色谱-质谱联用的食品组学技术在食品科学研究中的应用

食品组学是近年来新兴的利用基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等系统生物学的分析思路和方法研究食品科学的一类技术,被广泛用于食品营养、食品安全及食品溯源等研究中。色谱与质谱的联用将色谱对复杂生物体系的高分离能力与质谱的高灵敏度、高分辨率、高选择性等优点相结合,具有分析速度快、定性定量结果准确、样品用量少等特点,是目前食品组学研究中一种强有力的检测技术。本文综述了基于色谱-质谱联用的食品组学技术的分析流程及该技术在食品营养品质、食品加工及贮藏、食品溯源及真伪鉴别、食品中农药残留、食品过敏原五个方面的应用,并提出了该技术的发展趋势及展望,旨在为食品科学与质量安全研究提供理论参考。     

代谢组学技术在食品安全风险监测中的研究进展

代谢组学是一种基于高通量检测技术的大数据分析方法,广泛应用于药物研究、临床诊断、环境保护和植物育种等工作中。随着食品安全形势的不断变化发展,人们对食品质量的要求不断提高,在常规的符合性检验出现局限性的情况下,代谢组学技术显示出了巨大应用潜力,在食源性致病菌的检测、食品掺假及品质鉴别、食品产地溯源以及转基因食品安全等方面得到了广泛应用。组学技术具有高通量、高准确性、全景分析、技术灵活等特点,可以作为现行食品安全评价标准的有力补充,也为食品安全风险监测中疑难问题提供了新的思路和技术手段。本文主要介绍了代谢组学的概念、分类、研究平台和统计方法。重点阐述了代谢组学技术在食品安全风险监控中的应用,为后续相关领域内的进展情况及发展趋势提供参考。     

代谢组学在食品品质研究中的应用进展

随着经济的快速发展和生活水平的不断提高,食品的营养价值、品质安全受到人们的广泛关注。代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学后的一门新兴组学,日益成为食品科学研究中一种重要的分析技术。代谢处于生命活动调控的末端,相较于其他组学,代谢组学更接近表型。作为一种新型研究手段,代谢组学从整体水平上研究生命体代谢活动和状态,对生物体系中的小分子化合物进行定性定量研究,具有高通量、高灵敏性和高准确性等特点,可以有效克服传统方法的局限性。本文概述了代谢组学的概念、研究方法、分析技术,并介绍了近年来国内外对代谢组学在食品营养、食品安全、食品加工、食品溯源及转基因食品等方面的应用与研究进展,为后续研究提供参考。     

代谢组学技术及其在食品鉴别中的应用

代谢组学作为系统生物学的一支,已被广泛应用到各个研究领域。主要简述了代谢组学技术及其在食品质量和产地来源鉴别中的应用,通过分析表明：代谢组学技术在食品质量检测、食品产地来源鉴别等方面有着很好的应用前景。但在实际应用中仍存有问题,有待进一步深入研究。     

脂质组学在食品质量安全领域的应用进展

脂质在不同食品中组成各有差别,影响着食品的品质、营养和卫生,是人体重要的能量和营养来源,与许多慢性疾病（如心脑血管病、癌症、阿尔茨海默病、糖尿病等）的发生发展有直接的联系。脂质营养的深入研究不仅对食品质量安全,还对临床医学和农牧业生产等多个领域产生影响。随着脂质分离检测技术的快速发展,产生了一门系统分析脂质的新兴学科——脂质组学。作为代谢组学最重要的分支之一,脂质组学广泛应用于食品脂质的研究中。本文介绍了脂质组学的研究流程,并重点对脂质组学在食品成分分析、品质判别、真伪鉴别、产地溯源和食品安全的应用进行综述,最后总结了脂质组学在食品质量安全领域的局限性并予以展望,以期为脂质组学在食品质量安全领域的应用提供借鉴与参考。     

食品组学技术在食品安全风险控制中的应用

在食品安全性被高度重视的今天,常规的食品分析检测技术已经不能满足食品安全发展的需要,食品组学极大地丰富了食品安全检测技术。在食品真伪鉴别、产地溯源、产品质量控制、食品微生物、转基因成分、农药兽药残留、过敏原和生物毒素检测中成功应用了转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学技术,这将为食品安全甚至整个食品工业产生深远影响,也为现行的食品安全风险评价体系提供一种新的思路和方法。     

GC/MS代谢组学技术在食品分析中的应用进展

近年来,由于衍生化技术的发展,基于气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC/MS）的代谢组学技术正在成为分析挥发性化合物和非挥发性化合物的常用工具。该文从食品鉴别与鉴定、代谢物表征分析、非生物性应激反应评估、食品采后加工优化、食品生长和加工过程监测、食品质量评估与预测、食品货架期和保藏期评估等方面综述GC/MS 代谢组学技术在食品领域中的应用进展,为食品代谢组学研究及改进食品工业的生产过程提供参考。     

代谢指纹分析及其在食品科学中的应用

代谢指纹分析是代谢组学的重要研究手段之一,它具有快速、高通量、全局分析的特点。文中在总结国内外近几年来有关代谢指纹分析研究开发与应用文献的基础上,对其概念与分类、分析流程及其在营养代谢性标记物研究、物质代谢规律研究、膳食调查与评价、食品原料差异性鉴别、食品质量评价与追溯等方面的应用,并对该技术在食品科学中应用进行了综述。     

基于1H NMR的代谢组学技术在食品掺假及溯源分析中的研究进展

受产地、加工、贮存以及运输过程中的各种影响,引起食品的复杂性和可变性,导致食品的掺假及溯源分析具有一定的挑战性。现有的食品掺假溯源方法主要集中在理化测试及分子生物学技术等方面,相关鉴别的准确性有待提高。基于核磁共振氢谱（1H NMR）的代谢组学技术与多元统计分析相结合,可以完整地描述食品的整体特征,收集食品的产地、品质等信息,近来在食品领域应用较为广泛,已成为食品质量分析和溯源等的有力工具。本文阐述了1H NMR组学技术在农产食品掺假及溯源分析中的应用进展,在概述1H NMR技术原理的基础上,针对1H NMR与化学计量学分析方法的结合及其应用进行了介绍,对其在典型性食品的掺假及产地溯源上的研究进行了概括总结,旨在为1H NMR组学技术在食品品质分析中的研究及应用提供理论参考。     

脂质组学技术及其在水产中的应用研究进展

脂质组学是继蛋白组学、代谢组学之后,研究生物不同脂质分子的化学结构、生物功能及其在代谢调控中的动态变化,揭示脂质在生物样本中代谢调控机制的学科。水产品是农业和食品领域中的一门重要分支,脂质组学这一新兴学科正逐步扩展延伸到水产品相关技术邻域,为水产品的代谢、加工、贮藏、营养等研究提供了更为有效的技术手段,为学科注入了新的活力。随着脂质提取方法的发展和分析技术的不断创新,水产品脂质组学正逐渐走向成熟。本文探讨了目前脂质组学研究中几种常用的脂质提取方法和分析技术,并从脂质轮廓出发,对脂质组学在水产品研究中的应用和发展做出总结。目前脂质组学在水产品中的应用所涉及的方面广泛,如加工贮藏、功能营养、代谢疾病等,并且发展迅速,正逐步朝着规模性整体性的方向发展,有着无限的潜力。     

微生物代谢组学研究及应用进展

代谢组学是系统生物学的重要研究领域,具有独特的优势。近年来,微生物代谢组学这一新兴领域已受到广泛的关注,它不仅提供了代谢途径的广阔图谱,而且还阐明了微生物与宿主之间的相互作用机制。本文主要阐述了微生物代谢组学研究过程中样品制备、代谢物分析鉴定以及数据分析等主要研究方法,介绍了微生物代谢组学在乳酸菌、肠道菌群、病原菌以及食品和营养学研究领域中的研究进展及其应用,并讨论了微生物代谢组学中的主要问题和发展趋势。     

代谢组学在食品发酵研究中的应用现状及展望

介绍代谢组学的概念、特性和技术平台.综述代谢组学在食品发酵研究中的应用现状,包括发酵菌种筛选、分类和鉴定,功能基因研究和代谢途径解析,发酵过程调控和工艺优化等多个方面.分析当前存在的问题,并对代谢组学在食品发酵研究中的发展前景作展望.     

多组学技术及其在食品研究中的应用

近年来,组学因其在揭示生物体内复杂生化作用及宏观调控动态网络体系机制方面作用突出,受到食品和营养领域研究学者的广泛关注,并已被应用于食品领域研究中。文章从组学基本概念出发,重点阐述了基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学在食品领域的应用研究,并展望了利用组学工具进行食品原料控制、品质提升与安全机理剖析的应用前景。     

小麦代谢组学技术及研究进展

代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新发展的一门学科,真正反映在生物体内已经发生的生命活动,揭示生物体在特定时间、特定条件下的整体功能性状态,为生物体内在规律的研究提供信息,在植物学研究中得到广泛关注。本研究主要介绍了代谢组学常用的高通量检测技术(如核磁共振、气相色谱-质谱联用、超高压液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用等)、数据分析方法、检索数据库等,对比了不同检测方法的优缺点。小麦作为世界上的主要的粮食作物之一,在代谢组学方面也有相关研究。本文重点概述了发芽小麦代谢组学的研究现状,通过分析代谢物及小麦理化性质,揭示了小麦萌发的主要能量来自糖酵解,同时增加有益活性成分,为了解在代谢水平上的谷物种子萌发的生化机制及代谢产物发生的系列变化提供了理论基础。     

Metabolomics-assisted biotechnological interventions for developing plant-based functional foods and nutraceuticals

Today, the dramatic changes in types of food consumed have led to an increased burden of chronic diseases. Therefore, the emphasis of food research is not only to ensure quality food that can supply adequate nutrients to prevent nutrition related diseases, but also to ensure overall physical and mental-health. This has led to the concept of functional foods and nutraceuticals (FFNs), which can be ideally produced and delivered through plants. Metabolomics can help in getting the most relevant functional information, and thus has been considered the greatest –OMICS technology to date. However, metabolomics has not been exploited to the best potential in plant sciences. The technology can be leveraged to identify the health promoting compounds and metabolites that can be used for the development of FFNs. This article reviews (i) plant-based FFNs-related metabolites and their health benefits; (ii) use of different analytic platforms for targeted and non-targeted metabolite profiling along with experimental considerations; (iii) exploitation of metabolomics to develop FFNs in plants using various biotechnological tools; and (iv) potential use of metabolomics in plant breeding. We have also provided some insights into integration of metabolomics with latest genome editing tools for metabolic pathway regulation in plants.     

Untargeted metabolomics by liquid chromatography-mass spectrometry for food authentication: A review

Food fraud is currently a growing global concern with far-reaching consequences. Food authenticity attributes, including biological identity, geographical origin, agricultural production, and processing technology, are susceptible to food fraud. Metabolic markers and their corresponding authentication methods are considered as a promising choice for food authentication. However, few metabolic markers were available to develop robust analytical methods for food authentication in routine control. Untargeted metabolomics by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) is increasingly used to discover metabolic markers. This review summarizes the general workflow, recent applications, advantages, advances, limitations, and future needs of untargeted metabolomics by LC-MS for identifying metabolic markers in food authentication. In conclusion, untargeted metabolomics by LC-MS shows great efficiency to discover the metabolic markers for the authenticity assessment of biological identity, geographical origin, agricultural production, processing technology, freshness, cause of animals’ death, and so on, through three main steps, namely, data acquisition, biomarker discovery, and biomarker validation. The application prospects of the selected markers by untargeted metabolomics require to be valued, and the selected markers need to be eventually applicable at targeted analysis assessing the authenticity of unknown food samples.