食品真伪 一测便知
2016-05-03 16:37     (点击:)

              

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代谢组学最显著的特征在于它的整体分析能力,可以更好地反映环境(地理、气候等)对食品组成成分的影响。不过,代谢组学并没有像蛋白质组学那样出现迅速趋热的现象,而是呈现出了一种缓慢上升的趋势。

■本报记者 李惠钰

掺有银耳的燕窝、冒充优质原产地的红酒、牛肉食品中掺杂马肉、凉山虫草冒充冬虫夏草……商家高明的造假手段让消费者防不胜防,食品掺假已成为中国食品安全的最大危机。

为确保消费者利益,鉴别食品品质特别是产地溯源成为食品分析技术攻关的重点方向。记者从多家检测公司推出的新产品中发现,代谢组学在食品真伪分析中的应用普遍被看好。随着代谢组学的进一步研究,食品真伪有望一测便知。

真伪鉴定成热门领域

“一方水土养一方人”,万物亦是如此。受地域、生长环境、气候等方面的影响,原材料的产地成为判断食品优劣的参考因素之一,比如安徽的黄山毛峰、贵州的茅台酒、江苏的镇江香醋等。

但在巨大的经济利益驱动下,食品工业生产中虚报原产地、食品中掺杂便宜原材料等造假现象屡禁不止。正因如此,越来越多的分析技术开始应用到食品品质和产地鉴别中来。

在日前召开的第五届中国食品与农产品安全检测技术与质量控制国际论坛上,食品安全检测领域的专家就针对各种层出不穷的食品造假(掺假)事件提出了诸多有效的方法。

例如对于肉制品的种属特性的鉴定,北京出入境检验检疫局研究员史喜菊称,观察微结构的显微镜法、检测核酸的PCR和酶切以及荧光PCR法比较常用,未来趋向于高通量、快速、简便的方法,如液质联用技术和试纸条等。

而在粮食油脂、畜肉及奶制品、发酵与营养等领域,低场核磁共振技术凭借无损、快速、结合成像更直观等优势有着广泛的应用,如粮食品质分级、油脂品质检测、果蔬无损检测、微生物发酵监测、肉品水分迁移等。

另外,红外光谱技术能在几十秒甚至几秒内,仅通过对样品的一次红外光谱的简单测量,就能同时测定物质的多种成分数据,如今也被用于多种食品掺假的鉴别。

值得关注的是,近年来,橄榄油、蜂产品和葡萄酒等高附加值进口食品也开始发现掺假问题。中国检验检疫科学研究院农产品安全研究中心主任陈颖表示,随着新的食品安全问题逐渐凸显,我国检测能力还有待进一步提升。

陈颖表示,以前的安全检验鉴定、溯源等多为定向筛查,但新使用的化合物等不在我国标准中,就要采取非定向筛查,今后还须加强基于大数据和多维识别等前沿技术的预警和溯源研究。

生命科学分析仪器公司Sciex应用市场发展部经理王祝伟在第九届中国北京国际食品安全高峰论坛上称,常规的食品分析检测只检测目标化合物,往往不能检出这些掺假食品。而新型真伪鉴定检测策略应该具备四个因素:获得表征所有成分的全谱、数据要具有可回溯性、找到差异性化合物(标志物)、鉴定标志物组成。

在他看来,代谢组学技术侧重于食品所有成分组成的整体定性定量分析,因此将组学概念引入到食品质量监控,包括食品真伪鉴定和溯源分析,将是大势所趋。

代谢组学有望成为利器

作为系统生物学的一个重要分支,代谢组学在药物研究、疾病诊断、植物育种、环境科学等领域被广泛应用。

“通俗意义上,代谢组学是通过统计学的分析手段,比较两组或多组样本之间的差异,寻找并鉴定生物标志物,从而进行代谢通路的分析,揭示生物学意义。”王祝伟称。

“代谢组学大规模分析代谢物,聚焦最广泛的小分子而不是只关注某组代谢物。”王祝伟表示,代谢组学是通过考察生物体系受刺激或扰动后,观察相对分子量小于1200道尔顿的小分子代谢产物的变化或其随时间的变化。

根据研究对象和目的的不同,代谢组学分析技术可分为靶向代谢组学和非靶向代谢组学,已知的和未知的化学物质都可进行分析。可以说,当传统的感官指标评价和常规质量指标的检测不能有效区分掺假和假冒伪劣食品时,利用代谢组学技术可以快速、准确地鉴定出掺假食品。

以最为常见的红酒产地鉴定为例,王祝伟称,通过代谢指纹图谱与代谢轮廓分析中产生的海量色谱和光谱的数据,就能够鉴定葡萄酒的种类、来源甚至酿造年份。

判断用来酿酒的葡萄质量的传统方法一般为分别测定其糖分、酸度、pH 和总酚含量,而通过建立不同葡萄酒产区成熟葡萄的代谢物指纹图谱,则可以通过已识别和一些暂时无法识别的代谢物成分进行代谢物指纹分析,传统方法无法做到这一点。

王祝伟进一步表示,高分辨精确质量质谱结合代谢组学的分析方法也将是饮品真伪鉴别和溯源分析的最好手段。

实际应用有待进一步研究

多位专家的观点是,代谢组学最显著的特征在于它的整体分析能力,更强调外源性物质对生物体所产生的整体性效应,可以更好地反映环境(地理、气候等)对食品组成成分的影响。

不过,代谢组学并没有像蛋白质组学那样出现迅速趋热的现象,而是呈现出了一种缓慢上升的趋势。王祝伟表示,鉴定标记物仍是目前代谢组学应用的瓶颈之一。

美国《分析化学》杂志曾发文指出,目前,代谢组学面临许多挑战,如代谢物数据库的发展和增长就是业界亟待解决的重要问题。到目前为止,所有的代谢产物中仅有一小部分被鉴别,并收录在代谢物质数据库中,大多数自然产生的代谢物质还仍然是未知的。

上述文章认为,人们期待着代谢组学的巨大进步,利用几乎不需要进行样品制备的新型质谱接口,以及利用MALDI成像质谱能够分析组织及单细胞水平的蛋白质的代谢产物,获得特定分子空间分布的信息。样品制备方法以及分析平台的改进(包括更高灵敏度的NMR系统与在线质谱联用的可能性),将增强食品代谢组学研究的关联性。另外,毛细管电泳技术以及毛细管质谱联用技术都是代谢组学研究的理想工具,因为它们不需要大量的样品制备,应用范围广,效率高,分辨率高以及样品消耗量低。

                                                             转自《中国科学报》 (2016-05-03 第6版 前沿)
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