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郭騰. 食品表徵和真偽鑑別已成為食品質量安全領域新興的研究熱點和重要研究內容，應用於食品假冒的新技術和新方法不斷湧現。 組學技術是生物科學領域廣泛應用的一種研究方法，包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學，可以幫助科學家在分子水平上對食品樣品進行綜合分析，幫助確定食品的成分和變化，從而判斷其真實性和質量。
基於蛋白質組學的肉類鑑定技術。
蛋白質組學研究特定條件下蛋白質整體水平的存在和活性，不僅可以識別蛋白質型別，還可以對蛋白質進行定量，為分析不同物種、產地和成熟階段食品的蛋白質組成和含量提供了新的思路。 基於高解像度質譜技術的蛋白質組學近年來發展迅速，一次實驗即可鑑定數千種蛋白質，已成為食品安全控制的有力研究手段。 目前，蛋白質組學已應用於物種鑑定、原產地追溯、質量研究、摻假造假等多個領域。
近年來，肉摻假事件層出不窮，在利益的驅使下，非法經營者利用廉價的雞鴨、豬肉、馬肉等偽造的牛羊肉製品，嚴重侵犯了消費者權益和食品公平交易，同時也給食品安全帶來了極大的隱患。 我們的水力學應用團隊將 Orbitrap Exploris 480 超高解像度質譜儀系統與 Proteome Discoverer 3 結合使用，進行基於資料依賴模式 （DDA） 的資料採集0豬、牛、羊肉樣品無標記定量蛋白質鑑定分析軟體，篩選不同肉類的特徵肽，根據特徵肽鑑定肉種，提高鑑定準確率，為肉類摻假檢測提供技術支援。 表1顯示了鑑定500 ng豬、牛和羊肉樣品的資料依賴性採集模式（DDA），這些樣品屬於肽組，在豬、牛和綿羊樣品中鑑定了蛋白質組。 採用Orbitrap高分辨質譜法鑑定不同物種的樣品，極大地豐富了分析結果中蛋白質和多肽的資訊，為後續物種特異性肽的篩選提供了充足的資料。
隨後，通過對豬、牛、羊樣品中蛋白質和肽列表的對比分析，在豬肉樣品中鑑定出10個特徵肽，在牛肉樣品中鑑定出10個特徵肽，在羊肉樣品中鑑定出7個特徵肽。 這些特徵肽主要來源於肉類中的峰值蛋白，如肌球蛋白、肌紅蛋白、血紅蛋白、熱休克蛋白等，具有物種特異性，可用於後續肉類摻假的定性和定量分析。 圖1以不同物種肌紅蛋白特徵肽的母離子色譜質譜提取峰及其次級碎片離子質譜圖為例，測得的碎片離子m z與理論m z偏差較小，譜圖質量較高，可作為後續定性和定量分析鑑定的參考。
圖1 不同物種肌紅蛋白特徵肽的色譜質譜提取峰和質譜圖。
為了模擬真實的摻假樣品，將豬肉樣品以不同比例混合到牛羊肉樣品中，以1：1：1的質量比製備豬牛羊肉混合樣品，以1：1的比例製備豬牛混合樣品，以1：1的比例製備豬羊混合樣品。 使用無標記定量蛋白質組學收集這些樣品，然後通過 Proteome Discoverer 軟體進行定量，以量化肉類樣品中蛋白質豐度的變化。
對上述每個樣品進行3次技術重複的肽豐度強度資訊計數，圖2a顯示每組樣品的肽訊號強度分布略有波動，結果具有良好的穩定性和重現性以豬：牛：羊肉混合樣品為例（圖2b），使用Proteome Discoverer軟體中的蛋白質標記模組顯示鑑定出的不同種類的蛋白質，結果表明，混合樣品中屬於豬、牛和羊的肽的比例分別為。 36% 和 3583%，與實際收股比例一致。 分別分析豬、牛、羊肉樣品和等比例混合樣品的質譜資料，採用PD軟體進行預處理，基於肽豐度值進行主成分分析（PCA聚類分析）。 如圖2c所示，將每組樣品的3個技術重複結果緊密聚合，純豬、牛、羊肉樣品位於象限，說明3個樣品之間的肽豐度存在明顯差異，鑑別效果良好。 同時，我們還發現，在PCA分析中，以等比例混合的樣品，以及與純豬、牛、羊樣品的樣品之間，也得到了有效的區分。
總結：基於超高解像度orbitrap的無標記定量分析方案可同時對多種肉類進行鑑別，為肉類摻假鑑別提供了強大的檢測平台，在食品真偽鑑別領域具有廣闊的應用前景。
基於代謝組學的食品質量分析和假冒檢測技術。
代謝組是基因組的延伸和末端，它研究與表型關係最密切的生物體的代謝終產物。 基因組和蛋白質組的變化不一定表達，也不一定影響系統，但小分子的產生和代謝是一系列事件的最終結果，可以更直接、準確地反映樣本（生物體）的變化以及它們之間的差異。 代謝組學可以看作是一種研究正規化，通過高資訊的化學指紋圖譜來表徵樣品中物質的小分子基團，從而發現差異並表徵其結構它是一種研究思路和工具策略。在食品科學領域，組學思想已被廣泛應用於食品安全和質量研究。
這是台灣國立成功大學的一項研究，基於Orbitrap高解像度質譜QE Plus，研究了鮮魚在儲存過程中小分子代謝物的變化，並試圖識別可以指示魚新鮮度的潛在標誌物。 實驗分3個階段進行：第一步是將魚肉在4點貯藏72 h，然後以全掃瞄模式採集M z 70 1000處所有樣品的MS1資訊，對資料進行比對、歸一化、濾波，得到487,924,375個有效特徵峰第二步，採用資料依賴性掃瞄模式（top n=10）獲得3批樣品共有的115個特徵峰，然後通過檢索高解像度文庫進行鑑定，其中8種代謝物可作為潛在的魚類新鮮度標誌物第3步，鮮魚肉分別在4、0h、24h、48h、72h貯藏，研究8個標記隨時間的變化趨勢，驗證其對魚新鮮度的指示作用。 研究結果表明，魚脂在貯藏過程中的酶解導致游離脂肪酸亞油酸（ALA）、二十二碳六烯酸（DHA）、花生四烯酸（AA）和亞油酸（LA）的積累。 隨著有氧呼吸的停止，脂肪酸的氧化迅速從線粒體轉移到過氧化物酶體，導致癸醯肉鹼減少。 隨後，ATP的產生停止，並產生大量可降解的化合物（尿嘧啶、次黃嘌呤和肌苷），導致魚變質。
此外，許多學者基於Orbitrap高解像度質譜儀，結合專業代謝組學軟體Compound Discoverer和脂質組學軟體LiPidSearch，研究了高附加值作物的產地溯源、不同品牌白酒或葡萄酒的差異、食品發酵過程中小分子基團的變化、乳製品的品質和摻假等， 等等，並取得了非常好的效果和效果。綜上所述，基本分析過程和思路如下：
總結：食品組學是近年來食品研究領域最受關注的研究內容之一，強調將食品作為乙個整體進行處理，並利用新興的、全面的、高通量的檢測技術來呈現食品對人類整體健康調節和營養平衡的貢獻，從而突破傳統意義上對食品中單個成分進行單獨研究的侷限性， 導致研究結果與實際情況相差較大。食品組學的未來：多組學工作流程整合。 我們可以提供全景式多維組學技術，幫助客戶實現資料發現、多層次資料處理，進而進行多層次資訊挖掘。
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食品組學