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脂质组学在食品质量安全领域的应用进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-12
核心提示:脂质是生命体中具有独特生理功能活性的小分子有机物,对维持生理动态平衡至关重要。脂质的种类和结构复杂多样,Lipid Maps将脂质分为8大类,即脂肪酰类(FA)、甘油酯类(GL)、甘油磷脂类(GP)、鞘脂类(SP)、固醇脂类、孕烯醇酮脂类、糖脂类和多聚乙烯类。
   脂质是生命体中具有独特生理功能活性的小分子有机物,对维持生理动态平衡至关重要。脂质的种类和结构复杂多样,Lipid Maps将脂质分为8大类,即脂肪酰类(FA)、甘油酯类(GL)、甘油磷脂类(GP)、鞘脂类(SP)、固醇脂类、孕烯醇酮脂类、糖脂类和多聚乙烯类。
 
  中国检验检疫科学研究院的胡 谦、张九凯*、韩建勋等人简要地介绍了脂质组学的研究流程,主要针对脂质组学在食品成分分析、品质判别、真伪鉴别和产地溯源的应用进行综述,旨在为脂质组学在食品的质量安全领域的应用提供借鉴和参考。
 
  1、脂质组学研究流程
 
  样品处理和制备
 
  食品的基质组成非常复杂,需要提取脂质以满足分离检测的要求。在有氧条件下脂质易发生氧化,并且脂质分子的酯键、乙烯基和酰胺键对酸碱敏感。在样品的贮藏和制备过程中需要在低温环境下进行,以控制脂质分子的氧化分解。
 
  脂质的分离
 
  脂质组学分析需采用先进的分离技术,主要有液相色谱(LC)和气相色谱(GC)。按不同的分离技术脂质组学主要分为直接输注质谱(DI-MS)脂质组学、GC-MS脂质组学和LC-MS脂质组学等。DI-MS脂质组学是将脂质样品直接注入质谱仪,不需额外监测色谱峰型和保留时间的漂移,电离抑制效应和基质效应的影响相同。但由于在样本中脂质种类复杂多样,相对丰度可能相差几个数量级,采用DI-MS技术有一定的局限性,存在低丰度脂质离子化受到抑制和同位素峰重叠的问题。
 
  质谱数据采集
 
  随着色谱技术、离子化方法、质量分析仪以及不同的串联方式的不断发展,特别是各种软电离离子化技术和高分辨质谱技术的发展,脂质组学的检测方法日渐丰富。ESI和APCI是脂质组学分析常用的电离模式,ESI可有效电离各类别脂质,而APCI适用于分析弱极性脂质和脂肪酸。三重四极杆质谱是脂质组学使用最广泛的技术,采用多反应检测扫描,或针对不同脂质类别采用前体离子扫描或中性丢失扫描。
 
  数据处理与分析
 
  脂质组学是综合表征食品中脂质的手段,会产生大量的多维数据。脂质组学作为代谢组学的一个分支,数据处理与分析同代谢组学类似,一般需要对多维的数据进行降维处理。已有文献综述了脂质组学数据处理与分析的方法,本文将不再赘述。
 
  2、脂质组学在食品质量安全研究中的应用
 
  成分分析
 
  脂质组学已广泛用于分析食品的脂质,为功能组分分析、加工副产物利用和油料资源开发奠定了基础。但食品中复杂多样的脂质结构与组成使得异构脂质难以完全分离,且不能区分脂肪酰基链位置异构和双键位置异构。相信随着脂质分离技术和检测技术的发展,其对脂质的分析能力将不断提高,这有助于深入研究脂质功能。
 
  品质判别
 
  基于质谱的脂质组学不仅在食品成分分析中得到应用,还可用于食品的品质判别。脂质的氧化水解是影响肉及肉制品营养、品质和安全性的重要因素之一。
 
  真伪鉴别
 
  现代食品产业掺假现象严重干扰了食品产业的健康发展。脂质在不同食品中的组成与含量上的差异使得脂质可作为食品真伪鉴别的靶标。脂质组学已用于筛查食品脂质标志物,实现了食用油、乳制品和谷物等的真伪鉴别。
 
  产地溯源
 
  产地不同导致食品的营养价值和经济价值产生差异,脂质组学已用于食品产地溯源的研究中。有研究者研究了4 个产地杏仁中的磷脂和TG,提出m/z 833.6与m/z 835.6相对丰度的比值和m/z 821.6相对丰度可用于鉴定不同产地的杏仁。
 
  食品安全
 
  食品加工过程中脂质会发生各种反应,如热氧化、水解、热聚合和美拉德反应等。脂质的变化会影响食品品质的变化,进而影响食品的安全性。油炸是一种常见的食品加工方式,不仅影响食用油的使用寿命,也影响油炸食品的质量,会产生大量氧化产物、聚合物、多环芳烃、氯丙醇和缩水甘油酯,对人体健康构成极大威胁。
 
  结 语
 
  本文简要介绍了脂质组学的工作流程,并总结了脂质组学在食品质量安全领域的应用。总体来说,脂质组学在食品质量安全的研究还处于初始阶段,相比其他组学技术起步较晚,研究内容主要集中于食品脂质成分分析、有害氧化产物研究、不同产地与真伪食品的差异脂质研究等。脂质组学的研究还存在某些制约因素有待进一步解决和突破。首先,脂质化合物结构非常复杂,实验样本中可能包含几千种不同的脂质分子,目前的技术手段还难以分离并检测所有的脂质分子;其次,每种脂质在一个复杂的脂质提取物中的浓度跨度会达到几个数量级,因此对脂质成分的准确定量分析还存在技术瓶颈;另外,由于许多脂质难以合成,脂质组学缺少标准物作为标准,这严重限制了脂质的鉴定和定量。只有详细了解脂质的脂肪酸酰化位置异构、双键位置异构、双键立体异构等,才能得到脂质分子的完整信息。
 
 
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