行业动态

如果想完成一项针对食物品质的研究，你会怎样设计实验？

作为一项针对食物风味的研究，风味组学是针对一系列风味物质的检测，如具有水果香和花香风味的酯类和醇醛类物质、具有焙烤香味等吡嗪类物质、具有橡胶味的硫化物质等。风味组学检测不仅有助于研究不同品种或生产条件下食品的风味，还能通过检测、量化关键风味代谢物，达到阐明物质变化影响、优化生产方法、监测食品安全性等目的，对大部分的食品研究课题都适用。

靶向代谢组学，是针对特定代谢物质的靶向检测手段。在通过风味组学筛选出特定的影响食品品质关键物质，或者已经确定研究目标物质的情况下，选择靶向代谢组，可以进一步评估食物品质与营养价值，识别潜在食品安全问题，研究饮食与人体健康的关系……

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扩增子测序，又称为微生物多样性测序，是一种通过对样本的细菌16S rDNA、真菌ITS、18S rDNA等区域进行扩增与测序，揭示样本中微生物组成和变化规律的技术。了解食品样本中的微生物群落，可以更有效地监测其质量和安全性，从而促进食品生产方法发展。

“组学三巨头”之一的蛋白质组学，随着近年来检测技术的不断进步，在食品品质研究领域中的重要性也在不断加强，也为文章创新点的挖掘带来更多可能性。

2024年，中国食品药品监管杂志刊登了一篇题为《蛋白质组学在食品和化妆品质量检测领域应用发展探究》的文章，其中提到，相较于其他食品研究领域的传统方法，蛋白质组学技术具有不可取代的高准确性、高通量检测优势。

以二代蛋白质组学（Next Generation Proteomics, NGP）技术为例，三黍生物引进的赛默飞Orbitrap Astral超高分辨质谱仪以及自动化样本前处理设备，凭借8 min/8,000+蛋白质的高检出效率和相较Lable free蛋白组技术增加3000+的蛋白检出量，为客户提供速度、深度及准确度更高的蛋白质组学数据。

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蛋白质组学有如此大的优势，具体如何融入食品研究思路设计？

西北农林科技大学团队于近日发表了一篇IF 7.7，利用Astral DIA技术分析奶制品的研究文献，研究思路值得借鉴！

研究对象：绵羊奶、山羊奶、牛奶

技术方法：Astral DIA，PRM

1.绵羊奶、山羊奶和牛奶中的蛋白鉴定

绵羊奶（S）、山羊奶（G）和牛奶（C）中共鉴定出4316种蛋白，韦恩图结果如图1所示，共有2373种（54.98%）常见蛋白，各样本分别有116、458和264种特有蛋白。

这些数据表明不同奶种存在蛋白质水平的差异，这为进一步筛选生物标志物奠定了基础。

图1 来自绵羊奶、山羊奶和牛奶的蛋白质韦恩图

2.绵羊奶、山羊奶和牛奶种的差异表达蛋白

如图2A所示，三种样本的蛋白主成分存在显著差异，在聚类分析中（图2B），主要观察到3个不同的蛋白质簇，其中，LBP、TUBB4A、ATP1B1、TUBB2A和TUBA1D是最丰富的蛋白，但以不同比例存在。不同样本两两分析中显示，存在较多的差异蛋白（图2C-E）。

图2 不同样本的蛋白组分析

3.绵羊奶、山羊奶和牛奶的差异蛋白分析

GO富集分析显示S-G中差异蛋白集中在肽代谢和合成，及核糖体相关过程；S-C中的差异蛋白集中在蛋白水解，BP分泌及内肽酶调节等；G-C中的差异集中在蛋白翻译，肽生物合成，核糖体结构成分等（图3）。

这些结果预测了三种样本中差异蛋白富集的功能。

图3 不同比较组中差异蛋白的GO分析

KEGG分析显示了TOP15的通路，结果表明多种蛋白参与了疾病相关通路。S-G中主要是冠状病毒病-COVID-19、核糖体等通路；S-C中，差异蛋白主要是补体和凝血级联反应、溶酶体等；G-C中，差异蛋白冠状病毒病-COVID-19、补体和凝血级联反应（图4）。

这些结果表明，差异蛋白主要参与免疫和疾病相关通路，并在这些领域中发挥重要作用。

图4 三种样本中差异蛋白的KEGG通路分析

且差异蛋白中存在较多关联作用，如PPI图所示（图5）。

图5 三种样本中差异蛋白的PPI分析

4.绵羊奶、山羊奶和牛奶的差异蛋白分析

为了验证潜在的功能性蛋白，作者接下来做了靶向蛋白验证实验。PRM实验中表明，在绵羊奶中高度富集的β-2-糖蛋白1和氨肽酶，在山羊奶中高度富集的纤溶酶原α链和α-1-b糖蛋白，以及在牛奶中高度富集的血管生成素-1和丝氨酸蛋白家族G成员1，均与前期DIA的结果基本一致，证实了鉴定结果的准确性。

图6 PRM验证结果与DIA之间的比较