代谢组学在发酵食品有毒代谢产物分析中的研究进展

食品发酵过程中可形成一些有毒代谢产物,对发酵食品产生了一定的安全隐患。代谢组学作为一门新兴技术,可对生物代谢过程中产生的小分子代谢产物实现实时分析与监测。应用气相色谱-质谱联用、离子色谱、反相高效液相色谱、高效液相色谱结合串联质谱、液相色谱-电喷雾电离飞行时间质谱等代谢组学技术分析酒饮料、葡萄酒、奶酪、香肠、酱油等食品中的有毒代谢产物,可实时监测食品发酵过程中的氨基甲酸乙酯、生物胺和亚硝酸盐的形成与变化状况,为提高发酵食品的安全控制水平和推动代谢组学在发酵食品领域的应用提供借鉴与参考。     

脂质组学在食品科学领域的研究现状与展望

脂质是食品中基本营养成分之一,具有许多生物功能和营养学功能。脂质组学是研究脂质代谢的重要手段。随着色谱与质谱联用技术的发展,脂质分析手段不断完善,脂质组学也取得许多进展。本文主要从食品生物化学、食品营养学、食品质量安全控制学、食品加工学、食品贮藏等5个方面介绍脂质组学在食品科学领域中的研究现状,并探索脂质组学在食品领域中巨大的发展空间。     

代谢组学技术在植物源性食品研究中的应用研究进展

代谢组学以生物系统中的细胞在特定条件下所有小分子代谢物为研究对象,定性并定量描述生物内源性代谢物及其对内因和外因变化的应答规律。近年来代谢组学技术成为食品科学研究中不可或缺的工具,尤其是在以植物为原材料进行加工或直接食用的植物源性食品中,代谢组学技术广泛用于检测不易挥发性化合物。本文简要介绍代谢组学主要技术平台、研究流程和统计方法,着重论述代谢组学在植物源性食品的品质鉴定、安全性及防伪评估、原料动态监控以及食品分类中的应用现状及发展趋势。     

代谢组学在食品品质研究中的应用进展

随着经济的快速发展和生活水平的不断提高，食品的营养价值、品质安全受到人们的广泛关注。代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学后的一门新兴组学，日益成为食品科学研究中一种重要的分析技术检测技术。代谢处于生命活动调控的末端，相较于其他组学，代谢组学更接近表型。作为一种新型研究手段，代谢组学从整体水平上研究生命体代谢活动和状态，对生物体系中的小分子化合物进行定性定量研究，具有高通量，、高灵敏性和高准确性等特点，可以有效克服传统方法的局限性。本文概述了代谢组学的概念、研究方法、分析技术，并介绍了近年来国内外对代谢组学在食品营养、食品安全、食品加工、食品溯源及转基因食品等方面的应用与研究进展，为后续研究提供参考。     

代谢组学在乳酸菌发酵食品和功能食品中的应用

对乳酸菌代谢组学研究中样品的制备、分析鉴定和数据分析等主要方法进行概述,并介绍了乳酸菌代谢组学在发酵食品中和益生菌食品对肠道的影响的应用。     

微生物代谢组学研究及应用进展

代谢组学是系统生物学的重要研究领域,具有独特的优势。近年来,微生物代谢组学这一新兴领域已受到广泛的关注,它不仅提供了代谢途径的广阔图谱,而且还阐明了微生物与宿主之间的相互作用机制。本文主要阐述了微生物代谢组学研究过程中样品制备、代谢物分析鉴定以及数据分析等主要研究方法,介绍了微生物代谢组学在乳酸菌、肠道菌群、病原菌以及食品和营养学研究领域中的研究进展及其应用,并讨论了微生物代谢组学中的主要问题和发展趋势。     

脂质组学技术及其在水产中的应用研究进展

脂质组学是继蛋白组学、代谢组学之后,研究生物不同脂质分子的化学结构、生物功能及其在代谢调控中的动态变化,揭示脂质在生物样本中代谢调控机制的学科。水产品是农业和食品领域中的一门重要分支,脂质组学这一新兴学科正逐步扩展延伸到水产品相关技术邻域,为水产品的代谢、加工、贮藏、营养等研究提供了更为有效的技术手段,为学科注入了新的活力。随着脂质提取方法的发展和分析技术的不断创新,水产品脂质组学正逐渐走向成熟。本文探讨了目前脂质组学研究中几种常用的脂质提取方法和分析技术,并从脂质轮廓出发,对脂质组学在水产品研究中的应用和发展做出总结。目前脂质组学在水产品中的应用所涉及的方面广泛,如加工贮藏、功能营养、代谢疾病等,并且发展迅速,正逐步朝着规模性整体性的方向发展,有着无限的潜力。     

食品组学在生物活性化合物营养功能特性研究中的应用

食品组学是集成食品和营养研究领域中生物统计学、化学计量学和生物信息学的先进组学技术,其可以对食品中生物活性化合物在膳食营养和健康之间潜在的作用机制进行系统的研究。本文从食品组学基本概念出发,重点综述了转录组学、蛋白质组学、代谢组学在实现食品生物活性物质营养功能方面的研究进展,简述了与其营养功能实现有关的生物标志物,对食品组学技术在食品生物活性化合物研究中的应用进行阐述和展望,以期更好地解释膳食营养与健康之间的关联。     

代谢组学在牛奶质量安全中的应用研究进展

牛奶作为一种老少皆宜的食品,具有丰富的营养价值。近年来,牛奶质量与安全问题受到广泛关注,鉴别牛奶质量与安全性成为乳制品研究的主要方向之一。牛奶中含有许多代谢物,包括主要营养元素以及药物残留。代谢组学作为研究食品质量与安全的一类重要方法,可以大规模、高通量的揭示食品的质量安全问题。该文综述了代谢组学技术在牛奶质量与安全领域的应用。分析了对不同品种奶牛、不同加热方式以及不同环境和饲粮条件下得到的牛奶代谢物差异与牛奶质量的相关性;并总结了代谢组学技术鉴定牛奶中药物残留的应用,该技术可识别牛奶掺假问题;同时归纳了不同技术方法在牛奶质量和安全领域应用的特点。总之,该文阐明了代谢组学在鉴定牛奶品质中的应用范围,总结了近年来代谢组学在牛奶质量和安全方面的进展。     

脂质组学在食品质量安全领域的应用进展

脂质在不同食品中组成各有差别,影响着食品的品质、营养和卫生,是人体重要的能量和营养来源,与许多慢性疾病（如心脑血管病、癌症、阿尔茨海默病、糖尿病等）的发生发展有直接的联系。脂质营养的深入研究不仅对食品质量安全,还对临床医学和农牧业生产等多个领域产生影响。随着脂质分离检测技术的快速发展,产生了一门系统分析脂质的新兴学科——脂质组学。作为代谢组学最重要的分支之一,脂质组学广泛应用于食品脂质的研究中。本文介绍了脂质组学的研究流程,并重点对脂质组学在食品成分分析、品质判别、真伪鉴别、产地溯源和食品安全的应用进行综述,最后总结了脂质组学在食品质量安全领域的局限性并予以展望,以期为脂质组学在食品质量安全领域的应用提供借鉴与参考。     

基于非靶向代谢组学分析老面酵头传代发酵过程中的代谢差异

以老面酵头为研究对象,采用基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UHPLC-QTOF-MS）的非靶向代谢组学分析技术对老面酵头传代发酵过程的差异代谢物进行鉴定分析,并研究老面酵头传代发酵过程中的风味特征代谢物的相对含量变化和关键代谢通路。结果表明,传代发酵1代、2代和4代的代谢产物存在差异,共鉴定出54种差异代谢物,主要的差异代谢物种类为氨基酸及肽类、有机酸类和糖类。共检索到15条与差异代谢物相关性高的关键代谢通路和14种主要参与的差异代谢物,其中关键代谢物为D-麦芽糖、鞘氨醇、L-谷氨酸、纤维二糖、鞘磷脂、甘油磷酸胆碱。该研究从代谢组学角度初步揭示了老面酵头传代发酵过程的代谢产物差异性以及特征化合物,为进一步对老面酵头发酵过程中的风味调控机制提供理论依据。     

微生物代谢组学及其在白酒酿造中的应用研究进展

微生物代谢组学是代谢组学的重要研究领域。该文主要对微生物代谢组学在微生物分类、代谢物分析鉴定、发酵工艺等领域的研究内容进行了总结,对其研究过程及应用的技术手段、在白酒酿造中对分析风味物质、优化酿造工艺的应用及存在的主要问题进行了综述,并对其发展趋势做出展望。研究微生物代谢组学及其在白酒酿造中的应用,为探究白酒风味形成机制、优化酿造工艺、提高原料利用率等提供了新的方法,有利于进一步揭示中国传统白酒的生产原理,提升白酒品质。     

雪茄烟叶调制及发酵技术研究进展

调制和发醇是决定雪茄烟叶质量和制成品品质的重要生产环节。与烤烟相比,雪茄烟叶的调制过程更为温和,微生物对雪茄烟叶最终品质的形成具有更为重要的作用。本文综述了雪茄烟叶调制及发醇研究进展,认为应当利用基因组学、代谢组学等技术深入研究微生物在雪茄烟叶调制和发醇中的作用。      

发酵菌种对薏米乳品质及代谢产物的影响

分别利用保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）、植物乳杆菌（Lactobacillus helveticus）和瑞士乳杆菌（Lactobacillus plantarum）为发酵菌株对薏米乳进行发酵。利用电子舌对得到的发酵薏米乳进行感官分析,利用非靶向代谢组学技术分析发酵薏米乳差异代谢产物,研究发酵菌种对薏米乳品质及代谢产物的影响。结果表明,植物乳杆菌发酵的薏米乳中三萜类化合物含量较高为26.19 mg/L,保加利亚乳杆菌发酵薏米乳中的多糖含量较高为34.17 mg/L,且具有较好的黏度（23.09 mPa·s）,其结构稳定性更高;瑞士乳杆菌发酵可以增加薏米乳的鲜味。非靶向代谢组学试验共检出947种代谢产物,其中植物乳杆菌发酵的薏米乳样品中检测到更多的短肽类化合物,还有吲哚乙酸、泛酸、亚油酸、β-柠檬酰-L-谷氨酸以及脂类等多种功能性成分。     

Study of the dynamic changes in the non-volatile chemical constituents of black tea during fermentation processing by a non-targeted metabolomics approach

Fermentation is a critical manufacturing process to produce black tea, in which the chemical compositions are greatly changed. However, the dynamic changes of this sophisticated process are far from clear, and were often characterized by determining a small number of compounds. In this study, we applied a non-targeted metabolomics approach based on ultra-high performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry to comprehensively profile the variations of metabolites in tea samples with various fermentation durations of 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 14 h. Principal component analysis indicated obvious stepwise alterations of tea metabolome during the fermentation. Relative quantitation of 61 identified metabolites including catechins, dimeric catechins, flavonol glycosides, amino acids, phenolic acids, alkaloids, and nucleosides revealed distinct changes of phenol pathway. Dynamic changes of a part of these compounds were mapped for the first time. To the best of our knowledge, this study offered the most comprehensive profiles of metabolite changes during the tea fermentation process.     

基于非靶向代谢组学的焙焦油莎豆粕精酿啤酒主发酵期代谢物变化研究

该研究利用非靶向代谢组学技术对油莎豆粕精酿啤酒主发酵期差异代谢物进行鉴定。结果表明,主成分分析（PCA）与偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）反映出试验结果可信度高;层次聚类分析（HCA）结果显示平行样本具有相似的代谢物合成模式,且能够聚为同类;在啤酒主发酵期共鉴定到52种显著差异表达的代谢物,其中上调差异代谢物数目为30种,下调代谢物数目为22种。京都基因与基因组百科通路分析（KEGG）结果表明,ABC转运蛋白、中心碳代谢与氨基酸合成代谢、脂代谢、三羧酸循环代谢、碳代谢、氨酰-转移核糖核酸（tRNA）合成代谢等相关代谢途径在主酵期发挥了重要作用与生物学功能。研究成果为揭示本产品主发酵期代谢物形成及变化提供了基础理论信息。     

代谢组学在发酵食品研究中的应用

由于发酵过程复杂,常规的研究手段难以探究影响发酵食品营养和风味的因素和机制。代谢组学技术作为一门新兴起的技术,可对生物体内所有代谢物进行定性定量分析,并寻找代谢物与目标物质变化的相对关系,十分适合研究食品发酵过程中底物、营养、风味等方面的变化机制。该文从代谢组学技术的主要分析方法（高效液相色谱法、液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法等）,以及其在发酵食品中的应用进展展开综述,为发酵食品的生产应用提供理论依据。     

定量代谢物组学研究硫酸铵添加对高产红色糖多孢菌生理代谢的影响

为了考察添加硫酸铵对高产红色糖多孢菌生理代谢的影响,首先研究了硫酸铵添加对菌体量、红霉素效价、比葡萄糖消耗速率、比红霉素合成速率等表观生理参数的影响;并进一步采用13C辅助的定量代谢物组学初步探索其调控机理,对比了硫酸铵添加后胞内有机酸、氨基酸等代谢物水平的变化情况。结果表明:在红霉素发酵后期的培养基中添加硫酸铵后,比红霉素合成速率和比葡萄糖消耗速率分别比对照组提高了30.0%、47.2%,表明菌体代谢活性得到提高。与对照组相比,红霉素效价从830 μg/mL提高至1126 μg/mL,红霉素A组分的比例从802.9 μg/mL提高到956.1 μg/mL,红霉素C的转化率在96 h达到99.2%。定量代谢物组学结果表明添加硫酸铵后胞内有机酸水平差异明显,其中α-酮戊二酸浓度的降低(4.15 μmol/g DCW到1.05 μmol/g DCW)有利于菌体生长维持。胞内菌体合成前体类和红霉素合成前体类氨基酸均有所提高,其中脯氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸浓度分别提高了60.4%、90.0%、204.2%、106.7%。利用定量代谢物组学研究红霉素发酵过程中氮源对胞内中心碳代谢影响大大加深了对红霉素工业生产菌代谢特性的认识,为后续的工业化生产提供了一定的指导意义。     

传统与强化发酵羊肉香肠微生物多样性及代谢物差异分析

为探究发酵方式对羊肉香肠中微生物群落和代谢物影响，采用高通量测序和代谢组学技术分析传统（CT）和强化（QH）发酵羊肉香肠中的微生物群落及代谢物差异，及微生物与差异显著代谢物之间的相关性。结果表明，强化发酵对羊肉香肠微生物群落有明显的影响。属水平上，CT以明串珠菌属（Leuconostoc）、拉恩氏菌属（Rahnella）、环丝菌属（Brochothrix）、德巴利氏酵母属（Debaryomyces）占优势；QH以明串珠菌属、环丝菌属、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）、片球菌属（Pediococcus）、德巴利氏酵母属、青霉属（Penicillium）占优势。代谢物方面，强化发酵增加了风味和滋味物质的种类和含量，尤其是酯类和氨基酸类。基于多元统计分析，共鉴定出29 个挥发性和16 个非挥发性显著差异代谢物（|差异倍数|＞2且变量重要性投影＞1，P＜0.05）；相关性结果表明，7 个细菌属（明串珠菌属、环丝菌属、片球菌属、嗜冷杆菌属、肠球菌属（Enterococcus）、拉恩氏菌属和葡萄球菌属（Staphylococcus））和7 个真菌属（德巴利氏酵母属、青霉属、曲霉属（Aspergillus）、unspecified_Aspergillaceae、unspecified_Capnodiales、根霉属（Rhizopus）和unspecified_Basidiomycota）被视为核心微生物（|r|＞0.8，P＜0.05）。