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食品组学技术

已有 1124 次阅读 2021-9-22 17:24 |个人分类:新观念|系统分类:科普集锦

食品组学技术

作者 Miguel Herrero

通讯地址 Laboratory of Foodomics, Institute of Food Science Research (CIAL, CSIC-UAM), Calle Nicola′ s Cabrera 9, 28049, Madrid, Spain

作为Current Opinion in Food Science 编辑部评论

 Elsevier 公司于 2018, 22:iii–iv  出版(2018 .10 .17

https://doi.org/10.1016/j.cofs.2018.10.010 2214-7993/ã

作者简介  Miguel Herrero博士是位于西班牙马德里的西班牙国家研究委员会食品科学研究所(CIAL-CSIC)的终身研究员。他拥有马德里自治大学食品科学与技术博士学位(2006),并在意大利墨西拿大学进行了为期两年的博士后研究。他的主要研究兴趣是研究和表征新的功能成分,开发新的先进的提取和分析方法,包括多维液相色谱,以获得和表征有趣的食品相关化合物。他获得了多项奖项,并合著了90多篇SCI研究论文和20本著作的章节。他编辑了一本关于海洋食品中生物活性化合物的书(Wiley and Sons, 2013),并担任了不同特刊的客座编辑,发表在不同的期刊上,包括电泳,国际分子科学杂志和海洋药物。此外,他还是《Separation Science Plus》杂志的编辑顾问委员会成员。他是西班牙色谱和相关技术协会(SECyTA)和压缩流体专家协会(FLUCOMP)的成员。

 

在过去的几十年里,传统的食品分析方法已经被其他更全面的方法迅速取代,这在一定程度上是由于现代分析仪器的发展以及满足更综合的研究的要求。在这方面,组学方法的使用无疑提供了新的分析能力,这些能力正在转化为食品科学所有子领域的更深入的新知识。紧随这一变化,Foodomics(食品组学)在近10年前被定义,并试图利用集成组学方法的强大能力来开展食品质量、食品安全以及食品和健康领域的研究。这些方法的应用使我们能够从单纯的生物活性测定发展到在分子水平上了解生物活性物质的作用机制。

从文献检索中可以看出,这些方法的应用在不断增加,因为针对非常不同的方面发表了新的报告,同时共享了将组学技术应用于这些目标的共同方法。本期特刊收录了一些由食品科学领域的顶尖科学家撰写的特别评论,提供了他们对该主题的专家意见,并指出了特别有趣的参考书目,以帮助读者深入了解最重要的细节。

foodomicile相关的方法的发展密切依赖于新的分析仪器和方法的发展,这些仪器和方法能够收集、分析和处理从被分析的样品中获得的大量数据。正如Ferranti所明确讨论的,最先进的高通量仪器能够提供更深入的知识,不仅在营养和食品相关疾病的研究,而且在解决与食品安全和可追溯性以及食品质量相关的重要问题的食品技术。在这方面,使用组学产生大量的数据,这些数据应该被适当地处理和组合。这方面暗示了一个明显的瓶颈,因为整合来自不同组学平台的数据很困难,而且用户友好度还差得很远。在未来几年,预计将在这一问题上取得重大进展。在最近的仪器发展中,高分辨率质谱仪的制造一直在改进功能和能力,以更实惠的价格面市,这极大地促进了Foodomics方法的发展,尤其是代谢组学和蛋白质组学。高分辨率的MS(HRMS)数据是这些研究的基础部分。尽管基于色谱的技术经常与HRMS耦合,但该技术的发展也允许使用环境电离方法直接分析食品样品。Klampfl的综述清楚地显示了该方法在Foodomics领域的一些非常好的和成功的应用,例如,实时MS的直接分析。这些方法的最强之处在于它们的易用性和分析速度,几乎不涉及样品制备。在短时间内处理大量样品的可能性已经存在。然而,正如作者所强调的,未经分离而生成的复杂质谱可能需要使用适当的化学计量工具进行数据评估。

这些先进的组学技术在食品和健康相关研究中引起了极大的兴趣。如今,饮食对预防一些慢性非传染性疾病,如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病或代谢综合征相关疾病等的重要性和影响已变得显而易见。多亏了Foodomics工具的使用,我们对人类生理学和个体间代谢多样性有了更多的了解,正如MancanoMora-OrtizClaus所讨论的,这在个性化营养预防健康问题的背景下是至关重要的。要充分理解饮食如何(积极地)影响健康,阐明消化过程中复杂的关系,包括代谢方面以及微生物群的影响是至关重要的。PimentelBurtonVerge’resDupont对食物生物活性和消化之间关系的最新信息进行了概述,并强调了提高数据集成的必要性,这是这些研究取得成功的关键。另一个例子是由Rochetti, GiubertiLucini提供的,他们描述了HRMS在代谢组学方法背景下的作用,研究涉及无谷蛋白产品中的多酚的复杂相互作用。

虽然食品和健康主题明显受益于Foodomics方法的兴起,但该学科已经显示出良好的潜力,在应用于其他领域时,如食品安全,提供强有力的科学数据。与此相关,Carrera, Can asGallardo展示了如何使用蛋白质组学方法来获得新的未知食物过敏原的完全从头测序,而靶向方法对于直接检测食物中的已知过敏原是有用的。此外,他们还展示了如何利用基于蛋白质组学的系统生物学研究,结合数据挖掘、解释和整合,可能成为在生理水平上发现食物过敏背后的分子机制的关键工具。另一方面,代谢组学方法在食品安全方面也很有趣,如Gonza lez-Salamo, Socas-Rodrı guezHernandez-Borges所证明的。有趣的是,为了评估具有挑战性的分析问题,如食品中可能对人类健康构成风险的邻苯二甲酸酯的测定,不仅使用适当的分析方法很重要,而且应用适当的提取和样品处理方法也很重要。最后,Sorensen, Aru, Khakimoc, AunskjaerEngelsen讨论了现代食品分析方法在循环经济和定价背景下评估食品副产物的正确安全性的相关性。随着可持续性的重要性日益增长,促进了为有效减少浪费而发展的定价过程,可能会出现与食物浪费相关的不同危害。这一贡献强调了检测作为肉类相关副产品新鲜值的生物胺的潜力。

总而言之,本期特刊汇集了有趣的、有充分记录的文章,从Foodomics的角度提供了不同研究领域的专家观点。作为本期Foodomics Technologies特刊的客座编辑,我要真诚地感谢所有作者的杰出贡献,我相信,《Current Opinion in Food Science》的读者一定会对这些贡献感兴趣。此外,我还要感谢各位热心合作评阅稿件的审稿人,以及主编和编委会对我的信任。最后,我还要感谢来自爱思唯尔的杰基·肯尼迪为筹备本期特刊提供的帮助和合作。




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1 郑永军

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