李惠鈺

代謝組學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，代謝組學并沒有像蛋白質(zhì)組學那樣出現(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者防不勝防，食品摻假已成為中國食品安全的最大危機。

為確保消費者利益，鑒別食品品質(zhì)特別是產(chǎn)地溯源成為食品分析技術攻關的重點方向。筆者從多家檢測公司推出的新產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，代謝組學在食品真?zhèn)畏治鲋械膽闷毡楸豢春?。隨著代謝組學的進一步研究，食品真?zhèn)斡型粶y便知。

真?zhèn)舞b定成熱門領域

“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)濟利益驅(qū)動下，食品工業(yè)生產(chǎn)中虛報原產(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開始應用到食品品質(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)品安全檢測技術與質(zhì)量控制國際論壇上，食品安全檢測領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，北京出入境檢驗檢疫局研究員史喜菊稱，觀察微結構的顯微鏡法、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)等領域，低場核磁共振技術憑借無損、快速、結合成像更直觀等優(yōu)勢有著廣泛的應用，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，就能同時測定物質(zhì)的多種成分數(shù)據(jù)，如今也被用于多種食品摻假的鑒別。

值得關注的是，近年來，橄欖油、蜂產(chǎn)品和葡萄酒等高附加值進口食品也開始發(fā)現(xiàn)摻假問題。中國檢驗檢疫科學研究院農(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一步提升。

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

生命科學分析儀器公司Sciex應用市場發(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定檢測策略應該具備四個因素：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（標志物）、鑒定標志物組成。

在他看來，代謝組學技術側(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。

代謝組學有望成為利器

作為系統(tǒng)生物學的一個重要分支，代謝組學在藥物研究、疾病診斷、植物育種、環(huán)境科學等領域被廣泛應用。

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

“代謝組學大規(guī)模分析代謝物，聚焦最廣泛的小分子而不是只關注某組代謝物。”王祝偉表示，代謝組學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)物的變化或其隨時間的變化。

根據(jù)研究對象和目的的不同，代謝組學分析技術可分為靶向代謝組學和非靶向代謝組學，已知的和未知的化學物質(zhì)都可進行分析。可以說，當傳統(tǒng)的感官指標評價和常規(guī)質(zhì)量指標的檢測不能有效區(qū)分摻假和假冒偽劣食品時，利用代謝組學技術可以快速、準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無法識別的代謝物成分進行代謝物指紋分析，傳統(tǒng)方法無法做到這一點。

王祝偉進一步表示，高分辨精確質(zhì)量質(zhì)譜結合代謝組學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。

實際應用有待進一步研究

多位專家的觀點是，代謝組學最顯著的特征在于它的整體分析能力，更強調(diào)外源性物質(zhì)對生物體所產(chǎn)生的整體性效應，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，代謝組學并沒有像蛋白質(zhì)組學那樣出現(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，鑒定標記物仍是目前代謝組學應用的瓶頸之一。

美國《分析化學》雜志曾發(fā)文指出，目前，代謝組學面臨許多挑戰(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。

上述文章認為，人們期待著代謝組學的巨大進步，利用幾乎不需要進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（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），將增強食品代謝組學研究的關聯(lián)性。另外，毛細管電泳技術以及毛細管質(zhì)譜聯(lián)用技術都是代謝組學研究的理想工具，因為它們不需要大量的樣品制備，應用范圍廣，效率高，分辨率高以及樣品消耗量低。