. همچنین لازم است که آزمایشگاه‌های مناسب و  معتبری به این منظور ایجاد شوند.