Use of Real-Time PCR and Internal Standard Addition Method for Identifying Mixed Ratio of Chicken Meat in Sausages

Real-Time PCR과 Internal Standard Addition법을 이용한 돼지고기 소시지에 혼합된 닭고기의 정량

This study examined how much chicken meat was in sausage made with pork. Both real-time polymerase chain reaction (PCR) and internal standard addition were used. Fifty ng of chicken DNA was added to the sausages as an internal standard. The addition of standard DNA increased the amplification efficiency of PCR and confirmed the possibility of quantitative analysis. A QIAamp DNA Micro Kit was used to improve the DNA recovery and amplification efficiency. The density of template DNA and primer were suitable for $3.0{\sim}5.0{\mu}L$ and $0.5{\mu}L$, respectively. Each DNA of pig and chicken was diluted in 10-fold from steps 50 ng to 0.05 ng. The detection limit of both pig and chicken meat was more than 0.05 ng and the correlation coefficient of the standard curve was at least 0.98. The result of the quantitative analysis after heat treatment of 3 samples of pigs and chickens mixed at 70:30 showed a 5.7% difference (64.3:35.7) between the expected value and measured value. The quantitative value was changed by affecting the DNA according to the heat treatment ($70^{\circ}C$, 10 min). An analysis of the pork and chicken content in sausages showed that it was difficult to detect chicken meat and the quantitative value of DNA according to the Ct value was very low. On the other hand, when adding standard material (50 ng of chicken DNA) to the sausages, the Ct value decreased gradually with increasing chicken mixing ratio. Thus, the mixing ratio of chicken in sausages could be estimated.

본 연구는 돼지고기로 제조된 소시지에 저가원료인 닭고기 혼합비율을 정량하기 위해 real-time PCR 법과 소량 함유된 닭의 정량의 정확도를 높이기 위해 닭의 내부 표준물질을 첨가하는 방법을 적용함으로써 소시지의 진위판별 가능성을 제시하였다. DNA 회수율과 PCR 증폭효율을 높이기 위해 QIAamp DNA Micro Kit을 사용하였고, 최종 PCR 반응액 $20{\mu}L$에 template DNA($5{\sim}10ng/{\mu}L$)는 $3.0{\sim}5.0{\mu}L$, primer 농도는 $0.5{\mu}L(10pmol)$, $2{\times}$ Cybrgreen buffer는 $10{\mu}L$로 조정하였을 때 가장 적합하였고, PCR 증폭조건은 annealing 온도를 $62^{\circ}C$, extension 온도를 $68^{\circ}C$, final extension 시간은 33초, 최종 PCR cycle은 40 cycle로 했을 때 가장 PCR 증폭효율이 좋은 것으로 평가되었다. 돼지와 닭의 DNA를 50 ng에서 0.05 ng으로 순차적으로 10배씩 희석한 template DNA를 이용해 민감도(최소 검출한계)를 확인한 결과 돼지와 닭 모두 0.05 ng 이상으로 각각 확인되었다. 표준곡선의 결정계수($R^2$)도 모두 0.995 이상으로 표준곡선의 linearity가 정량에 적합한 것으로 확인되었다. 돼지고기와 닭고기를 각각 70:30 비율로 혼합한 3점의 시료를 $70^{\circ}C$에서 10분간 열처리한 후 정량분석을 실시하여 기대치에 의한 측정치를 비교한 결과, 64.3:35.7의 비율로써 평균 5.7%의 차이를 나타내 생육(raw meat) 또는 가열처리된 시료의 상태에 따라 DNA에 영향을 주어 PCR 증폭효율 및 DNA 정량 값에 일부 영향을 주는 것으로 판단되었다. 소시지에 함유된 돼지고기와 닭고기의 함량을 분석한 결과 돼지고기에 비해 닭고기 함량이 적은 소시지에서는 닭고기(6%, 12%, 25%, 38%)의 검출이 어려웠고, Ct(threshold cycle) 값에 따른 DNA 정량값이 매우 낮아 배합비율을 환산이 어려웠다. 그러나 소시지에 닭의 표준물질 DNA(50 ng)를 첨가함으로써 배합비율이 증가할수록 Ct값도 점차 낮아져서 배합비율을 반영하고 있음에 따라 Ct값의 평균치${\pm}$오차범위 값으로 간접적으로 배합비율을 추정할 수 있을 것으로 생각되었다.