你的年夜饭,与我们有关

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烹羊宰牛,起身斟酒。

年夜饭,是中国传统文化中最为特殊的一餐。人们和牵挂的人团聚,推杯换盏间共享佳肴和温暖。

餐桌上的食物也同你一样,从世界各地的春夏秋冬跨越山海而来。从「诞生」到「上桌」,要经历种种磨难和层层考验。

餐桌上,老道而挑剔的食客,一入口,便知道一块肉品质哪般、风味几何,甚至能识别出这块肉的「前世今生」。一块鸡肉,是来自肯塔基州硕大的火鸡,还是四川乡下精神的土鸡?是养鸡场的「笼中」鸡,还是散养的走地鸡?

如何科学地量化这些差异,并更好地实现和理解食物的色、香、味?

这无穷的远方,无数的人们,无尽的食物,都与蛋白质组学有关。

蛋白质组学技术是生命科学研究的重要工具,由于准确、快速、灵敏的优点,近年来被广泛应用于食品、医学和动植物生理等各个领域的基础研究与应用研究。具体到食品领域,其在活性研究、营养分析、品质控制、安全检测、贮藏保鲜、真伪鉴定、产地溯源等方面都能有出色的表现。

年夜饭中,南北方饭桌上都少不了饺子、汤圆,以及各种肉类,许多家庭都会购入部分速冻产品。同样的食物,「速冻」和反复冻融,其质构和风味自然会出现差异。

饺子里的肉,是鲜肉,还是冻融肉?为了了解它们蛋白质之间的差异,有研究者对二者的渗出物进行蛋白质组分析,发现了22种可用于区分鲜肉和冻融肉的蛋白质[1]。

嫩度是肉类品质评价的另一重要指标,蛋白质组学的出现使得人们可以通过整体评估肌肉蛋白质或其组成更加深入地了解影响肉类嫩度的生物化学机制。

宫廷玉液酒,一百八一杯。除了鲜嫩度,大家也更关注入口的食物是否「货真价实」。

餐桌上的三文鱼,可能是北海道土著,也可能是国产虹鳟。丸子汤里的猪肉丸、鸡肉丸和羊肉丸,里面是猪肉、鸡肉和羊肉,还是其他什么令人虎躯一震的肉?更有甚者,这些肉,是肉,还是什么别的神秘组织?

Thank god,蛋白质组学可以很好分辨李逵和李鬼,以魔法打败魔法,让科学痛击玄学。而且,相比基于DNA的检测技术,基于质谱的蛋白质组学技术能有效避免各种弊端,尤其是在应对复杂基质干扰和假阳性方面能表现出较高的灵敏度及准确性。

利用蛋白组学进行肉类(品种/成分)鉴别已经是较为成熟的技术。我们可以从现有的诸多研究中窥见一二:

有研究者为鉴别猪肉、鸡肉和羊肉掺假兔肉,采用液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱方法对纯兔肉及含有5%~85%的兔肉与其他常见的肉类(猪肉、鸡肉和羊肉)的混合样品进行分析,从肌原纤维蛋白和肌浆蛋白中鉴定了49种特异性多肽,可鉴别肉类是否含有兔肉成分[2]。

在肉与非肉的鉴别中,研究者采用LC-MS/MS技术对熟肉制品中猪、牛、羊、鸡、鸭、大豆、花生和豌豆8类不同物种进行分析鉴定,结果表明该方法可以很好地鉴定出肉制品中的大豆、花生和豌豆成分,实现了对熟肉制品中动物源性和植物源性成分的同时鉴别[3]。

在植物性食品和乳及乳制品中,蛋白质组学也大有用武之地。

目前,高通量蛋白质组学已经成为研究和鉴定果实成熟过程中涉及各种分子机制的蛋白质整体变化的有力工具,被广泛应用于果蔬采前管理及采后贮藏保鲜(包括采后抗病性及品质调控)过程中蛋白质表达规律的各类研究中[4]:

番茄果实不同成熟期蛋白质和代谢产物的变化、猕猴桃不同发育阶段蛋白质组的变化、两个品种芒果成熟过程中差异丰富的蛋白质、缺氮处理下的黄瓜果实中差异表达蛋白质、西瓜果实对黄瓜绿斑驳花叶病毒感染的蛋白质组图谱、荔枝果肉低温储藏变质机理……

这些有趣的研究,能让我们餐桌上的蔬果更新鲜、美味和安全。

同样,蛋白质组学技术在研究乳及乳制品中的应用也十分广泛。例如,利用蛋白质组学技术研究乳脂肪球膜蛋白、利用蛋白质组学技术研究乳清蛋白、利用蛋白质组学技术研究不同加工方式下的乳及乳制品、利用蛋白质组学技术研究发酵乳制品等[5]。

肉蛋奶果蔬之外,年节期间的保健品也值得关注。是驴、骡子还是马?一测便知。

具有抗氧化、增强免疫力和抗衰老的阿胶,常出现在年节礼品中。作为由驴皮加工制成的传统中药材,阿胶价贵,市面上有不少以次充好、移花接木的阿胶。

利用LC-MS/MS蛋白质组学方法,可以在实验室鉴定明胶产品中驴、马及骡子的来源。有研究者通过跨种比较筛选出了马科物种的3 种特异性标记肽(SGQPGTVGPAGVR、GASGPAGVR和GATGPAGVR),可用于鉴别阿胶制品的物种来源。有趣的是,当马、骡子的添加量分别为0.05%、0.10%时也能被检测出来[6]。

在食品研究领域,蛋白质组学技术本身具有不可替代性优势。如今,随着现代分子生物学技术的发展,部分研究已经能够将蛋白质组学技术与其他基因组学技术、代谢组学技术等现代方法结合起来,为食品安全生产中的研究提供更为广泛的信息。

未来,蛋白质组学还有很广的应用前景。餐桌之外,还有精准医学和药物研发等领域。我们的未来,都与蛋白质组学有关。

参考文献:
1. KIM G D, JEONG T C, YANG H S, et al. Proteomic analysis of meat exudates to discriminate fresh and freeze -thawed porcine Longissimus thoracis muscle[J]. LWT-Food Science and Technology, 2015,62(2): 1235-1238.
2. STACHNIUK A, SUMARA A, MONTOWSKA M, et al. LC-QTOFMS identification of rabbit-specific peptides for authenticating the species composition of meat products[J]. Food Chemistry, 2020, 329:127185.
3. LI Yingying, ZHANG Yingying, LI Huichen, et al. Simultaneous determination of heat stable peptides for eight animal and plant species in meat products using UPLC-MS/MS method[J]. Food Chemistry, 2018, 245: 125-131. DOI:10.1016/j.foodchem.2017.09.066.
4. 林子沁,梁富浩,杨梦娇等.蛋白质组学在果蔬保鲜中的研究现状[J/OL].食品与发酵工业:1-11[2024-02-08].https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036116.
5. 剧柠,苟萌,张彤彤.蛋白质组学技术及其在乳及乳制品中的应用研究进展[J].食品与发酵工业,2021,47(03):245-251.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.024032.
6. GUO Shangwei, DENG Guiya, DUAN Xiaobo, et al. Marker peptide combination for source identification of gelatins obtained from equidae hides by LC-MS/MS detection[J]. Polymer Testing, 2020, 88: 1065-1076. DOI:10.1016/j.polymertesting.2020.106576.

 

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