第1章 食品代谢组学概述 1
引言 1
1.1 食品代谢组学的概念 1
1.1.1 食品代谢组学的诞生与初步发展 1
1.1.2 食品代谢组学的定义与目标 2
1.2 食品代谢组学的研究意义 2
1.2.1 食品质量控制 2
1.2.2 功能性食品开发 3
1.2.3 疾病预防与健康促进 3
1.3 食品代谢组学的技术平台 4
1.3.1 样品前处理 4
1.3.2 分析技术 5
1.3.3 数据分析与处理 6
1.4 食品代谢组学的应用领域 7
1.4.1 食品成分分析 7
1.4.2 食品加工与储藏 8
1.4.3 功能性食品与健康 8
1.4.4 食品安全与质量控制 8
1.4.5 个体化营养学 9
1.5 食品代谢组学国内外研究概况 9
1.5.1 国外食品代谢组学的研究进展 9
1.5.2 国内食品代谢组学的研究进展 10
1.5.3 国内外研究对比 11
参考文献 11

第2章 食品代谢组学中的分析技术 14
引言 14
2.1 食品代谢组学的研究流程 14
2.1.1 研究目的 14
2.1.2 实验设计 15
2.1.3 样品制备 15
2.1.4 代谢物分离与检测 15
2.1.5 数据处理与分析 15
2.1.6 生物学解析 15
2.2 气相色谱-质谱联用技术 15
2.2.1 技术原理与特点 16
2.2.2 装置组成与测样要求 18
2.2.3 定性与定量分析 22
2.2.4 一般操作步骤 25
2.2.5 在代谢组学中应用 26
2.2.6 在油脂研究中应用 27
2.3 液相色谱-质谱联用技术 28
2.3.1 LC-MS 的技术原理 28
2.3.2 与质谱联用的液相色谱分离模式 30
2.3.3 LC-MS的接口技术 32
2.3.4 质谱的质量分离模式 35
2.3.5 LC-MS的一般操作步骤 43
2.3.6 LC-MS在代谢组学中的应用 45
2.4 核磁共振技术 46
2.4.1 核磁共振波谱仪 46
2.4.2 样品制备 47
2.4.3 信号优化 48
2.4.4 NMR谱采样参数设定 50
2.4.5 NMR在代谢组学中的应用 52
2.5 其他分析技术 54
2.5.1 毛细管电泳-质谱法 54
2.5.2 傅里叶变换红外光谱学 59
参考文献 67

第3章 食品代谢组学数据处理 69
引言 69
3.1 数据处理介绍 69
3.2 数据预处理 71
3.2.1 图像预处理 71
3.2.2 原始数据整理 72
3.2.3 数据归一化 72
3.2.4 数据转换 73
3.2.5 数据标准化 75
3.3 统计分析 75
3.3.1 单变量分析 76
3.3.2 多变量分析 79
3.3.3 聚类分析 81
3.4 模型质量检验及差异代谢物的确定 82
3.4.1 CV-ANOVA 82
3.4.2 置换检验 82
3.4.3 差异代谢物确定的重要参数 83
3.5 生物解释—代谢通路分析 83
3.6 数据处理常用软件 85
3.6.1 MAVEN 86
3.6.2 MZmine 86
3.6.3 MetaboAnalyst 86
3.6.4 XCMS Online 86
3.6.5 MetaboAnalyst演示 86
参考文献 94

第4章 食品脂质组学 95
引言 95
4.1 脂质的结构与分类 95
4.1.1 脂肪酸 98
4.1.2 甘油酯 98
4.1.3 甘油磷脂 99
4.1.4 鞘脂 100
4.1.5 固醇 100
4.2 脂质的氧化 101
4.2.1 活性氧 102
4.2.2 自动氧化 103
4.2.3 光敏氧化 105
4.2.4 酶促氧化 105
4.3 食品脂质组学分析 107
4.3.1 样品制备方法 107
4.3.2 脂质组学分析方法 110
4.3.3 化学计量学在食品脂质组学中的应用 137
4.4 脂质组学在食品科学研究中的应用 142
4.4.1 食品资源挖掘 143
4.4.2 食品来源鉴别 143
4.4.3 食品掺假鉴别 144
4.4.4 食品安全监控 145
4.4.5 脂质营养与健康 146
4.5 展望 147
参考文献 147

第5章 代谢组学与食品加工 159
引言 159
5.1 代谢组学与粮油加工 159
5.1.1 产品质量分析 159
5.1.2 营养评估 160
5.1.3 风味特性研究 160
5.1.4 新产品开发 161
5.2 代谢组学与果蔬加工 161
5.2.1 营养成分分析与优化 161
5.2.2 风味特性的改善和保持 162
5.2.3 质量控制和品质保证 162
5.2.4 优化加工工艺 163
5.3 代谢组学与畜产品加工 163
5.3.1 品质和营养成分分析 163
5.3.2 食品安全与品质控制 164
5.3.3 味道和口感特性研究 164
5.3.4 工艺优化与质量控制 164
5.4 代谢组学与谷物制品加工 165
5.4.1 成分分析 165
5.4.2 风味物质 166
5.4.3 溯源追踪 166
5.4.4 新产品开发与创新 167
5.5 代谢组学与食用菌保鲜 167
5.6 代谢组学与发酵食品 168
5.7 展望与未来 172
5.7.1 定制化食品开发 172
5.7.2 功能性成分的增加 172
5.7.3 创新食品的开发 173
5.7.4 储藏和稳定性改进 173
参考文献 173

第6章 代谢组学与食品安全 177
引言 177
6.1 代谢组学在食品质量评价中的应用 177
6.1.1 鉴别食品原料 177
6.1.2 进行产地溯源 178
6.1.3 代谢组学在产地溯源中的主要技术 178
6.2 代谢组学在食品化学危害物检测中的应用 179
6.2.1 食品中有害成分检测 179
6.2.2 食品添加剂及其残留检测 179
6.3 利用代谢组学进行食品中毒事件的监测与调查 180
6.3.1 食物中毒溯源与调查 180
6.3.2 检测兽药残留以及非法添加物 180
6.4 利用代谢组学进行食品安全评估 181
6.4.1 致病菌微生物研究 181
6.4.2 生物毒素代谢研究 181
6.4.3 农药残留检测 181
6.4.4 兽药及添加剂残留检测 182
参考文献 182

第7章 代谢组学与食品营养 184
引言 184
7.1 食品营养要素的分析与挖掘 185
7.1.1 关键营养分子的检测 185
7.1.2 新型营养分子的鉴定 186
7.2 膳食摄入的生物标志物研究 187
7.2.1 谷物类食品 188
7.2.2 果蔬食品 188
7.2.3 水产品与肉类 189
7.2.4 乳制品 190
7.2.5 坚果 191
7.2.6 甜食与高糖饮料 191
7.2.7 含咖啡因饮料与酒 192
7.2.8 饮食模式 193
7.3 生物活性成分的机制解析 196
7.3.1 调节肠道菌群 196
7.3.2 保护神经系统 198
7.3.3 干预心血管疾病 199
7.3.4 缓解代谢功能异常 201
7.4 展望 202
参考文献 203