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Development of a Quantitative Real-time PCR Method to Determine the Total Bacterial Count in Fresh Poultry Meat

Entwicklung einer quantitativen Real-time PCR Methode zur Bestimmung der Gesamtkeimzahl in Geflügelfleisch

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Affiliation
1 Division of Food Quality and -Safety, Institute of Food Science and Human Nutrition, Leibniz University of Hanover , Germany

Raha Vatanparast
Division of Food Quality and -Safety, Institute of
Food Science and Human Nutrition, Leibniz
University of Hanover
Am Kleinen Felde 30
D-30167 Hanover, Germany
Tel. +49 511 7624571
raha.vatanparast@lw.uni-hannover.de

J. Food Safety Food Qual. 2015 , 66(2), 33–40; https://doi.org/10.2376/0003-925X-66-33
Abstract

A real-time PCR approach was developed to determine the total bacterial count in fresh poultry meat comparing the results with standard plate count technique. An initial nucleotide sequence analysis based on 16S rRNA PCR fragment was performed to estimate the bacterial diversity in poultry meat. 71 bacterial strains were identified among which the bacterial family Enterobacteriaceae and the genus Pseudomonas, and Lactobacillus were found to be predominant. The rpoB gene, encoding the ßsubunit of RNA polymerase, which has only one copy in the bacterial genome, was selected as an amplification target. The “total viable count (TVC)” of commercially obtained poultry meat samples was determined using standard plate count method. A DNA isolation process was performed subsequently. The primer set designed to target the highly conserved regions on the rpoB gene was applied to detect a wide range of bacteria on poultry meat samples. Using the “SYBR® Green I” system, a melting temperature analysis was performed to confirm the amplification specificity of the primer. The comparison of Ct-values obtained by real-time PCR analysis with the bacterial count resulting from the standard plate count method (Log10 CFU/g) showed a good correlation (R2 = 0.89, y = –2.73x + 47.52) over the range of 103 to 109 CFU/g of sample tissue. The student’s t-test has shown no significant diffe rence between the results of the two methods (p<0.001). The real-time PCR assay developed in this study has shown a robust potential to determine the total bacterial count on poultry meat. 

Zusammenfassung

Es wurde eine Real-Time PCR Methode entwickelt, um die Gesamtbakterienzahl in frischem Geflügelfleisch zu bestimmen. Die erhaltenen Ergebnisse wurden mit denen der klassischen Kulturmethode (DIN EN ISO: 2293: 1988) verglichen. Um das in Geflügelfleisch vorhandene Keimspektrum zu erfassen, wurden 16S rRNA PCR Sequenzen von Einzelkolonien, erhalten aus verschiedenen Fleischproben, analysiert. Hierbei wurden 71 Bakterienstämme identifiziert, wobei die Familie der Enterobacteriaceen und die Genera Pseudomonas und Lactobacillus vorherrschend waren. Als PCR-Zielsequenz wurde das rpoB-Gen, welches die ß-Untereinheit der RNA Polymerase kodiert und im bakteriellen Genom als Einzelkopie vorliegt, ausgewählt. Mittels der klassischen Kulturmethode wurde die Gesamtbakterienzahl in Geflügelfleischproben verschiedener Hersteller bestimmt. Aus diesen Proben wurde die bakterielle DNA isoliert. Ein Primer-Paar zur Detektion der hochkonservierten Regionen des rpoB-Gens wurde entwickelt, um den Großteil der in Geflügelfleisch vorkommenden Keime zu erfassen. Zur Bestätigung der Spezifität der PCR, die ein SYBR® Green I Detektionssystem beinhaltete, wurde eine Schmelzkurzvenanalyse an die PCR angeschlossen. Die mittels Real-Time PCR ermittelten Ct-Werte wurden mit den Ergebnissen der Standardkulturmethode (lg KbE/g) korreliert. Der Nachweisbereich erfasste 103 bis 109 KbE/g und wies eine gute Korrelation auf (R2 = 0.89, y = –2.73x + 47.52). Die statistische Überprüfung der Korrelation mittels des Studentt- Tests ergab keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Ergebnisse der beiden verglichenen Methoden (p<0.001). Die in dieser Studie entwickelte Real-Time PCR Methode hat das Potential, zur Bestimmung der Gesamtbakterienzahl in Geflügelfleisch eingesetzt zu werden. 

Keywords
rpoB gene
total viable count (TVC)
spoilage bacteria
Schlüsselwörter
rpoB Gen
Gesamtbakterienzehl
Verderbnis erregende Bakterien
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