李惠鈺

代謝組學(xué)最顯著的特征在于它的整體分析能力，可以更好地反映環(huán)境（地理、氣候等）對食品組成成分的影響。不過，代謝組學(xué)并沒有像蛋白質(zhì)組學(xué)那樣出現(xiàn)迅速趨熱的現(xiàn)象，而是呈現(xiàn)出了一種緩慢上升的趨勢

摻有銀耳的燕窩、冒充優(yōu)質(zhì)原產(chǎn)地的紅酒、牛肉食品中摻雜馬肉、涼山蟲草冒充冬蟲夏草……商家高明的造假手段讓消費(fèi)者防不勝防，食品摻假已成為中國食品安全的最大危機(jī)。

為確保消費(fèi)者利益，鑒別食品品質(zhì)特別是產(chǎn)地溯源成為食品分析技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn)方向。筆者從多家檢測公司推出的新產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，代謝組學(xué)在食品真?zhèn)畏治鲋械膽?yīng)用普遍被看好。隨著代謝組學(xué)的進(jìn)一步研究，食品真?zhèn)斡型粶y便知。

真?zhèn)舞b定成熱門領(lǐng)域

“一方水土養(yǎng)一方人”，萬物亦是如此。受地域、生長環(huán)境、氣候等方面的影響，原材料的產(chǎn)地成為判斷食品優(yōu)劣的參考因素之一，比如安徽的黃山毛峰、貴州的茅臺酒、江蘇的鎮(zhèn)江香醋等。

但在巨大的經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動下，食品工業(yè)生產(chǎn)中虛報(bào)原產(chǎn)地、食品中摻雜便宜原材料等造假現(xiàn)象屢禁不止。正因如此，越來越多的分析技術(shù)開始應(yīng)用到食品品質(zhì)和產(chǎn)地鑒別中來。

在日前召開的第五屆中國食品與農(nóng)產(chǎn)品安全檢測技術(shù)與質(zhì)量控制國際論壇上，食品安全檢測領(lǐng)域的專家針對各種層出不窮的食品造假（摻假）事件提出了諸多有效的方法。

例如對于肉制品的種屬特性的鑒定，北京出入境檢驗(yàn)檢疫局研究員史喜菊稱，觀察微結(jié)構(gòu)的顯微鏡法、檢測核酸的PCR和酶切以及熒光PCR法比較常用，未來趨向于高通量、快速、簡便的方法，如液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)和試紙條等。

而在糧食油脂、畜肉及奶制品、發(fā)酵與營養(yǎng)等領(lǐng)域，低場核磁共振技術(shù)憑借無損、快速、結(jié)合成像更直觀等優(yōu)勢有著廣泛的應(yīng)用，如糧食品質(zhì)分級、油脂品質(zhì)檢測、果蔬無損檢測、微生物發(fā)酵監(jiān)測、肉品水分遷移等。

另外，紅外光譜技術(shù)能在幾十秒甚至幾秒內(nèi)，僅通過對樣品的一次紅外光譜的簡單測量，就能同時(shí)測定物質(zhì)的多種成分?jǐn)?shù)據(jù)，如今也被用于多種食品摻假的鑒別。

值得關(guān)注的是，近年來，橄欖油、蜂產(chǎn)品和葡萄酒等高附加值進(jìn)口食品也開始發(fā)現(xiàn)摻假問題。中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品安全研究中心主任陳穎表示，隨著新的食品安全問題逐漸凸顯，我國檢測能力還有待進(jìn)一步提升。

陳穎表示，以前的安全檢驗(yàn)鑒定、溯源等多為定向篩查，但新使用的化合物等不在我國標(biāo)準(zhǔn)中，就要采取非定向篩查，今后還須加強(qiáng)基于大數(shù)據(jù)和多維識別等前沿技術(shù)的預(yù)警和溯源研究。

生命科學(xué)分析儀器公司Sciex應(yīng)用市場發(fā)展部經(jīng)理王祝偉在第九屆中國北京國際食品安全高峰論壇上稱，常規(guī)的食品分析檢測只檢測目標(biāo)化合物，往往不能檢出這些摻假食品。而新型真?zhèn)舞b定檢測策略應(yīng)該具備四個(gè)因素：獲得表征所有成分的全譜、數(shù)據(jù)要具有可回溯性、找到差異性化合物（標(biāo)志物）、鑒定標(biāo)志物組成。

在他看來，代謝組學(xué)技術(shù)側(cè)重于食品所有成分組成的整體定性定量分析，因此將組學(xué)概念引入到食品質(zhì)量監(jiān)控，包括食品真?zhèn)舞b定和溯源分析，將是大勢所趨。

代謝組學(xué)有望成為利器

作為系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)重要分支，代謝組學(xué)在藥物研究、疾病診斷、植物育種、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

“通俗意義上，代謝組學(xué)是通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析手段，比較兩組或多組樣本之間的差異，尋找并鑒定生物標(biāo)志物，從而進(jìn)行代謝通路的分析，揭示生物學(xué)意義?！蓖踝シQ。

“代謝組學(xué)大規(guī)模分析代謝物，聚焦最廣泛的小分子而不是只關(guān)注某組代謝物。”王祝偉表示，代謝組學(xué)是通過考察生物體系受刺激或擾動后，觀察相對分子量小于1200道爾頓的小分子代謝產(chǎn)物的變化或其隨時(shí)間的變化。

根據(jù)研究對象和目的的不同，代謝組學(xué)分析技術(shù)可分為靶向代謝組學(xué)和非靶向代謝組學(xué)，已知的和未知的化學(xué)物質(zhì)都可進(jìn)行分析?？梢哉f，當(dāng)傳統(tǒng)的感官指標(biāo)評價(jià)和常規(guī)質(zhì)量指標(biāo)的檢測不能有效區(qū)分摻假和假冒偽劣食品時(shí)，利用代謝組學(xué)技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確地鑒定出摻假食品。

以最為常見的紅酒產(chǎn)地鑒定為例，王祝偉稱，通過代謝指紋圖譜與代謝輪廓分析中產(chǎn)生的海量色譜和光譜的數(shù)據(jù)，就能夠鑒定葡萄酒的種類、來源甚至釀造年份。

判斷用來釀酒的葡萄質(zhì)量的傳統(tǒng)方法一般為分別測定其糖分、酸度、pH值和總酚含量，而通過建立不同葡萄酒產(chǎn)區(qū)成熟葡萄的代謝物指紋圖譜，則可以通過已識別和一些暫時(shí)無法識別的代謝物成分進(jìn)行代謝物指紋分析，傳統(tǒng)方法無法做到這一點(diǎn)。

王祝偉進(jìn)一步表示，高分辨精確質(zhì)量質(zhì)譜結(jié)合代謝組學(xué)的分析方法也將是飲品真?zhèn)舞b別和溯源分析的最好手段。

實(shí)際應(yīng)用有待進(jìn)一步研究

多位專家的觀點(diǎn)是，代謝組學(xué)最顯著的特征在于它的整體分析能力，更強(qiáng)調(diào)外源性物質(zhì)對生物體所產(chǎn)生的整體性效應(yīng)，可以更好地反映環(huán)境（地理、氣候等）對食品組成成分的影響。

不過，代謝組學(xué)并沒有像蛋白質(zhì)組學(xué)那樣出現(xiàn)迅速趨熱的現(xiàn)象，而是呈現(xiàn)出了一種緩慢上升的趨勢。王祝偉表示，鑒定標(biāo)記物仍是目前代謝組學(xué)應(yīng)用的瓶頸之一。

美國《分析化學(xué)》雜志曾發(fā)文指出，目前，代謝組學(xué)面臨許多挑戰(zhàn)，如代謝物數(shù)據(jù)庫的發(fā)展和增長就是業(yè)界亟待解決的重要問題。到目前為止，所有的代謝產(chǎn)物中僅有一小部分被鑒別，并收錄在代謝物質(zhì)數(shù)據(jù)庫中，大多數(shù)自然產(chǎn)生的代謝物質(zhì)還仍然是未知的。

上述文章認(rèn)為，人們期待著代謝組學(xué)的巨大進(jìn)步，利用幾乎不需要進(jìn)行樣品制備的新型質(zhì)譜接口，以及利用MALDI成像質(zhì)譜能夠分析組織及單細(xì)胞水平的蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，獲得特定分子空間分布的信息。樣品制備方法以及分析平臺的改進(jìn)（包括更高靈敏度的NMR系統(tǒng)與在線質(zhì)譜聯(lián)用的可能性），將增強(qiáng)食品代謝組學(xué)研究的關(guān)聯(lián)性。另外，毛細(xì)管電泳技術(shù)以及毛細(xì)管質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)都是代謝組學(xué)研究的理想工具，因?yàn)樗鼈儾恍枰罅康臉悠分苽洌瑧?yīng)用范圍廣，效率高，分辨率高以及樣品消耗量低。