食品组学在生物活性化合物营养功能特性研究中的应用

食品组学是一个新术语，它正成为运用各种组学分析技术和生物信息学方法系统全面分析食品的新技术，其借助基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学技术研究食物和营养领域问题。

中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心的李媛媛、买梦奇、胡小松、张 燕*的主要目的是从转录组学、蛋白质组学、代谢组学技术原理出发，讨论食品组学技术领域最新的组学方法在食品生物活性化合物膳食营养功能实现及主要生物标志物鉴定中的应用，重点综述了食品组学在生物活性化合物研究中的分子机制，并对食品组学技术在生物活性化合物营养功能实现研究中的应用进行了展望，以期更好地利用其研究生物活性化合物对健康的作用。

1、食品组学的简介

食品组学是通过应用和整合先进组学技术来改善消费者福祉、健康，研究食物和营养领域问题的新技术。其专注解决食品安全问题，提高食品质量和食物可追溯性，并在分子水平上了解食品中生物活性物质的膳食营养功能。现有研究主要利用食品组学技术揭示实现生物活性化合物的营养功能所涉及的机制，由此可见，从天然来源（如植物、藻类、食品副产品等）中提取生物活性物质是食品组学研究工作的关键步骤。

2、食品组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用

转录组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用

转录组学技术已被广泛应用于食品科学与营养领域，如阐明食物在贮藏和加工过程中涉及的分子机制，探讨食品中某些毒素的生产机制，鉴定病原微生物生物膜形成的基因等方面。此外，其也被应用于研究食品生物活性化合物的健康效应，探究生物活性化合物与实现膳食营养功能有关的基因。随着微流体学和微型化技术的发展，目前已经开发了诸如表达谱芯片和核糖核酸转录组测序技术（RNA-Seq），其可获得任何转录组的完整表征，这有利于快速有效地分析数千个转录序列。

蛋白质组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用

蛋白质的自身结构具有多样性，其对环境刺激（如营养）的反应不断变化，使蛋白质相关研究成为一项复杂的任务。近年来，随着仪器分析技术的发展和完善，加上基因组测序的进步，推动了蛋白质组学的发展。蛋白质组学因其强大的功能现今可应用于食品科学和营养领域，它可以应用于监测加工后的食物变化，蛋白质和肽的生物活性研究和食物基质中致敏蛋白的鉴定和定量等方面。蛋白质组学也被应用于研究食品中生物活性化合物的健康效应，但目前现有研究较少。

代谢组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用

代谢组学的目的是鉴定和定量生态系统中所有的小分子（小于1 500 Da）。然而，由于代谢产物的化学多样性和广泛的浓度动态范围使得单一方法不可能分析所有的代谢产物。代谢轮廓分析和代谢指纹图谱是现今应用于非靶向代谢组学研究中最基本的方法。代谢轮廓分析是在限定条件下对生物体特定组织内代谢产物的快速定性和半定量分析，重点研究一组相关代谢产物（如多酚、类黄酮、类胡萝卜素等）或特定的代谢途径；代谢指纹图谱可同时对多个代谢物进行分析，不分类鉴定具体单一组分，可以对样品进行快速分类。

多组学联用在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用

如图所示，有研究者从食物消化吸收代谢角度出发，综述了人体不同组织器官及代谢产物中组学技术的应用，重点介绍了蛋白质组学在研究食物在胃肠道消化中的应用，转录组学在研究食物中活性成分在不同组织中表达的应用，代谢组学在研究尿液中食物活性成分代谢产物的应用；通过将转录组学和代谢组学结合，研究血液、粪便中生物活性化合物的变化，从而靶向针对各个部位阐述生物活性化合物的营养功能。然而，在实际研究中，为了实现食品组学在膳食营养和预防疾病等方面的应用，转录组学、蛋白质组学和代谢组学的数据整合是至关重要的，同时，3 种组学技术的联合应用也具有一定的挑战性。到目前为止，只有很少的研究将多组学技术联合应用，因此本文着重介绍多组学联用在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用，以期更好地利用食品组学技术解释膳食营养与健康之间的关联。

结 语

现今，转录组学微阵列技术仍然存在一些局限性，例如应用时需要已知分析的转录组序列、高背景噪声对测序结果的影响及有限的动态范围等。此外，应致力于更高灵敏度和分辨率的质谱仪器的开发，这将为蛋白质组学和代谢组学的快速发展开辟新的时代；同时代谢组学数据库仍需要完善和补充，以便更好地识别和检测代谢物，拓宽代谢组学的应用范围。

本文《食品组学在生物活性化合物营养功能特性研究中的应用》来源于《食品科学》2019年41卷3期239-245页，作者：李媛媛，买梦奇，胡小松，张燕。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181130-368。

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在成功召开“2019年动物源食品科学与人类健康国际研讨会（宁波）”的基础上，将与青海大学农牧学院于2020年6月20-21日在西宁共同举办“2020年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。研讨会将就肉、水产、禽蛋、乳制品等动物源食品科学基础研究、现代化加工技术，贮藏、保鲜及运输，质量安全与检测技术，营养及风味成分分析，副产物综合利用，法律、法规及发展政策等方面的重大理论研究展开深入探讨，交流和借鉴国外经验，为广大食品科研工作者和生产者提供新的思路，指明发展方向。

在此，我们诚挚的邀请您出席本次国际研讨会，共聚人脉、共享资源、共谋发展！

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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