蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)在食品真?zhèn)舞b別中的應(yīng)用

◎ 柳訓(xùn)才

（廈門市燕之屋絲濃食品有限公司，福建 廈門 361100）

食品安全是我國(guó)重大的民生問題，是人們對(duì)食品消費(fèi)的基本要求。但在食品加工過程中，部分商家為了獲取巨額利潤(rùn)，對(duì)食品進(jìn)行了摻假，導(dǎo)致市場(chǎng)上產(chǎn)品魚龍混雜、真假難以辨別，這可能會(huì)導(dǎo)致食品安全問題。目前已有一些檢測(cè)方法用于判別食品的真?zhèn)危缈鞕z試劑盒用于測(cè)定地溝油、DNA 檢測(cè)技術(shù)測(cè)定驢肉和牛肉、指紋圖譜檢測(cè)蜂蜜等。此外，氣相色譜法、液相色譜法、紅外光譜法及生物學(xué)技術(shù)也可用于食品真?zhèn)舞b別。本文概述了蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)在食品摻假鑒別中的應(yīng)用，以期為后續(xù)食品真?zhèn)舞b別技術(shù)的發(fā)展提供參考。

1 蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)概述

蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)是一系列用于檢測(cè)、分析和鑒定蛋白質(zhì)的方法和工具。蛋白質(zhì)作為生物體中重要的功能分子，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)對(duì)于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義。蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)包括光譜法、電泳法、質(zhì)譜法和免疫學(xué)方法等。其中，光譜法是通過測(cè)定蛋白質(zhì)在特定波長(zhǎng)下的吸光度或熒光發(fā)射進(jìn)行檢測(cè)，包括紫外-可見光譜、紅外光譜和熒光光譜等，可用于蛋白質(zhì)濃度的定量測(cè)定，以及結(jié)構(gòu)和功能的分析。電泳法是通過蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中的遷移速度差異進(jìn)行分離和鑒定。常見的電泳法包括凝膠電泳、等電聚焦和二維電泳等，可用于分析蛋白質(zhì)的分子量、電荷、等電點(diǎn)和組成等信息。質(zhì)譜法是通過測(cè)定蛋白質(zhì)分子的質(zhì)量和質(zhì)量-電荷比來進(jìn)行分析和鑒定，包括質(zhì)譜儀和質(zhì)譜成像等。除了以上方法，還有一些新興的蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，如質(zhì)譜成像、蛋白質(zhì)芯片和單分子檢測(cè)等，這些方法在提高檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確性和高通量方面具有優(yōu)勢(shì)。總的來說，蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。不同的蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)可以相互結(jié)合，為蛋白質(zhì)的研究和應(yīng)用提供多種手段和工具。隨著科技的不斷進(jìn)步，蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)將進(jìn)一步推動(dòng)生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

2 蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)在食品鑒別中的應(yīng)用

2.1 乳及乳制品真?zhèn)舞b別

乳及乳制品消費(fèi)占全球食品行業(yè)20%～30%[1]，動(dòng)物乳制品對(duì)人類健康起到重要作用。乳及乳制品中蛋白質(zhì)組成、蛋白活性物質(zhì)及蛋白多態(tài)性是摻假乳檢測(cè)和鑒別的有效檢測(cè)指標(biāo)。阿力木·吾布力等[2]利用聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)識(shí)別摻偽新疆特種乳中的牛乳成分，最低可檢10%摻假，該方法能夠快速、有效分離不同乳清蛋白以及摻偽的牛乳乳清蛋白。TRIMBOLI 等[3]利用毛細(xì)管電泳法對(duì)綿羊/牛脫脂奶混合物中的母羊奶進(jìn)行定量，通過常規(guī)毛細(xì)管電泳方法進(jìn)行血和尿蛋白分析，實(shí)現(xiàn)了堿性緩沖液中脫脂牛奶蛋白的分離，可有效識(shí)別母羊或牛奶中的脫脂奶蛋白質(zhì)譜，該方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度，可檢測(cè)假牛奶最低含量為5%。DU 等[4]利用流動(dòng)注射質(zhì)譜技術(shù)（Flow Injection Mass Spectrometry，F(xiàn)IMS）與化學(xué)計(jì)量學(xué)相結(jié)合，分析了22 種純牛奶和25 種對(duì)應(yīng)物，其中摻入了0.5%、1.0%、3.0%、5.0%和10.0%（w/w）的大豆、豌豆和乳清蛋白分離物。通過主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）、偏最小二乘判別分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis，PLS-DA）和支持向量機(jī)（Support Vector Machine，SVM）分類模型發(fā)現(xiàn)，該方法可以從純牛奶中分類出摻假牛奶，說明FIMS 結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)可能是檢測(cè)牛奶摻假的有效方法。KE 等[5]建立了HPLC-MS/MS 法檢測(cè)4 種酪蛋白和2 種主要乳清蛋白特征肽段的分析方法，該方法可以同時(shí)測(cè)定這些蛋白質(zhì)的含量，準(zhǔn)確區(qū)分不同類型的乳制品，并鑒定相關(guān)成分。此外，通過Biolynx 軟件計(jì)算預(yù)測(cè)篩選特征肽段，并經(jīng)LC-QTOF-MS 技術(shù)分析后通過數(shù)據(jù)庫檢索確認(rèn)，采用同位素標(biāo)記的特征肽作為內(nèi)標(biāo)以補(bǔ)償基質(zhì)效應(yīng)，可用于評(píng)估在實(shí)際檢測(cè)嬰兒配方奶粉中的摻假成分。

2.2 肉品真?zhèn)舞b別

肉類摻假、制假等問題嚴(yán)重影響消費(fèi)者健康。近年來，很多學(xué)者利用蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)對(duì)肉類進(jìn)行摻假鑒定，如HUANG 等[6]建立了液相色譜-四極桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜法（Liquid Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight Tandem Mass Spectrometry，LC-QTOF-MS/MS）用于從熱加工肉制品中檢測(cè)和鑒定兔子特異性肽標(biāo)記物，從23 種不同的肌原纖維蛋白和肌漿蛋白中鑒定出一組49 個(gè)獨(dú)特的熟兔肽標(biāo)記，用以區(qū)分兔子與其他常見食用動(dòng)物物種。PRANDI等[7]采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法識(shí)別和量化復(fù)雜食品基質(zhì)（如肉醬）中的8 種不同肉類，方法檢出限和定量限分別為0.15%～0.68%和0.53%～2.30%。MONTOWSKA 等[8]利用四極桿飛行時(shí)間液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)來自各種商業(yè)禽肉產(chǎn)品（香腸、法蘭克福香腸、肉醬）功能性蛋白質(zhì)添加的非肉類蛋白質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該技術(shù)可以檢測(cè)到加工禽肉制品中大豆（43 個(gè)肽段）、牛奶（9 個(gè)肽段）、蛋清（12 個(gè)肽段）中致敏性蛋白的大量熱穩(wěn)定肽標(biāo)記物。ZHOU 等[9]利用激光燒蝕電噴霧電離質(zhì)譜技術(shù)對(duì)5 種新鮮肉類樣品（雞肉、鴨肉、豬肉、牛肉和羊肉）進(jìn)行了分析，每組數(shù)據(jù)采集時(shí)間在30 s 內(nèi)，采用主成分分析結(jié)合偏最小二乘判別分析，對(duì)雞肉、鴨肉、豬肉、牛肉和羊肉分別選擇18 個(gè)、19 個(gè)、18 個(gè)、17 個(gè)和15 個(gè)標(biāo)記物進(jìn)行鑒定，判別準(zhǔn)確率均為100%，結(jié)果表明該法是一種快速、可靠的肉類鑒別技 術(shù)。MONTOWSKA 等[10]采 用LC-QTOF-MS/MS技術(shù)成功鑒定了20 種新的雞、鴨和鵝所特有的熱穩(wěn)定肽標(biāo)記物，該方法能夠高效檢測(cè)出3 種肉類混合物中極低濃度的雞肉（僅占1%）和豬肉（僅占1%），以及法蘭克福香腸中0.8%的牛肉蛋白。LI 等[11]建立了一種定量測(cè)定加工肉制品中豬肉含量的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法，選取碳酸酐酶3 中3 個(gè)肽段作為豬肉的特異性定量多肽，該方法表現(xiàn)出了高靈敏度、高特異性、重復(fù)性強(qiáng)和較低的定量檢測(cè)限，因此可用于不同類型、不同含量的肉制品檢測(cè)、鑒定。康超娣等[12]以物種特異性多肽為研究對(duì)象，利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)牛肉制品中摻假豬肉與雞肉進(jìn)行相對(duì)定量分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法能夠準(zhǔn)確地鑒別牛肉制品。

2.3 食用油脂摻假鑒別

近年來，我國(guó)油脂生產(chǎn)量和消費(fèi)量處于穩(wěn)步上升階段。食用油作為人們?nèi)粘Ｉ钆腼冞^程中不可缺少的食品，同時(shí)也是人體獲取能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一部分重要來源[13]。食用油脂的真?zhèn)巍絺我约百|(zhì)量等與消費(fèi)者的健康息息相關(guān)。然而，食用油實(shí)際情況不容樂觀，地溝油事件、橄欖油摻偽等屢見不鮮。翁嘉等[14]利用反相液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測(cè)器對(duì)菜籽油、大豆油、玉米油、葵花籽油、花生油和橄欖油中甘油三酯進(jìn)行分離并建立甘油三酯指紋圖譜，結(jié)果表明，面積歸一化法與甘油三酯的指紋圖譜結(jié)合可用于食用植物油鑒定和摻假鑒別。韓玉澤等[15]基于固相微萃取-氣相色譜法對(duì)青海省不同品種和產(chǎn)地的亞麻油脂進(jìn)行揮發(fā)性成分分析并構(gòu)建指紋圖譜，能夠有效鑒別亞麻籽油中摻偽花生油、葵花籽油、芝麻油、玉米油、菜籽油及大豆油。常穎萃[16]利用氣相色譜法分析茶籽油中摻偽不同含量的玉米油脂肪酸成分和含量，通過觀察油酸和亞油酸含量的變化趨勢(shì)，能夠快速檢測(cè)出樣品中摻偽玉米油的含量，該方法較為高效且具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。王興瑞等[17]基于固相微萃取-氣相色譜法對(duì)青海省不同品種和產(chǎn)地的亞麻油脂進(jìn)行揮發(fā)性成分分析并構(gòu)建指紋圖譜，能夠有效鑒別亞麻籽油中摻偽花生油、葵花籽油、芝麻油、玉米油、菜籽油及大豆油。該團(tuán)隊(duì)還采用高效液相色譜/蒸發(fā)光散射檢測(cè)器對(duì)亞麻油脂的三酰基甘油組成進(jìn)行分析，并建立甘油三酯標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜，該方法可準(zhǔn)確鑒定青海省亞麻籽油中摻入的其他植物油。王李平等[18]采用氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)對(duì)花生油及其香精中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明該技術(shù)能鑒別花生油摻偽其香精油，檢出限為0.01%。

2.4 保健品真?zhèn)舞b別

2.4.1 燕窩真?zhèn)舞b別

燕窩因其珍貴的成分和獨(dú)特的滋補(bǔ)功效而深受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者喜愛。但市場(chǎng)上燕窩質(zhì)量參差不齊，常出現(xiàn)品質(zhì)低劣、摻假或造假燕窩及其制品，因此對(duì)燕窩原料進(jìn)行真?zhèn)舞b別意義重大。由于燕窩含有的糖蛋白高達(dá)60%[19]，許多學(xué)者將蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)運(yùn)用于燕窩真?zhèn)舞b別。GUO 等[20]采用聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)獲得燕窩蛋白質(zhì)條帶，其可應(yīng)用于燕窩地理來源及環(huán)境溯源。WU 等[21]使用二維凝膠電泳技術(shù)對(duì)來自14 個(gè)不同國(guó)家產(chǎn)地的燕窩樣本進(jìn)行了檢測(cè)。通過分析燕窩特有的蛋白質(zhì)，開發(fā)了一種可以用于摻雜銀耳燕窩檢測(cè)的方法，并且該方法的檢出限為10%。該研究為燕窩行業(yè)提供了一種快速、可靠的技術(shù)，可以有效地鑒別摻雜銀耳的燕窩，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和消費(fèi)者的利益。林潔茹等[22]利用聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)對(duì)燕窩及其摻假物中的可溶性蛋白進(jìn)行了鑒別研究，從電泳圖譜上可見真燕窩與偽燕窩之間存在明顯差異，該技術(shù)可以作為鑒別燕窩真?zhèn)蔚囊罁?jù)。

2.4.2 蜂蜜真?zhèn)舞b別

蜂蜜相比于蜂王漿是一種更加普遍且物美價(jià)廉的天然營(yíng)養(yǎng)食品，一直以來備受各國(guó)消費(fèi)者的喜愛。江唯健[23]利用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)蜂王漿主蛋白進(jìn)行定性分析，并進(jìn)一步通過超高效液相色譜-電噴霧三重四極桿質(zhì)譜進(jìn)行定量分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蜂王漿與蜂蜜中的MRJPs 組成一致，說明蜂蜜的特異性內(nèi)源蛋白是MRJP 1～3，常見糖漿摻假物無法替代，能夠有效鑒定蜂蜜的真實(shí)性。佘僧[24]采用元素分析-串聯(lián)穩(wěn)定同位素質(zhì)譜法對(duì)油菜蜂蜜進(jìn)行分析，結(jié)果表明碳、氫、氧穩(wěn)定同位素比值可用于不同產(chǎn)地油菜蜂蜜的溯源。陳延延等[25]利用電子鼻、頂空固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)川西高原不同蜂蜜進(jìn)行揮發(fā)性成分分析，結(jié)果表明電子鼻聯(lián)合氣相色譜-質(zhì)譜法能夠有效識(shí)別不同來源蜂蜜的揮發(fā)性成分。

2.4.3 阿膠真?zhèn)舞b別

阿膠具有滋潤(rùn)養(yǎng)顏、潤(rùn)燥止血、強(qiáng)心補(bǔ)肺、強(qiáng)身健體以及增強(qiáng)免疫力等功效，適用人群廣[26-28]。近年來，阿膠及其制品市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，驢皮原料短缺，市場(chǎng)供不應(yīng)求，導(dǎo)致市場(chǎng)阿膠質(zhì)量參差不齊，阿膠及其制品的質(zhì)量無法保證，因此對(duì)其原料進(jìn)行真?zhèn)舞b別意義重大。鄧書鴻等[29]采用核磁共振氫譜結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)阿膠進(jìn)行鑒別研究，通過主成分分析和i-PLS分析對(duì)譜圖進(jìn)行模式識(shí)別，該方法分類能力強(qiáng)，能夠?qū)φ鎮(zhèn)伟⒛z進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。許茜等[30]利用核磁共振氫譜結(jié)合多種多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)14 種不同來源的動(dòng)物膠樣品進(jìn)行檢測(cè)，研究結(jié)果表明該方法能有效鑒別出豬皮膠和工業(yè)用骨膠，能區(qū)分驢皮膠和非驢皮膠。

2.4.4 人參真?zhèn)舞b別

人參是一種傳統(tǒng)中藥材，研究人員一般采用高效液相色譜法分析人參皂苷，或者采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鑒別人參的種類。隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)自身健康越發(fā)關(guān)注，對(duì)人參的需求量不斷增加，在利益驅(qū)使下人參制假、摻假現(xiàn)象屢見不鮮。有研究人員采用基質(zhì)輔助激光解吸電離-質(zhì)譜成像技術(shù)對(duì)人參組織切片進(jìn)行分析，成功開發(fā)出一種能夠準(zhǔn)確區(qū)分不同年限人參的方法，且該方法能夠區(qū)分人參、三七和西洋參，可為消費(fèi)者提供更可靠的選擇和購買指南。嚴(yán)華等[31]通過高效液相色譜技術(shù)建立了西洋參、人參和三七的特征譜圖，該方法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高，可為鑒別同屬藥材品種提供理論依據(jù)。宋茜等[32]通過對(duì)人參和西洋參進(jìn)行HPLC 譜圖采集后結(jié)合聚類分析和主成分分析比較兩者差異，建立的化學(xué)識(shí)別模型能夠快速、準(zhǔn)確地鑒別人參和西洋參。

3 結(jié)語

蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)在過去幾十年中取得了巨大的進(jìn)展，但仍存在一些挑戰(zhàn)和需要解決的問題。蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括食品原料和產(chǎn)品的質(zhì)量控制、食品真?zhèn)舞b別、產(chǎn)地溯源以及食源性致病菌檢測(cè)等，尤其為食品真?zhèn)舞b別提供了新方向和新技術(shù)，可有效解決食品安全質(zhì)量問題。通過對(duì)食品中蛋白質(zhì)進(jìn)行定性或者定量分析，不僅能夠確定食品中是否有摻假物，還可以確定摻假物的物種、含量和來源。但是蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)并不能完全解決食品摻假問題，仍需要繼續(xù)完善和改進(jìn)。例如，蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的操作自動(dòng)化、高通量、規(guī)模化、檢測(cè)靈敏度、樣品前處理、重現(xiàn)性、提高分離效果與高分辨率等仍是食品檢測(cè)領(lǐng)域未來需要攻克的難題。