Snelle on-site methoden voor voedselveiligheid en authenticiteit

Snelle on-site methoden voor voedselveiligheid en authenticiteit

Organisatie-onderdeel

WR-cap AF

Projectcode

AF18094

MMIP

Landbouw, Water, Voedsel>D. Gewaardeerd, gezond en veilig voedsel>D4. Duurzame en veilige verwerking

Startdatum

01/01/19

Einddatum

31/12/21

Samenvatting

Door globalisatie van voedselproductie is het vaststellen van de herkomst, kwaliteit en veiligheid van voedselgrondstoffen een grote uitdaging. Het is voor bedrijven en overheden noodzaak en verplichting om de veiligheid en kwaliteit van hun grondstoffen en producten te garanderen, door de productieketen heen. Dit vraagt om slimme, betaalbare oplossingen voor het meten van voedselveiligheid en kwaliteit in de handelsketen en op productielocatie. AF18094 is een bundeling van 2 projecten/consortia (WP1 en 2) met elk een eigen doelstelling dat aansluit bij een eerder gestart project met dezelfde doelstelling (AF17038).
WP1. In de ontwikkeling van nieuwe gewassen worden wereldwijd steeds vaker specifieke genbewerkingstechnieken toegepast, waarbij met name CRISPR-Cas steeds meer terrein wint. De verwachting is dat deze rassen de komende jaren aan Naktuinbouw worden aangeboden voor nationale en Europese rassenregistratie. Daarnaast krijgen Europese registratie-instellingen zoals Naktuinbouw regelmatig vragen over de mogelijke genetische basis van bepaald plantmateriaal in het algemeen of specifiek met betrekking tot bepaalde kenmerken. Momenteel vormen SSR- en AFLP-profielen de basis voor de identificatie van rassen en voor het aantonen van de aan- of afwezigheid van specifieke kenmerken. Deze profielen zijn samengebracht in verschillende soortspecifieke databases. Aanvragers schakelen echter steeds vaker over op het verstrekken van sequentiegegevens. Naktuinbouw onderzoekt daarom de mogelijkheid om SSR- of AFLP-profielen om te zetten in sequentiegegevens. Dit vereist echter het gebruik van labgerelateerde sequentieplatforms. Om ook analyses in de handelsketen uit te voeren, heeft Naktuinbouw een protocol nodig waarbij het mogelijk is om de genetische achtergrond van specifiek plantaardig materiaal op locatie vooraf te screenen.
WP2. Recent onderzoek heeft aangetoond dat bieren van ambachtelijke brouwers (craft bier) meer deoxynivalenol (DON) en deoxynivalenol-3-glucose (D3G) bevatten dan industriële bieren. In 22 bieren was het gehalte boven de toelaatbare dagelijks hoeveelheid (Tolerable Daily Intake, TDI) van 1 µg/kg/lichaamsgewicht zoals gesteld door de EU. Deze hoge DON en D3G contaminaties werden toegeschreven aan het gebruik van donkere moutsoorten. De huidige striptesten voor on-site metingen kunnen geen onderscheid maken tussen DON en D3G (geen EU richtlijnen) waardoor overschatting van DON contaminatie waarschijnlijk is.

Doel van het project

Doel van dit MMIP is om in 2030 een substantieel duurzamer en veiliger voedselketen te hebben. ‘Voedselveiligheid is essentieel voor de productie en consumptie van dier-voeding en voedsel. Daarbij gaat het onder andere om snellere detectie en beheersing van chemische en microbiële gevaren in de voedselketen. Consumenten moeten ervan op aan kunnen dat het voedselaanbod veilig is (o.a. microbiologie , contaminanten). Vroegtijdige signalering en detectie van voedselveiligheidsgevaren is hierbij essentieel, inclusief de afwending van deze gevaren in de keten door de ontwikkeling van nieuwe methoden , strategieën en technologieën voor het verbeteren van de voedselveiligheid tijdens verwerking, transport en opslag. Nieuwe voedselveiligheidsrisico’s moeten in beeld zijn vóórdat zij een concrete bedreiging vormen voor de voedselveiligheid (uit de KIA). Dit project sluit voor twee industrie secteren naadloos aan deze ambitie.

Relatie met missie (Motivatie)

Supply chains have become too complex to oversee all risks with the current measures and instruments.’ Opkomende voedselveiligheidsrisico’s (Onderzoeksraad voor Veiligheid’ (20 June, 2019);

‘Industry must be much more closely involved in checking high risk chemicals in food, because the public authorities cannot handle the work, many of the 8000 substances are banned or restricted are not being investigated at all’ Chemical hazards in our food: EU food safety policy protects us but faces challenges. https://www.eca.europa.eu/Lists/ECADocuments/SR19_02/SR_FOOD_SAFETY_EN.pdf (Europese rekenkamer, Jan 16, 2019)

Het garanderen van veilig voedsel is een omvangrijke en meetintensieve uitdaging. Elke bedrijfstak heeft haar eigen meet- en monitoringsbehoefte. In lijn met de zorgen van de EU Rekenkamer en de Raad voor Veiligheid is er behoefte aan innovaties in de wijze waarop surveillance wordt uitgevoerd. Bedrijven en autoriteiten moeten in gezamenlijkheid verantwoording nemen voor veiligere productieketens.

In WP1. In de plantenveredeling wordt wereldwijd steeds vaker gebruik gemaakt van gene-editing technieken, waarbij met name Crispr-Cas steeds meer terrein wint (Jung et al., 2017). De verwachting is dat variëteiten gegenereerd met deze technieken in de komende jaren aangeboden voor nationale en Europese rassenregistratie. Op dit moment zijn SSR- en AFLP-profielen de basis voor de identificatie van rassen en voor het aantonen van de aan- of afwezigheid van specifieke kenmerken. Aanvragers gaan echter in toenemende mate over op het aanleveren van sequentie-data. Naktuinbouw onderzoekt daarom de mogelijkheid om SSR- of AFLP-profielen om te zetten naar sequentiedata. Dit vraagt tot dusver de inzet van labgebonden sequentie-platforms. Om ook in de handelsketen analyses te kunnen uitvoeren heeft Naktuinbouw behoefte aan een protocol waarbij het mogelijk is om op locatie de genetische achtergrond van specifiek plantmateriaal te kunnen pre-screenen.
In WP2 ontwikkelen we eenvoudig hanteerbare en snelle methoden voor detectie van mycotoxines in gemoute granen. In een publicatie van WFSR is aangetoond dat met name donkere speciaalbieren meer kans hebben op aanwezigheid van ongewenste hoeveelheden mycotoxines. Voor een deel heeft dit te maken met een zwakkere onderhandelingspositie in de aankoop van moutgrondstoffen ten opzicht van de mainstream bier producenten. Aangespoord door de publicatie nemen de kleine brouwerijen zelf verantwoording door on-site testen te ontwikkelen en toe te passen voor detectie van mycotoxines in brouwerij grondststoffen. Daardoor zijn ze beter in staat om bij de aankoop van moutgrondstoffen te selecteren op kwaliteit en de veiligheid van hun product beter waarborgen.

Geplande acties

WP1. Het eerste doel is de ontwikkeling van methoden die kunnen worden gebruikt om snel de genetische achtergrond van plantaardig materiaal te bepalen met behulp van beschikbare kennis en databases, maar zonder het gebruik van specifiek uitgeruste laboratoriumfaciliteiten. Het tweede doel is het ontwikkelen van moleculaire methoden die kunnen worden gebruikt om specifiek nieuwe veredelingsproducten te identificeren met nieuwe eigenschappen die niet voldoende zijn getest op voedselveiligheidsaspecten.
Overzicht in taken:
1. Jaar 1. Literatuuronderzoek en inventarisatie van relevante DNA-markers en aanverwante methoden voor het traceren van producten uit nieuwe plantenveredelingstechnieken.
2. Jaar 2. Inventarisatie van methoden voor de detectie van ongewenste eigenschappen.
3. Jaar 2/3 Prestatievergelijking van Simple Sequence Repeats sequencing (SSR-seq) methoden met de huidige genotyperingsmethode voor aardappelrasidentificatie.
4. Jaar 2/3 Ontwikkeling van een multiplex gericht SSR-sequencingprotocol voor de identificatie van aardappelrassen
5. Jaar 2/3 Ontwikkeling van een bioinformatica protocol voor geautomatiseerde SSR-seq data analyse.
6. Jaar 2/3 Ontwikkeling van een snel protocol voor de identificatie van ongewenste eigenschappen in plantenrassen.

WP2. Binnen dit project worden brouwerijgrondstoffen (mouten) van craft brouwerijen gecontroleerd op de aanwezigheid van deoxynivalenol (DON) d.m.v. van ons-site toepasbare screeningsmethoden (striptesten). In totaal zullen 100 mouten worden gescreend op de werkvloer van een selectie aan craft brouwerijen. Specificaties en screenings resultaten van de mouten worden bijgehouden in een database. Omdat de EU tegenwoordig een TDI nastreeft van de som van alle DON metabolieten, zal een snelle on-site differentiële test (Lateral Flow Device, LFD) worden ontwikkeld die het onderscheid kan maken tussen DON en de plant geconjugeerde variant deoxynivalenol-3-glucose (D3G). Deze test zal worden toegepast op een selectie van de eerder gescreende mouten. Screenings en bevestiging resultaten worden gecombineerd in een overzichtstabel. Werkplan in taken:
1. Jaar 1. Inventarisatie en testen van verkrijgbare DON antilichamen (AL) en AL-conjugaten.
2. Jaar 1. Ontwikkeling differentiële (DON vs D3G) lateral flow device (LFD)
3. Jaar 1. Inventarisatie van mouten en mout leveranciers ten behoeve van samplingsprotocol.
4. Jaar 2. Toepassing van de commerciele LFDs en differentiële LFDs (voor DON varianten) op brouwerijgrondstoffen door de brouwers.
5. Jaar 3. (oorspronkelijk jaar 2). Bevestiging van de on-site LFD resultaten met instrumentele labmethoden (LC-MS/MS).
6. Jaar 3. (oorspronkelijk jaar 2).Ontwikkelen van een rekenmodel veilig brouwen.