摘要：色谱-质谱联用技术是食品组学研究的核心分析手段，在食品科学研究领域得到广泛应用，色谱-质谱食品组学分析可精准定性定量食品营养成分，揭示加工贮藏过程营养流失规律，建立农药多残留快速检测方法，在食品营养设计、加工工艺优化、质量控制和安全预警等方面具有重要应用价值。未来仍需加快食品组学大数据的标准化和整合，建立营养健康与疾病风险的分子流行病学证据，拓展个性化营养等新兴应用领域。

关键词：色谱-质谱联用的食品组学技术；食品科学研究；应用

食品组学是运用组学思路和技术研究食品组成与品质的新兴学科，其核心是利用基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等高通量分析手段，阐明食品加工、贮藏等过程中营养成分、风味物质、污染物等的动态变化规律。色谱-质谱联用技术是食品组学研究的核心分析工具，可在分子水平解析食品体系的化学组成，实现营养成分的精准定性定量，是揭示食品品质形成机制和调控机理的有力手段。系统梳理色谱-质谱食品组学技术的研究现状和进展，对于推动食品科学基础研究、指导食品产业高质量发展具有重要意义，而伴随着现代食品工业的迅猛发展和消费者需求的日益多样化，开展该领域的深入研究已成为食品科学领域的当务之急。

一、精准表征食品营养，优化膳食营养结构

色谱-质谱联用的食品组学技术可精准表征食品中的营养成分，为优化膳食营养结构提供科学依据。

首先，色谱-质谱联用技术能够系统全面地分析食品中的营养组分，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物等大量营养素，以及矿物质、维生素等微量营养素，通过对食品进行定性定量分析，可以准确掌握不同食品的营养价值。例如，采用UPLC-Q-TOF-MS/MS代谢组学技术分析黑芝麻和白芝麻，发现黑芝麻中橙皮苷、山梨碱、维生素B2等营养物质含量显著高于白芝麻，表明其营养价值更高，为芝麻品种的优化选育和营养评价提供了重要参考。

其次，食品组学技术可比较分析同一种食品不同品种、不同部位的营养成分差异，为合理搭配膳食提供依据。通过对比分析水稻、小麦等农作物不同品种的蛋白质组、代谢物组的差异，可筛选出营养价值高的优良品种，指导农业生产实践。利用代谢组学技术分析苹果、柑橘等水果的果皮和果肉中营养成分的差异，不仅可以揭示不同组织器官的营养特点，还可以指导果皮等副产物的综合利用，减少营养损失和浪费。

最后，基于食品组学大数据，可建立食品营养成分数据库，利用生物信息学、人工智能等技术手段，整合营养学、食品学等多学科知识，研发营养配餐系统，实现食品加工过程和膳食结构的量身定制，满足不同人群的营养需求。

二、动态监测加工贮藏，保障食品品质安全

色谱-质谱联用的食品组学技术可动态监测食品加工贮藏过程中营养和风味成分的变化，是保障食品品质安全的有效手段。

首先，食品组学技术可深入分析食品加工过程中营养成分的转化和流失机制。以发酵食品为例，经过微生物发酵，食品中蛋白质、多糖等大分子物质被降解为氨基酸、低聚糖等小分子，其营养价值和风味品质发生改变。利用代谢组学技术可动态监测发酵过程中代谢物组成的变化，对比分析不同菌种、温度、时间等发酵条件的影响，筛选有益菌种和最佳发酵工艺参数，最大限度保留和生成有益营养物质。热加工作为最常用的食品加工方式，会引起蛋白质变性、脂质氧化、维生素分解等一系列复杂的化学反应，而色谱-质谱联用技术可准确定量加工前后营养成分的含量变化，揭示加工引起营养损失的主要因素。例如，UPLC-Q-TOF-MS/MS代谢组学分析表明，蒸煮、油炸等热加工使罗非鱼肉中的氨基酸、核苷酸、磷脂等营养成分发生显著改变，为优化加工方法，控制营养流失提供了理论依据。

其次，基于食品组学的分析手段可揭示贮藏环境、时间等因素对食品品质的影响规律，在农产品采后贮藏过程中，环境温度、湿度、气体组成等因素影响其呼吸代谢和品质变化。例如，GC-MS代谢组学分析发现，热激联合1-甲基环丙烯处理可通过诱导蜡质合成，提高枣果在冷藏贮藏过程中的耐贮性。又如，鸡肉等畜禽产品在冷藏过程中，其蛋白质组分发生一定程度的水解降解，降低肉品的营养价值和口感品质，蛋白质组学分析可系统解析贮藏过程中肌肉蛋白的降解模式，通过肽指纹图谱等研究，建立反映肉品新鲜度、嫩度等品质属性的生物标志物，为制定和优化肉品贮藏标准提供科学依据。

最后，色谱-质谱等食品组学技术与多元统计分析相结合，可用于建立食品品质安全评价和预警模型。通过对生产、流通和贮藏各环节食品样品进行代谢指纹图谱分析，并结合感官评价、理化指标测定等数据，运用化学计量学方法，建立特征性指标或指标组合与食品品质之间的定量关系，这不仅可实现食品品质的快速无损检测，还可及时预警品质安全风险，为质量控制和食品供应链优化提供科学决策依据。总之，色谱-质谱联用的食品组学技术必将在保障食品品质安全方面发挥越来越大的作用。

三、严控农药残留水平，减少食源性健康风险

色谱-质谱联用的食品组学技术可灵敏、准确、快速地检测食品中的农药残留，是控制农药残留水平、保障食品安全的重要手段。

首先，与传统的农残检测方法相比，色谱-质谱联用技术具有检测灵敏度高、重现性好、定性定量准确等优势。例如，气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术可在复杂基质中检测痕量农药残留，AMRI等建立的变压进样分散液相微萃取-GC-MS方法，可在番茄基质中检测出6.3-7.1μg/kg的有机磷农药，灵敏度高于常规方法。又如，QuEChERS-GC-MS技术可同时测定水产品中多种农药残留，检出限可达0.001-0.029μg/mL，为农残限量标准的制定和水产品安全监管提供了可靠依据。液相色谱-质谱联用技术如UPLC-MS/MS、HPLC-MS/MS等亦被广泛应用于极性农药残留检测，其高分离能力和高灵敏度特点使其在复杂基质中的检测性能优于GC-MS。

其次，食品组学技术可实现农药多残留的快速筛查和鉴别。由于农药种类繁多，代谢产物复杂，传统的靶向分析方法需要制备大量标准物质，难以全面评估农药的残留风险。而采用高分辨质谱如TOF-MS、Orbitrap-MS等，可对农药及其代谢产物进行全谱扫描和准确质量数测定，结合二级质谱裂解和同位素分布等信息，可实现农药的准确鉴定，无需标准品即可实现定性分析。利用代谢组学的分析策略，可实现上百种农药一次性检测，极大提高了农残分析通量，此类非靶向筛查方法可及时发现新的农药残留风险，为未知物鉴定和风险预警提供新思路。

最后，食品组学技术可为溯源超标农残的来源、督促落实农残控制措施提供有力工具。通过建立农药使用信息与农残数据的关联，比较不同产地、不同生产主体的农残合格率，分析农药使用强度与残留水平的剂量-效应关系，可找出农残超标的原因，为监管部门溯源追责、督促整改提供依据。例如，基于GC-MS/MS的代谢组学分析发现，我国局部地区日本梨中啶虫脒残留超标与其花期使用该农药有关，为农残控制提供了針对性措施。

结束语

综上所述，色谱-质谱联用技术是食品组学研究的核心分析手段，通过对食品组分进行精准定性定量和动态解析，可为理解食品品质形成机制、优化加工工艺参数、评估食品安全风险提供重要的技术支撑和科学依据。未来，要真正发挥色谱-质谱食品组学分析的巨大潜力，尚需进一步突破样品前处理、数据质量控制、生物信息分析等关键技术，加快创制适合食品基质特点的专用型仪器设备，强化多组学数据的标准化、关联分析及可视化表征，注重基础研究向应用转化的法规政策保障和产学研用协同创新，以期加速科技成果转移转化，服务食品产业高质量发展。

参考文献：

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