la calidad de los productos pesqueros seafood quality

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"PARÁSITOS DE LOS PRODUCTOS DE LA PESCA POTENCIALMENTE ..... Mackie I.M., Pryde S. E., González-Sotelo C., Medina 1., Pérez-Martín R., Quinteiro ...
SIMPOSIUM INTERNACIONAL SOBRE

LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS PESQUEROS INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON

SEAFOOD QUALITY

ANFACO CECOPESCA

PRESENTACIÓN/PRESENTATION ••.•......••.••.•....••.••.••.••.••••..•. • •.••.•.•.....•.••.......•. PONENCIAS 1.

s

ESPAÑOL/SPANISH

"PATÓGENOS BACTERIANOS E INDICADORES DE HIGIENE" .•••.• • .••.•..••.•..•.••.•.......••.•.......... 9

Ponente: Dr. Ron Lee 2. "IMPACTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LA CONTAMINACIÓN VÍRICA DE MARISCOS EN SUS ZONAS DE PRODUCCIÓN" .. 17

Ponente: Dra. Monique Pommepuy 3. "PARÁSITOS DE LOS PRODUCTOS DE LA PESCA POTENCIALMENTE PATÓGENOS PARA LOS SERES HUMANOS" ••.••.•.. 25

Ponente: Dra. lsaure de Buron 4· "TOXINAS MARINAS. LEGISLACIÓN ACTUAL EN LA UE Y TENDENCIAS FUTURAS" ... . .......................... 37

Ponente: Dr. Luis M. Botana 5. "SEGURIDAD ALIMENTARIA: MATERIALES EN CONTACTO CON PRODUCTOS DE LA PESCA" ....................... 47

Ponente: Dr. Perfecto Paseiro Losada 6. "FRESCURA Y DETERIORO EN LOS PRODUCTOS DE LA PESCA" ...... •• . • •....... • ..•.•.. . .. . ..•. •• ....... . 53

Ponente: Dr. David Green 7. "PRESENCIA DE CONTAMINANTES INDUSTRIALES EN LOS PRODUCTOS PESQUEROS" ...••.•........•..•........• 61

Ponente: D. Alfonso Pérez del Pozo 8. "CALIDAD Y NUEVAS TECNOLOGÍAS EN EL SECTOR PESQUERO" .. ••.• .. • •• • .. • .• • . • ..••. • ..•. .. . . .. •• . .• . 67

Ponente: D. Carlos Botana. 9. "TRAZABILIDAD GENÉTICA EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS DE ORIGEN MARINO" ••.................••........ 73

Ponente: Dr. Javier Quinteiro Vázquez SPEECHS 1.

INGLÉS/ENGLISH

"BACTERIAL PATHOGENS ANO HYGIENE INDICATORS" •. . • . •• . .•. . . .......• • .•..........•............... 81

Speaker: Dr. Ron Lee 2. " IMPACT OF HUMAN SEWAGES ON SHELLFISH VIRAL CONTAMINATION OF HARVESTING AREAS" .... • .. • . •• . •• . •• 89

Speaker: Dr. Monique Pommepuy 3. "SEAFOOD PARASITES AS POTENTIAL PATHOGENS OF HUMAN S" ....•..••.•..•..•....••.•.............•.. 97

Speaker: Dr. lsaure de Buron 4. "CURRENT LEGISLATION IN THE EUROPEAN UN ION ANO FUTURE TRENOS" •••.•..•..•....•. ·••.• . . .. . .. • ..... 107

Speaker: Dr. Luis M. Botana López 5. "MATERIALS IN CONTACT WITH FISHERIES PRODUCTS. FOOD SAFETY" .. • ..•.. • .. • ..•... • .. • ............... 117

Speaker: Dr. Perfecto Paseiro Losada 6. " FISH FRESHNESS ANO DETERIORATION" .•..••. . ......................... .•.•. . .... . •.......• .. •. . 123

Speaker: Dr. David Green 7. "INDUSTRIAL POLLUTANTS IN THE FISHERIES PRODUCTS" ••.......................•.......•.•.••.•..•.. 131

Speaker: Mr. Alfonso Pérez del Pozo 8. "QUALITY ANO NEW TECHNOLOGIES IN THE FISHERY SECTOR" ••• ..........................•..•. • .• • .. • . 137

Speaker: Mr. Carlos Botana 9. "GENETIC TRACEABILITY IN FOOD PRODUCTS OF MARINE ORIGIN" •...••.....•....•.••.•..•.•.••••.•..•.. 143

Speaker: Dr. Javier Quinteiro Vázquez

SIMPOSIUM INTERNACIONAL SOBRE LA CALIDAD EN LOS PRODUCTOS DE LA PESCA

ANFACO CECOPESCA

SIMPOSIUM IN,TERNACIONAL SOBRE

LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS PESQUEROS INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SEAFOOD QUALITY

viga (ESPAÑA)

12

y 13 de junio 2006

viga (SPAIN) june

12th

and

13th 2006

ANFACO CECOPESCA

-

Edita: ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES DE CONSERVAS DE PESCADOS Y MARISCOS (ANFACO)

Diseño y Maquetación:

Publicaciones Vigo, S. L. "PUVLIS" Telf.: 986 437 295 1 986 367 994 Fax: 986 366 862 e-mail: [email protected]

Dep. Legal: VG-572-2006

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TRAZABILIDAD GENÉTICA EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS DE ORIGEN MARINO

Los recursos pesqueros y acuícolas marinos constituyen un aporte esencial de la dieta humana, siendo el consumo estimado por persona, en países industrializados, de 27 kg/año. En el año 2002. la producción mundial alcanzaba las 133 millones de toneladas, representando el 68% (90,2 millones de toneladas) el fruto de la explotación de los recursos marinos salvajes oceánicos y continentales. El 32 % restante lo compone la producción acuícola marina y continental. La captura de la flota española se sitúa 896 mil t. y su producción acuícola en 313 mil t. En el año 2002 era el tercer país en importación (+3,7% respecto al 2001) y octavo en exportación (+2,5% respecto al 2001) (Vannuccini, 2004; FAO, 2005). Estas cifras sólo son desbordadas por la diversidad de especies sometidas a explotación, reflejo de una exuberante y sobreexplotada biodiversidad marina, aun no completamente evaluada. En este global izado mercado pesquero y acuícola, la sobreexplotación de diversos recursos, la necesidad de mantener altos niveles de seguridad alimentaria, la cercana comercialización de animales transgénicos, la creciente sensibilidad y exigencia del consumidor, los actuales hábitos y productos alimentarios y la demanda de productos de asociados a figuras comerciales como la denominación geográfica de calidad, son circunstancias que exigen un exhaustivo control del origen y esencia de un recurso pesquero destinado a la alimentación . En respuesta a esta necesidad la ley europea reguladora de la alimentación, en su artículo 3, define trazabilidad como "la posibilidad de averiguar el origen y rastrear un alimento, comida, animal destinado a alimentación o sustancia (. .. )a través de todos los estadios de producción, procesado y distribución" .

Legislación

La implementación obligatoria de sistemas de trazabilidad de los productos pesqueros y acuícolas está definida legislativamente en los ámbitos autonómico, nacional y europeo. En cuanto a legislación horizontal destaca el Reglamento (CE) n 178/2002 del Parlamento Europeo y del Consejo de 28 de enero de 2002 que plantea, en el artículo 18, la exigencia de crear, aplicar y mantener, un sistema de trazabilidad en las empresas alimentarias y de piensos. Este reglamento se suplementa con el Real Decreto 1801/2003, de 26 de diciembre, sobre seguridad general de los productos. El Real Decreto 2207/95 , de 28 de diciembre, sobre higiene de productos alimentarios, resultado de la transposición de la Directiva 93/43/CEE, exige la adopción de sistemas de Análisis de Peligros y Puntos de Control Crítico (APPCC), los cuales pueden constituir la base para el desarrollo de un sistema de trazabilidad. Además, debido al contenido en disposiciones relacionadas, se pueden incluir los reglamentos (CE) N 852/2004 del Parlamento europeo y del Consejo de 29 de abril de 2004 relativo a la higiene de los productos alimentarios (HI) a través de la implementación de sistemas APPCC y reglamento (CE) n 853/2004 del Parlamento europeo y del Consejo de 29 de abril de 2004 por el que se establecen normas específicas de higiene de los alimentos de origen animal (H2) implicando la presencia de una marca sanitaria. La legislación vertical, sobre identificación de pescado y productos de la pesca, se puede concentrar en varios reglamentos y decretos. El Reglamento (CE) 2406/1996 del Consejo de 26 de noviembre de 1996, establece normas comunes de comercialización para determinados productos pesqueros. El Real Decreto 331/1999, obliga al etiquetado de los productos de la pesca y acuicultura, debiendo constar origen , denominación comercial y científica. Se deben considerar también el Real Decreto 1380/2002, de 20 de diciembre, acerca de la identificación de los productos de la pesca, de la acuicultura y del marisqueo congelados y ultracongelados (BOE 3.01.2003); y el Real Decreto 121/2004 , de 23 de enero, sobre la identificación de los productos de la pesca, de la acuicultura y del marisqueo , vivos, frescos,

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refrigerados o cocidos. Algunas regulaciones altamente específicas abordan , por ejemplo, el etiquetado de productos conteniendo atunes y bonitos, en el Reglamento (CE) del Consejo, 1536/92.

Sistemas de trazabilidad

En diversos puntos de la extremadamente compleja cadena alimentaria, la implementación de de sistemas de Análisis de Peligros y Puntos de Control Crítico (APPCC), puede considerarse un punto de partida adecuado para el diseño, puesta en marcha y mantenimiento de un sistema de trazabilidad. Sin embargo, la disponibilidad de un eficaz sistema de trazabilidad no garantiza la absoluta fiabilidad de la información transmitida, por ejemplo, en el punto final de venta al consumidor. Deben considerarse aisladamente la conecta recopilación y flujo de la información , respecto de la veracidad de la propia información . Dicha información puede presentar errores, modificaciones u otras alteraciones voluntarias o involuntarias originadas en algún eslabón de la cadena alimentaria. Estas incorrecciones suelen estar relacionadas con la gran complejidad de la cadena asociada con el consumo de productos pesqueros y la propia naturaleza del producto. Así, la información exhaustiva requerida por ejemplo, por un filete de pescado procesado incluiría la identificación del espécimen, punto exacto de captura, lance, fecha de captura, procesado a bordo, barco, armador, fecha de desembarco, congelador, temperatura de conservación, fecha de procesado, tipo de procesado, manipulador, expedidor, centro de expedición , distribuido, etc ... . Son claras las dificultades asociadas al procesado y flujo de esta información a lo largo de la cadena alimentaria, durante la extracción , procesado y distribución, en formatos donde la unidad del producto pierde, a menudo, su integridad. Deben tenerse en cuenta además, las limitaciones tecnoló gicas de los actuales sistemas de gestión de dicha información.

Trazabilidad genética

Es fundamental disponer de herramientas que permitan tanto el aporte como la verificación de información, dentro y fuera de un sistema de trazabilidad. El concepto de trazabilidad genética se ciñe exclusivamente al campo de información relacionado con la esencia y origen geográfico del producto. La esencia se define mediante su clasificación y denominación científica y común, mientras que el origen geográfico, mediante la determinación del área de extracción o cultivo. Esta información debe estar disponible y ser verificable por parte de cualquier operador de la cadena alimentaria, de la administración o entidades responsables y por parte del consumidor. La trazabilidad genética incorpora al sistema de trazabilidad la información contenida en el genoma del organismo destinado a la alimentación . Se distinguen contextos macro y microevolutivos en su aplicación . La identificación de especies se sustenta en la disciplina de la sistemática molecular. La aplicación de conceptos de especie variados, fundamentalmente el concepto biológico y filogenético, en los procesos de identificación morfológica y molecular, respectivamente, puede conducir a resultados incongruentes. Cuando el área de distribución de la especie es igual o inferior al rango geográfico definido, es de utilidad en la determinación del origen geográfico. Por otro lado, la identificación del origen geográfico, incluyendo especies con una amplia distribución , tiene su respaldo en la genética de poblaciones. Su eficacia depende del grado de diferenciación genética de los organismos considerados. El medio marino, con escasas barreras biogeográficas y con, generalmente, elevados tamaños poblacionales y grandes niveles de flujo génico entre poblaciones, no es propenso a la diferenciación de poblaciones. Sin embargo, serán la escala geográfica, hidrodinámica de la región, biología de la especie y filogeografía los que determinen en cada caso concreto las posibilidades y fiabilidad de la identificación del origen geográfico.

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La determinación visual de la naturaleza del producto, esto es, su clasificación como especie mediante la observación directa de caracteres morfológicos de interés taxonómico, es frecuentemente difícil, insegura o impracticable, especialmente a nivel del consumidor y en productos elaborados. Procesos comunes como el descabezado, eliminación de aletas y espinas, eviscerado, fileteado y eliminación de tejidos musculares diagnóstico implican la pérdida irreversible de los caracteres usados para la identificación visual de la especie. Ante estos frecuentes casos, es posible recurrir a caracteres moleculares diagnóstico. Así la detección de formas proteicas específicas presentes en el tejido muscular de los organismos permite la identificación de la especie en productos de origen marino con distinto grado de elaboración y procesamiento, incluyendo la congelación . Sin embargo, el fuerte procesado térmico que representa el autoclavado u otros procesados menos astringentes como el ahumado y salazón , demandan marcadores moleculares más estables. Así, el genoma, conteniendo la mayor información disponible sobre la esencia de un ser vivo y con la importante estabilidad, resistencia y presencia del ADN, constituye una fuente inmensa de marcadores moleculares altamente resolutivos , eficaces en cualquier tipo de organismos, procesado y presentación (Mackie etal., 1999). Inicialmente, las metodologías de análisis genético se desarrollaron, con mayor frecuencia , como herramientas de verificación empírica de la información proveída por un sistema de trazabilidad, y no como un protocolo más de dichos sistemas. En la actualidad, eslabones de la cadena alimentaria como productores y distribuidores, incorporan rutinariamente dichas metodologías.

Metodologías La generalización de las metodologías de trazabilidad genética es posible debido a las exigencias de las normativas acerca de la tipificación de los productos pesqueros y acuícolas , a la sensibilización del consumidor, siendo considerado como un valor añadido y una garantía de calidad del producto, y principalmente debido a la significativa mejora, simplificación, abaratamiento y rapidez de las técnicas moleculares de análisis de DNA. Todas ellas están basadas en la utilización de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y sus variantes. Apartir de una pequeña muestra del producto, se aísla el ADN total con variable concentración e integridad. Este ADN contiene la información, localizada en marcadores moleculares preseleccionados y ensayados, adecuada para la identificación de la especie u origen geográfico. Las metodologías que permiten leer esa información son tan diversas como el análisis del polimorfismo en la conformación de cadenas sencillas (PCR-SSCP), el polimorfismo en la longitud de los fragmentos de restricción (PCR-RFLP) en productos de PCR, el análisis filogenético de secuencias (FINS) y los sistemas de detección específica por PCR a tiempo real (PCR-RT), entre las de uso más generalizado. El tipo de datos que permiten obtener conclusiones acerca de la naturaleza de la muestra son diferentes y específicos de cada metodología. Los resultados de los análisis de PCR-RFLP y PCR-SSCP consisten en patrones electroforéticos con bandas específicas de cada especie/población. Mientras que en PCR-RFLP las bandas visualizadas son producidas tras la digestión con enzimas de restricción del producto de PCR, en PCR-SSCP las bandas presentes son el resultado de la migración diferencial de las cadenas desnatural izadas del producto de PCR. Las diferencias en dichos patrones se basan en las diferencias subyacentes en la secuencia de DNA, la cual es leída y sometida a análisis comparativo en la metodología FINS, mediante métodos de inferencia filogenética . Por otro lado, las metodologías de PCR a tiempo real , permiten detectar diferencias en las secuencias a través de la monitorización por fluorescencia de la reacción de PCR, permitiendo además, la realización de análisis cuantitativos.

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.

+

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Trazabi lidad genética

Identificación de especies

Metodologías

Selección de secuencias diagnóstico

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1.

Desarro llo de un sistema de trazabilidad genét ica.

-

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Caso La aplicación de estas metodologías es generalizada, incluyendo a los organismos de mayor interés comercial, peces, moluscos y crustáceos, en sus variadas presentaciones y elaboraciones para alimentación. Las metodologías de identificación de escómbridos, fundamentalmente atunes y bonitos, puede considerarse como un caso paradigmático de trazabilidad genética. Es uno de los pescados más apreciados, con elevado valor comercial. Su consumo admite variadas preparaciones desde fresco, como sashimi, tras un proceso de secado, como mojama o después de un proceso industrial de enlatado, que implica el autoclavado de los tejidos. Además, como materia prima se disponen de especies morfológicamente similares y filogenéticamente muy cercanas. Las denominaciones comerciales "atún claro" y "atún blanco" hacen referencia a las especies más valoradas, T. a/bacares y T. a/alunga. Mientras la denominación "atún" se reserva para el resto de especies de túnidos. Sin embargo, el carácter altamente migratorio de estas especies, con elevados niveles de flujo génico entre regiones relativamente lejanas, dificulta la diferenciación genética de poblaciones. Así, al denominado "atún blanco", asociado al área del Cantábrico como garantía de calidad, no ha sido posible identificarlo genéticamente. Las metodologías diseñadas para la trazabilidad genética de estas especies incluyen todas las citadas. En el análisis identificativo de estas especies es dónde se define la metodología FINS (Forensically lnformative Nucleotide Sequencing) por parte de Bartlett y Davidson (1991; 1992). Este protocolo consistente en la amplificación de cortos fragmentos de DNA mitocondrial (citocromo b), la secuenciación de los fragmentos de PCR y su identificación mediante análisis comparativo con secuencias de referencia, permite la identificación de las especies de atún rojo, T. thynnus, patudo, T. obesus, "yellowfin " T. a/bacares. Sin embargo no permite la diferenciación de T. a/alunga y T. orienta/is. Para mayor número de especies de tú nidos, incluyendo T. thynnus, T. albacares, T.obesus, T. maccoyii, T. alalunga, E. affinis,E. al/eteratus, A. thazard, K. pela mis y S. sarda se diseñaron metodologías de FINS y PCR-RFLP. Se recurre tambien al análisis de secuencias de 119 pb (Unseld et al., 1995; Ram et al., 1996) y 121 pb (Ram et al., 1996) del citocromo b mitocondrial, resultado en una ausencia de diferenciación entre T. thynnus y T. a/bacares y T. orienta/is respecto de T. a/alunga. Un estudio posterior, tamb ien basado en PCR-RFLP y FINS de un fragmento diagnóstico (126 pb) del citocromo b, permite la diferenciación de las especies de mayor interés comercial (Quinteiro et al., 1998, Mackie et al., 1999). El análisis, con un elevado tamaño muestra!, basado en fragmentos del citocromo b (528 y 171 pb), permite la diferenciación de Thunnus a/bacares (yellowfin tuna), Thunnus obesus (bigeye tuna), y Katsuwonus pelamis (skipjack) aunque no permite la distinción entre T. orientalis y T. alalunga, y T. atlanticus y T. a/bacares (Terol et al., 2002) .

La eficiencia de la metodología de PCR-SSCP ha sido demostrada para estas especies, permitiendo la diferenciación de las especies de interés comercial, a través de la amplificación de cortos fragmentos de DNA mitocondrial (citocromo b), desnaturalización 1 producción de DNA de cadena sencilla y resolución electroforética en gel de poliacrilamida (PAGE) y la detección de polimorfismos de cadena sencilla específicos de cada especie (Rehbein et al. ,1995;1998;1999) Una metodología alternativa basada en la amplificación específica en el citocromo b permite la diferenciación del el atún rojo (T. thynnus) y el bonito del Atlántico (5. sarda), aunque ha sido evaluado en un limitado número de especies (Lockey et al., 2ooo). La identificación de dos especies de tú nidos de interés comercial ( Thunnus a/alunga y Thunnus alba ca res), especialmente ante la situación de importación de especies alternativas de terceros países, ha sido evaluada mediante PCR

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So

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en tiempo real. Esta metodología permite su aplicación a la cuantificación relativa en mezclas, mediante la elaboración de dos sistemas TaqMan para la detección de T. ala/unga y T. albacares, la elaboración de un sistema mitocondrial consensuado específico para escómbridos y la realización de cuantificación relativa (López et al. , zoos). No siempre se dispone de tal elenco de metodologías y datos, aunque han sido descritas para una amplia variedad de especies explotadas y productos comercializados tales como melvas, caballas, caviar, salmónidos, peces planos , gádidos y merluzas, anguilas, mújeles, jureles, sardinas, anchoas, meros, calamares y especies relacionadas , y bivalvos. Sin embargo, la disponibilidad pública de secuencias de DNA, resultado de estudios de caracterización génica, análisis filogenéticos y análisis genéticos poblacionales, permite aplicar la trazabilidad genética o desarrollar inmediatamente sistemas de trazabilidad en un amplio rango de especies Esta amplia y versátil disponibilidad de metodologías permite elegir entre diversas posibilidades para la implementación en sistemas de trazabilidad, garantizando la información acerca de la naturaleza de la materia prima implicada en la elaboración de cualquier producto destinado a la alimentación .

Agradecimientos A Carmen Gónzalez Sotelo y Ricardo Pérez Martín (11M , Vigo; CSIC) por sus comentarios y sugerencias .

Referencias Vannuccini , S. 2004. Overview of fish production , utilization , consumption and trade based on 2002 data. Rome, FAO. FA0.2005 . Review of the state of world marine fishery resources. FAO Fisheries Technical Paper N457 . Rome, FAO. Mackie I.M., Pryde S. E. , González-Sotelo C., Medina 1., Pérez-Martín R., Quinteiro )., Rey-Méndez M. ó H. Rehbein . 1999. Challenges in the identification of species of canned fish . Trends in Food Science ó Technology 10: 9-14. Bartlett, S. E.; Davidson, W. S. 1991 : ldentification of Thunnus tuna species by the polymerase chain reaction and direct sequence analysis of their mitochondrial cytochrome b genes . Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 48:309-317. Bartlett, S. E.; Davidson , W. S. 1992. FINS (Forensically lnformative Nucleotide Sequencing): A Procedure for identifying the Animal Origin of Biological Specimens . BioTechniques 12, 3: pp 408-411. Unseld M, Beyermann B, Brandt P, Hiesel R (1995). PCR Meth. Applic . 4: 241-243 . Ram )L, Ram ML, Baidoun FF (1996). Authentication of Canned Tuna and Bonito by Sequence and Restriction Site Analysis of Polymerase Chain Reaction Products of Mitochondrial DNA ). Agric . Food Chem. 44: 2460-2467 . Quinteiro )., Sotelo C.G ., Rehbein H., Pryde S.E. , Medina 1. , Pérez-Martín R. l. , Rey-Méndez M. ó Mackie I.M. Use of mtDNA direct polymerase chain reaction (PCR) sequencing and PCR-restriction fragment length polymorphism methodologies in speci es identification of canned tuna. ). Agr. Food Chem . 1998. 46: 1662-1669. Terol J. Mascarell R, Fernandez-Pedrosa V, Perez-Aionso M. 2002 . Statistical validation of the identification of tuna species: bootstrap analysis of mitochondrial DNA sequences . J Agric Food Chem . 50(5h63-9. Rehbein H. , I.M. Mackie, S. Pryde, C. González-Sotelo , R. Pérez-Martín, ). Quinteiro 5 M. Rey-Méndez. 1995. Fish species identification in canned tuna by DNA analysis (PCR-SSCP). lnf. Fischwirtsch . 1995. 42: 209-212. Rehbein H., I.M. Mackie, S. Pryde, C. González-Sotelo, R. Pérez-Martín , ). Quinteiro 5 M. Rey-Méndez. 1998. Comparison of different methods to produce single-strand DNA for identification of canned tuna by single-strand conformation polymorphism analysis. Electrophoresis. 1998. 19: 1381-1384. Rehbein H., I.M . Mackie, S. Pryde, C. González-Sotelo, l. Medina, R. Pérez-Martín, ). Quinteiro 5 M. Rey-Méndez. 1999. Fish species identification in canned tuna by PCR-SSCP: validation by a collaborative study and investigating of intra-species variability of the DNA-patterns.Food Chemistry. 1999. 64: 263-268. Lockley AK, Bardsley RG . Novel method for the discrimination of tuna (Thunnus thynnus) and bonito (Sarda sarda) DNA. J Agric Food Chem . 2000 Oct;48(1o):4463-8 .

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INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SEAFOOD QUALITY

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GENETIC TRACEABILITY IN FOOD PRODUCTS OF MARINE ORIGIN

Fishery and marine aquaculture resources constitute an essential contribution to the human diet, with per-person consumption in industrialised countries standing at 27 kg/year. In 2002, world production reached 133 million ton nes, with the exploitation of wild ocean and continental marine resources representing 68% (90.2 mi Ilion tonnes). The remaining 32% was made up of marine and continental aquaculture production . The Spanish fleet's catch carne to 896,ooo tonnes , and its aquaculture production was 313,000 tonnes. In 2002, Spain was the third biggest country in terms of imports (up 3. 7% over 2001) and the eighth biggest exporter (up 2. s'Yo over 2001) (Vannuccini, 2004; FAO, 2005). These figures are only exceeded by the diversity of species subject to exploitation, a reflection of an exuberant and over-exploited marine biodiversity that has yet to be fully assessed. In this globalised fishery and aquaculture market, over-exploitation of diverse resources along with the need to maintain high levels of food safety, the looming commercialisation of transgenic animals, increasing consumer awareness and demands, cunent food habits and products and the demand for products associated with trade figures like the geographic quality qualification are circumstances that demand an exhaustive control of the origin and essence of a fishery resource intended for food . In response to this need, article 3 of the European law regulating food defines traceability as "the ability to trace and follow food through all the stages of production, processing and distribution ."

Legis/ation

The compulsory implementation of traceability systems on fishery and aquaculture products is legally defined in the regional, national and European spheres. In terms of horizontal legislation , there is Regulation (EC) 178/2002 of the European Parliament and of the Council of 28 January 2002, in which article 18 establishes the requirement to ereate, apply and maintain a traceability system in food and fodder companies. This regulation is supplemented with Royal Decree 1801/2003 of 26 December on general product safety. Royal Decree 2207/95 of 28 December on food product hygiene, which resulted from the transposition of Directive 93/ 43/EEC, requires the adoption of a Hazard Analysis and Critica! Control Points (HACCP) system that could form the basis of the development of a traceability system. Also, content in related regulations makes it possible to include Regulation (EC) 852/2004 of the European Parliament and of the Council of 29 April 2004 on the hygiene of foodstuffs (HI) through the implementation of HACCP systems and Regulation (EC) 853/2004 of the European Parliament and of the Council of 29 April 2004 laying down specific hygiene rules for food of animal origin (H2) involving the presence of a health trademark. Vertical legislation on the identification of fishery and aquaculture products can be concentrated on various regulations and decrees. Regulation (EC) 2406!1996 of the Council of 26 November 1996 lays down common marketing standards for certain fishery products. Royal Decree 331/1999 makes it compulsory to label fish and aquaculture products with their origin as well as commercial and scientific names. Royal Decree 1380/2002 of 20 December concerns the identification of fishery , aquaculture and frozen and deep-frozen shellfishing products (Official Spanish Gazette 03/01/2oo3) and Royal Decree 121/2004 of 23 January is on the identification of fishery, aquaculture and shellfishing products, whether live, fresh , refrigerated or cooked. Sorne highly specific regulations deal with , for example, the labelling of products containing tuna and bonito, such as Regulation (EC) 1536/92 of the Council.

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Traceability Systems

In diverse points of the extremely complex food chain, the implementation of Hazard Analysis and Critica! Control Points (HACCP) systems can be considered a suitable starting point for the creation, application and maintenance of a traceability system. However, availability of an effective traceability system does not guarantee complete reliab ility of the information transmitted in , for example, the final point of sale to the consumer. The correct collection and flow of information with respect to the veracity of the information itself should be considered separately. The information can contain errors, modifications or other voluntary or involuntary alterations that originate in one of the links in the food chain . These inaccuracies are usually related to the great complexity of the chain associated with the consumption of fishery products and the very nature of the product. Thus, the exhaustive information required, for example, by a processed fish fillet would include the identification of the specimen , the exact catch point, set, catch date, on-board processing, vessel , shipowner, disembarkation date, freezer, conservation temperature, processing date, type of processing, handler, dispatcher, dispatch centre, distributor, etc. lt is easy to see the difficulties associated with the processing and flow of this information throughout the food chain , during the extraction , processing and distribution in formats where the product unit often loses its integrity. The technological limitations of the current systems that manage this information should also be taken into account.

Genetic Traceability

lt is essential to have tools that enable both the contribution and verification of information within and outside the traceability system. The concept of genetic traceability is exclusively limited to the field of information related to the essence and geographic origin of the product. Essence is defined through its classification and scientific and common names, while geographic origin is defined through the determination of the area of extraction or cultivation. This information should be available to and verifiable by any operator in the food chain, responsible administration or organization and consumer. Genetic traceability incorporates into the traceability system the information contained in the genome of the organism intended for food . Macro- and micro-evolutionary contexts are distinguished in its application . Species identification rests on the discipline of molecular systematics. The application of varied concepts of species, fundamentally the biological and phylogenetic concepts, in the processes of morphological and molecular identification , respectively, can lead to incongruent results. When the distribution area of the species is the same as or less than the defined geographic range, it is useful in the determination of the geographic origin. On the other hand, identification of the geographic origin, including species with a wide distribution, is supported by the genetics of populations. lts efficacy depends on the level of genetic differentiation of the organisms considered. The marine medium , with few biogeographic barriers, generally high population sizes and major levels of gene flow between populations, does not have a propensity towards population differentiation . However, it would be geographic scale, the hydrodynamics of the region, species biology and phylogeography that would determine in each particular case the possibilities and reliability of the identification of geographic origin . The visual determination of the nature of the product, i.e. its classification as a species via the direct observation of morphological characters of taxonomic interest, is frequently difficult, unsure or impractical, especially at the level of the consumer and in prepared products. Common processes like removing heads , fins and bones and gutting, filleting and the removal of diagnostic muscle tissue involve the irreversible loss of the characters used for the visual identification of the species. Given these frequent cases, it is possible to resort to diagnostic molecular characters. Thus, the detection of specific forms of protein present in the muscle tissue of the organisms enables the identification of the species in products of a marine origin with a distinct level of preparation and processing, including freezing. However, the strong thermal processing represented by autoclaving or other less astringent processes like smo-

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INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SEAFOOD QUALITY

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king and salting require more stable molecular markers. Thus, the genome, containing most information available on the essence of a living being and with the important stability, resistance and presence of DNA, constitutes an immense source of highly decisive molecular markers, effective with any type of organism, processing or presentation (Mackie et al., 1999). Methodologies of genetic analysis were initially developed most frequently as tools of empirical verification of the information provided by a traceability system and notas just another protocol of these systems. Today, links in the food chain such as producers and distributors routinely include these methodologies.

Methodologies

lt is possible to generalise with regard to methodologies of genetic traceability because of regulatory requirements on the classification of fishery and aquaculture products, consumer awareness (being considered an added value and guarantee of product quality) and, mainly, because of the significant improvement, simplification, price reduction and speed of the molecular techniques of DNA analysis, which are all based on the use of the polymerase chain reaction (PCR) and its variants. A small sample of product is used to isolate the total DNA with variable concentrations and integrity. This DNA contains the information, located in pre-selected and trialled molecular markers and appropriate for the identification of the species or geographic origin. The methodologies that enable this information to be read are very diverse and sorne of the most commonly used are analyses of single-strand conformation polymorphism (PCR-SSCP), restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) in PCR products, Forensically lnformative Nucleotide Sequencing (FINS) and specific detection systems for real-time PCR (PCR-RT). The types of data that enable conclusions to be obtained about the nature of the sample are different and specific to each methodology. The results of PCR-RFLP and PCR-SSCP analyses consist of electrophoretic models with specific bands of each species/population. In PCR-RFLP the bands seen are produced following digestion with restriction enzymes of the PCR product, while in PCR-SSCP the bands presentare the result of the differential migration of the denatured chains of the PCR product. The differences in these models are based on underlying differences in the DNA sequence, which is read and subjected to a comparative analysis using the FINS methodology, using methods of phylogenetic inference. On the other hand, real-time PCR methodologies make it possible to detect differences in the sequences via fluorescent monitoring of the PCR reaction, also enabling the realisation of quantitative analyses.

ANFACO CECOPESCA

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Genetic Traceability

Species Identification

Methodologies

Selection of diagnostic sequen ces

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