蛋白組學(xué)及其在食品科學(xué)研究中應(yīng)用分析

隨著基因組研究不斷深入，人們對(duì)生命科學(xué)的研究已經(jīng)發(fā)展到分子方向，通過生物體遺傳信息可研究生物體日常代謝，即蛋白質(zhì)代謝活動(dòng)研究——蛋白組學(xué)。

蛋白組學(xué)定義 上世紀(jì)末外國(guó)生物學(xué)家提出的基因組表達(dá)全部蛋白質(zhì)叫做蛋白質(zhì)組，主要內(nèi)容包括蛋白質(zhì)、修飾體、亞型蛋白質(zhì)等。在分子水平研究蛋白質(zhì)功能、修飾等特性，其最主要研究就是蛋白質(zhì)的表達(dá)和功能。蛋白組學(xué)主要研究技術(shù) 蛋白組學(xué)核心技術(shù)為分離技術(shù)和鑒定技術(shù)。通過蛋白質(zhì)信息學(xué)進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能分析，并對(duì)可能存在的功能進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)前主要由3中較為常見的蛋白組學(xué)技術(shù)，即質(zhì)譜鑒定技術(shù)、抗體芯片表面增強(qiáng)激光解析電離法檢測(cè)技術(shù)、質(zhì)譜聯(lián)用蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)。研究中采用何種方法主要取決于實(shí)驗(yàn)條件及研究目的。

蛋白組學(xué)在食品科學(xué)研究中的應(yīng)用

蛋白組學(xué)在糧油食品當(dāng)中的應(yīng)用 蛋白組學(xué)在食品科學(xué)研究中有重要作用，通過蛋白質(zhì)組學(xué)研究可從根本上提高農(nóng)作物產(chǎn)量及品質(zhì)。通過蛋白質(zhì)組學(xué)可改變農(nóng)作物形狀及其原有特性，使其具備抗倒伏、抗病蟲害、高產(chǎn)量、高品質(zhì)等特性。通過對(duì)比自然生長(zhǎng)型大豆蛋白質(zhì)組和人工干預(yù)型大豆蛋白質(zhì)組，人工干預(yù)型大豆蛋白質(zhì)組中含硫氨基酸濃度明顯較高，該氨基酸可有效提升大豆蛋白質(zhì)品質(zhì)。將人工干預(yù)型大豆制作成為食用油其營(yíng)養(yǎng)水平更高，種植小麥過程中將施加氮肥量不同作為對(duì)照因素，結(jié)果表明使用氮肥量較多的小麥蛋白質(zhì)中N元素含量較高，粒子飽滿程度也較高。蛋白組學(xué)在肉類食品當(dāng)中的應(yīng)用 動(dòng)物生長(zhǎng)伴隨肌肉生長(zhǎng)，紅肌和白肌纖維在此過程中起到的作用存在較大差異。肉類品質(zhì)較大程度由纖維性狀決定。蛋白組學(xué)研究得出以下結(jié)論：雞胸脯出纖維蛋白質(zhì)會(huì)隨著雞在不同生長(zhǎng)期呈現(xiàn)不同規(guī)律；當(dāng)牛的13種肌肉蛋白質(zhì)基因出現(xiàn)轉(zhuǎn)變將會(huì)導(dǎo)致牛骨骼肌出現(xiàn)生長(zhǎng)過度等情況，其中影響程度最大的是收縮蛋白和代謝蛋白。當(dāng)這些蛋白質(zhì)分泌量增加時(shí)會(huì)加速纖維生長(zhǎng)和收縮速度，但分泌量超過一定指標(biāo)便會(huì)影響肉類品質(zhì)。

蛋白組學(xué)在水產(chǎn)食品儲(chǔ)藏中的應(yīng)用 水產(chǎn)品是人類食物重要組成部分，其中尤以魚類、貝類、無脊椎動(dòng)物為主。水產(chǎn)品食物營(yíng)養(yǎng)較高，能夠提供人類所需多種營(yíng)養(yǎng)元素。國(guó)外學(xué)者曾以鱈魚為研究情況，設(shè)置11種不同冷藏對(duì)照組作為研究對(duì)象，觀察期蛋白質(zhì)圖譜。結(jié)果顯示隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增長(zhǎng)，鱈魚肌肉纖維中的多種蛋白質(zhì)水平均發(fā)生顯著變化，從而導(dǎo)致鱈魚肉質(zhì)變差。另外通過對(duì)低氧、低溫條件下的斑馬魚進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)其蛋白纖維也會(huì)受到一定影響。

蛋白組學(xué)在乳品食品當(dāng)中的應(yīng)用 蛋白質(zhì)水解變形程度是乳品食品品質(zhì)關(guān)鍵因素。蛋白質(zhì)出現(xiàn)水解反應(yīng)后產(chǎn)生的肽類物質(zhì)就是促使乳品食品具有獨(dú)特味道的原因，其本身具備獨(dú)特的蛋白組學(xué)特性。研究表明若將蛋白質(zhì)編碼數(shù)個(gè)關(guān)鍵基因去除會(huì)造成β—酪氨酸尾端出現(xiàn)10個(gè)左右轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，造成細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)能力下降。通過對(duì)奶酪品研究表明，發(fā)酵類嗜熱乳酸菌蛋白質(zhì)水解后差異明顯，β—絡(luò)氨酸水解能力最強(qiáng)，而一些磷酸肽蛋白質(zhì)可能無法被水解。

蛋白組學(xué)的出現(xiàn)為食品科學(xué)研究指明方向，同時(shí)也為食品科學(xué)研究奠定良好平臺(tái)。蛋白組學(xué)的出現(xiàn)時(shí)蛋白質(zhì)功能的重大突破，通過蛋白組學(xué)可提供參與決定食品種類、品質(zhì)、功能、安全等各種過程蛋白質(zhì)生理機(jī)制和結(jié)構(gòu)功能等多種信息。

未來食品科學(xué)研究中基因和蛋白質(zhì)組不會(huì)單獨(dú)發(fā)揮作用，而是聯(lián)合成為一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)生成有機(jī)體及各種組織器官。蛋白質(zhì)組學(xué)研究對(duì)食品科學(xué)有重要影響，通過蛋白組學(xué)研究不僅能夠提高食品安全，還能改善食品制作和儲(chǔ)存條件，提升食品口感及營(yíng)養(yǎng)程度，為食品科學(xué)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

□劉舒新 山東省青島第九中學(xué)