食品组学在生物活性化合物营养功能特性研究中的应用

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食品组学在生物活性化合物营养功能特性研究中的应用
李媛媛，买梦奇，胡小松，张 燕*
（中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，北京 100083）
摘 要：食品组学是集成食品和营养研究领域中生物统计学、化学计量学和生物信息学的先进组学技术，其可以对食品中生物活性化合物在膳食营养和健康之间潜在的作用机制进行系统的研究。本文从食品组学基本概念出发，重点综述了转录组学、蛋白质组学、代谢组学在实现食品生物活性物质营养功能方面的研究进展，简述了与其营养功能实现有关的生物标志物，对食品组学技术在食品生物活性化合物研究中的应用进行阐述和展望，以期更好地解释膳食营养与健康之间的关联。
关键词：食品组学；生物活性化合物；膳食营养；健康
食品组学是一个新术语，它正成为运用各种组学分析技术和生物信息学方法系统全面分析食品的新技术[1-4]，其借助基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学技术研究食物和营养领域问题[5]。在过去几十年中，许多流行病学、临床和实验研究了食品生物活性化合物的健康效应及其与疾病的关系，主要集中在有限的分子标记物。然而，真正突破基于组学技术（包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学）的非靶向方法，即食品组学方法，可以分析食物营养功能和食品化合物生物活性之间的相关性，并能够发现与这种营养功能实现相关的新生物标志物[6]。食品组学技术及生物信息学工具能够应用于研究复杂的生物系统，其可以用于了解个人对某种疾病的遗传倾向、内源性代谢组学的信息以及生物活性化合物在食物中的作用机制，有助于提供大量有价值的数据，并可以将这些数据转化为更个性化的饮食建议，综合使用这些技术所获得的数据将是解释膳食营养与健康之间关联的基础，并且更好地预防疾病[7-11]。
本文的主要目的是从转录组学、蛋白质组学、代谢组学技术原理出发，讨论食品组学技术领域最新的组学方法在食品生物活性化合物膳食营养功能实现及主要生物标志物鉴定中的应用，重点综述了食品组学在生物活性化合物研究中的分子机制，并对食品组学技术在生物活性化合物营养功能实现研究中的应用进行了展望，以期更好地利用其研究生物活性化合物对健康的作用。
1 食品组学的简介

图 1 食品组学分析过程[3]
Fig. 1 Foodomics analytical process[3]
食品组学是通过应用和整合先进组学技术来改善消费者福祉、健康，研究食物和营养领域问题的新技术（图1）[3]。其专注解决食品安全问题，提高食品质量和食物可追溯性[2]，并在分子水平上了解食品中生物活性物质的膳食营养功能[12-13]。现有研究主要利用食品组学技术揭示实现生物活性化合物的营养功能所涉及的机制，由此可见，从天然来源（如植物、藻类、食品副产品等）中提取生物活性物质是食品组学研究工作的关键步骤。
如前文所述，食品组学研究基于使用如转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学研究平台，以提供包括基因、蛋白质和代谢物3 种表达水平在内的整体信息，以期阐明食物对健康的影响。因此，本文从转录组学、蛋白质组学、代谢组学技术原理出发，讨论其在生物活性化合物膳食营养功能实现及主要生物标志物鉴定中的应用，以期更好地理解食品组学在生物活性化合物膳食营养功能中的作用。
2 食品组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用
2.1 转录组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用
转录组学技术已被广泛应用于食品科学与营养领域，如阐明食物在贮藏和加工过程中涉及的分子机制，探讨食品中某些毒素的生产机制，鉴定病原微生物生物膜形成的基因等方面。此外，其也被应用于研究食品生物活性化合物的健康效应，探究生物活性化合物与实现膳食营养功能有关的基因。随着微流体学和微型化技术的发展，目前已经开发了诸如表达谱芯片和核糖核酸转录组测序技术（ribonucleic acid-sequencing，RNA-Seq），其可获得任何转录组的完整表征，这有利于快速有效地分析数千个转录序列[14-15]。
Maciel-Dominguez等[16]使用安捷伦miRNA微阵列和Illumina公司Ref-8 V3表达微芯片阵列（大于24 000 个转录物）研究硒（Se）在Caco-2人结肠腺癌细胞中的作用。这一研究揭示了miRNA和mRNA的表达差异，并表明miR-185调节硒磷酸合成酶2（selenophosphate synthase 2，SEPHS2）表达，参与硒蛋白合成。Ulven等[17]使用基因表达微阵列对n-3脂肪酸在外周血单核细胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMC）中的干预性进行研究，结果表明补充n-3脂肪酸后可以抑制动脉粥样硬化斑块形成，调节炎症过程、氧化应激反应、细胞周期、细胞黏附和凋亡。de Wit等[18]使用不同基因表达平台组合的方式研究黄、白洋葱提取物在消化过程中的作用。体外消化实验在Caco-2人结肠腺癌细胞中进行，基因表达分析使用Affymetrix人类基因1.1 ST（大于28 000 个转录物），间接体外实验选用大鼠肠切片，基因表达分析使用Affymetrix鼠基因1.1 ST Array（大于27 000 个转录物）进行。最后，选用猪的小肠段验证间接体外实验，基因表达分析使用8h60 K安捷伦猪G2519F（大于43 000探针）进行。在此研究中，3 种肠道模型使用共享9 140 个基因，研究发现，在Caco-2细胞和大鼠肠切片中，白色和黄色的洋葱提取物诱导15 个基因的表达，采用体外和间接体外模型联合使用确定营养成分的作用模式，减少了在传统的营养干预研究中使用的动物数量。McLoughlin等[19]利用人类基因组U95Av2 GeneChip（大于12 000 个转录物）研究没食子儿茶素-3-没食子酸酯（epigallocatechin-3-gallate，EGCG）对HT-29结肠癌细胞的影响。结果表明EGCG可以抑制聚球体的形成，诱导与肿瘤发生过程相关基因的表达，如增殖、分化、信号转导、细胞黏附和代谢过程。Takahashi等[20]利用人类基因组U133A数组（大于14 500 个转录物）研究了金雀异黄素对前列腺癌细胞的影响，发现金雀异黄素改变了多个基因的表达、参与了细胞循环调节、DNA损伤、压力反应途径和多个雄激素受体-应答基因。最近，Wood等[21]利用转录组学技术研究热量限制或是硫辛酸的补充对基因表达的影响。大约收集3 600万 个遗传密码，每个样本中平均2 300万 个遗传密码被映射到老鼠参照基因组，差异筛选分析后，在衰老过程中，当老鼠受到能量限制时，预防基因的表达会发生变化，当热量限制和硫辛酸的补充同时进行，神经保护基因会发生过量表达。
近年来，全球和糖尿病的比例逐年升高，一些植物活性化合物可以通过调节不同细胞和生理途径起到有益于健康的作用，利用转录组学技术揭示生物活性化合物的抗糖尿病作用所涉及的机制值得关注。Kajimoto等[22]的研究表明大蒜、苦瓜和番红花的提取物具有保护2型糖尿病动物模型中β细胞的作用。胰岛β细胞具有较差的抗氧化能力，因此易受氧化应激的影响。Vinayagam等[23]研究发现植物化学物质（多酚和类黄酮）可以通过防止由各种刺激引起的氧化损伤来保护β细胞，这可能与其抑制产生活性氧的酶的表达有关。胰岛素促使骨骼肌和脂肪细胞摄取葡萄糖，有利于能量储存，抑制肝脏产生葡萄糖。激素如脂联素和胰高血糖素样肽1（glucagon-like peptide 1，GLP-1）的含量与机体对胰岛素的敏感性有关。Liu等[24]研究发现2型糖尿病患者每天服用500 mg绿茶提取物，每日3 次，持续16 周，与安慰剂对照组相比其血液中GLP-1水平更高，胰岛素敏感性更高。此外，有研究发现肉桂、胡芦巴、苦瓜和人参的提取物对糖尿病小鼠中的胰岛素信号传导具有剂量依赖性作用[25]，但这些提取物和植物化学物质的作用机制需要进一步的探究。
2.2 蛋白质组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用
蛋白质的自身结构具有多样性，其对环境刺激（如营养）的反应不断变化，使蛋白质相关研究成为一项复杂的任务。近年来，随着仪器分析技术的发展和完善，加上基因组测序的进步，推动了蛋白质组学的发展。蛋白质组学因其强大的功能现今可应用于食品科学和营养领域，它可以应用于监测加工后的食物变化，蛋白质和肽的生物活性研究和食物基质中致敏蛋白的鉴定和定量等方面。蛋白质组学也被应用于研究食品中生物活性化合物的健康效应[26]，但目前现有研究较少。
Kervezee等[27]利用二维凝胶电泳（two dimensional gel electrophoresis，2-DE）结合基质辅助激光解吸/电离（matrix-assisted laser desorption/ionization，MALDI）-飞行时间（time-of-flight，TOF）质谱（mass spectrum，MS）的方法研究亚麻籽补充对PBMC蛋白质组变异的影响。结果表明，补充亚麻籽后PBMC中有16 种蛋白质发生改变，其中一些是与动脉粥样硬化相关的蛋白质，这些蛋白质变化主要归因于亚麻籽中木脂素的代谢产物肠内酯的作用。Yap等[28]研究了虎牛奶蘑菇（Lignosus rhinocerotis）对人乳腺癌细胞增殖的影响，基于聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术与液相色谱（liquid chromatography，LC）-电喷雾静电场-四极杆飞行时间质谱联用系统发现虎牛奶蘑菇中F5蛋白是其产生抗人乳腺癌细胞增殖活性的关键蛋白。此外，不同的标记方法也结合了许多分离技术应用于蛋白质组学研究中。例如，18O同位素标记与二维纳升LC-电喷雾静电场轨道阱组合式高分辨质谱联用检测在大鼠心肌梗死模型中基于植物饮食中的活性成分对心肌损伤的影响[29]，结果表明，在植物性饮食中发现部分植物化合物的细胞壁多糖中的特定单糖可作为减少冠心病的活性成分。Valdés等[30]利用LC-电喷雾静电场轨道阱组合式高分辨质谱联用来研究迷迭香提取物处理后异种移植肿瘤生长情况。结果表明，富含多酚的迷迭香提取物的每日摄入减少了体内结肠、直肠癌的发病风险，这与74 个蛋白质的调节、RNA转录后修饰、蛋白质合成和氨基酸代谢功能有关。Kheterpal等[31]在细胞水平上基于iTRAQ标记和LC-MS联合使用的方法研究艾蒿提取物对胰岛素的抵抗作用，结果表明在胰岛素抵抗状态下，艾蒿提取物增加蛋白质中特异性氨基酸的磷酸化水平，从而提高胰岛素敏感性，实现其营养功能。
如上所述，利用蛋白质组学的强大的功能，可以掌握植物生物活性化合物可能调控关键蛋白的磷酸化水平进而实现其营养功能和生物活性。此外，随着研究的深入，蛋白质组学为解释靶向信号通路和分子水平上所涉及的功能机制提供了充分的可能性。
2.3 代谢组学在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用
代谢组学的目的是鉴定和定量生态系统中所有的小分子（小于1 500 Da）。然而，由于代谢产物的化学多样性和广泛的浓度动态范围使得单一方法不可能分析所有的代谢产物。代谢轮廓分析和代谢指纹图谱是现今应用于非靶向代谢组学研究中最基本的方法。代谢轮廓分析是在限定条件下对生物体特定组织内代谢产物的快速定性和半定量分析，重点研究一组相关代谢产物（如多酚、类黄酮、类胡萝卜素等）或特定的代谢途径；代谢指纹图谱可同时对多个代谢物进行分析，不分类鉴定具体单一组分，可以对样品进行快速分类，如表型鉴定，其比较适用于研究细胞环境变化对应的代谢产物变化模式，如研究生物活性化合物处理后的细胞变化机制[14]。
核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）和MS，是生物活性化合物在代谢轮廓分析和代谢指纹图谱分析中常用的分析技术，通常情况下这两种分析技术和不同的分离技术结合使用，如LC-NMR、气相色谱（gas chromatography，GC）-MS、LC-MS等，这些技术的联合使用可以补充分析信息，提高代谢组学应用的广度和精度。
2.3.1 核磁共振技术在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用
NMR灵敏度较低，但因其广泛的覆盖范围、简单的样品制备以及良好的重现性和稳定性，已普遍应用于食品中生物活性化合物的鉴定和表征、生物标志物研究以及评估这些化合物在不同疾病中的作用。
多酚化合物具有很大的结构变异性，Forino等[32]使用NMR来鉴定和表征枸杞浆果的结构，除已知的化合物如咖啡酸、香草酸、芦丁外，发现N-阿魏酰酪胺二聚体是枸杞浆果中含量最丰富的多酚。
Canela等[4]利用非靶向的1H NMR方法研究多酚摄入对57 名心血管疾病志愿者的饮食干预作用，通过多变量正交信号校正偏最小二乘判别分析模型评估和验证了个体情况以及心血管疾病群体与健康群体之间的差异。通过代谢组学分析57 名志愿者的尿样结果表明，与心血管疾病患者相比，一种来源于肠道微生物的代谢物——4-羟基苯基乙酸酯在健康人体中含量更高。Beltrán-Debón等[33]通过1H NMR方法研究了牙买加花木槿中多酚的生物活性，关注摄取木槿植物提取物多酚后男性志愿者尿液中的代谢组学变化。结果表明摄入的多酚在能量稳态代谢途径、线粒体功能和心血管系统的保护中起着重要作用。Madrid-Gambin等[34]使用非靶向的1H NMR方法评价咖啡中的主要多酚化合物绿原酸在急性摄入和连续摄入情况下对人体尿代谢的影响。几种内源性代谢物，如琥珀酸、柠檬酸和异丁酸在急性摄入情况下含量显著增加，表明绿原酸在能量代谢中具有一定的作用。此外，通过利用1H NMR代谢组学技术，该研究得出葫芦巴碱和2-福尔马林可以作为持续摄入咖啡人群尿液中的两种潜在生物标志物。
2.3.2 质谱技术在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用
MS由于高灵敏度和分辨率已成为代谢组学分析中使用最广泛的方法，它通常与分离技术结合，不仅增加了数据识别的第三维度，而且降低了复杂混合物分析中的矩阵效应。
GC-MS分析植物代谢物已被广泛用于鉴定和表征薄荷、人参、肉桂、茶、覆盆子和荨麻等食品中的生物活性物质。Gunawardena等[35]基于细胞水平，使用GC-MS研究肉桂的在巨噬细胞中的抗炎活性。通过测定细胞中一氧化氮和肿瘤坏死因子-α的水平来表征肉桂抗炎活性的变化趋势。GC图谱鉴定出肉桂中最丰富的化合物是E-肉桂醛和o-甲氧基肉桂醛，这两种化合物具有一定的抗炎作用，因此提出这两种生物活性化合物在今后可以尝试应用于临床研究中，起到治疗炎症性疾病的作用。此外，GC-MS经常可用于分析血液中代谢物的变化规律。Yang Dawei等[36]基于动物实验水平通过GC-MS技术研究大鼠灌胃人参提取物后血液中代谢物的变化规律，探索其在治疗慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）中的作用，结果表明人参提取物可显著改变例如脂肪酸生物合成、类固醇生物合成、半乳糖代谢和氨基酸代谢等代谢途径，因此起到治疗CHF的作用。Pan Pan等[37]通过甲基化后的GC-MS研究结肠癌患者摄入树莓后血浆中的代谢变化。和对照组相比，摄入树莓后40多种代谢产物含量发生显著改变，其中代谢产物4-甲基儿茶酚的增加与细胞凋亡标记物的增加存在一定相关性，此外，多酚和氨基酸代谢也增加，这表明树莓的摄入能够影响能量相关代谢途径的变化。
LC-MS主要分析对象为极性/非挥发性和不耐热的化合物，在次级代谢物和复合脂质鉴定中表现出良好的作用。Llorach等[38]利用LC-MS鉴定摄入可可后与之相关的39 种代谢物，并分析出可可中生物活性化合物的代谢作用是肉碱代谢减少和酪氨酸硫酸化的主要原因，这为可可的摄入与心血管疾病之间的关系提出了新的假设。食品中的一些生物活性化合物可以调节脂质代谢，而且许多脂质，如n-3多不饱和脂肪酸在代谢调节过程中显示出其生物活性。脂质代谢组学被认为是代谢组学的最大分支，旨在表征生物体中数千种不同的脂质。值得注意的是最近一些研究者使用LC-MS方法来评估微藻和大型藻类中脂质的质谱变化，以评估它们的生物活性。例如，da Costa等[39]使用亲水保留色谱（hydrophilic interaction chromatography，HILIC）-MS对软毛松藻和皱波角藻进行极性脂类质谱分析，鉴定出包括糖脂、鞘糖脂、肌醇磷酰胺、甘油磷脂和二酰基和单酰基甜菜碱等超过200 种脂质。
近年来，随着肠道菌群研究的深入，利用代谢组学方法关注菌群与生物活性物质之间的相互作用、肠道菌群及其与宿主的相互作用已成为研究热点。粪便样本的代谢组学分析是了解食物中生物活性物质与肠道菌群在健康和疾病状态之间关系的关键。因此，为表征这些相互作用，寻找微生物群的生物标记物是必不可少的。Jiménez-Girón等[40]开发了一种超高效液相色谱（ultra performance liquid chromatography，UPLC）-MS方法，用代谢组学指纹图谱鉴别红酒摄入4 周后健康志愿者粪便中出现的生物标志物。该研究克服了个体样本中粪便代谢物的内部变异性，发现了37 种葡萄酒摄入后的生物标志物，其中一些葡萄酒代谢物（葡萄酒多酚中的肠道代谢物黄酮醇）可以与肠道菌群相互作用，实现其营养功能。
2.4 多组学联用在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用

图 2 多组学技术联合使用研究食物的生物活性[41]
Fig. 2 Targets of different omic approaches used to study bioactivities of food ingredients[41]
如图2所示，Pimentel等[41]从食物消化吸收代谢角度出发，综述了人体不同组织器官及代谢产物中组学技术的应用，重点介绍了蛋白质组学在研究食物在胃肠道消化中的应用，转录组学在研究食物中活性成分在不同组织中表达的应用，代谢组学在研究尿液中食物活性成分代谢产物的应用；通过将转录组学和代谢组学结合，研究血液、粪便中生物活性化合物的变化，从而靶向针对各个部位阐述生物活性化合物的营养功能。然而，在实际研究中，为了实现食品组学在膳食营养和预防疾病等方面的应用，转录组学、蛋白质组学和代谢组学的数据整合是至关重要的，同时，3 种组学技术的联合应用也具有一定的挑战性[42-44]。到目前为止，只有很少的研究将多组学技术联合应用，因此本文着重介绍多组学联用在食品生物活性化合物健康作用研究中的应用，以期更好地利用食品组学技术解释膳食营养与健康之间的关联。
Bakker等[45]选用含有鱼油、绿茶提取物、白藜芦醇、VE、VC和番茄提取物的混合物对超重带有低级慢性炎症的男性患者进行膳食营养干预。通过气相色谱电子轰击离子源质谱（gas chromatography-mass spectrometry with electron impact ionization，GC-EI-MS）法进行血浆和尿液代谢物的代谢组学研究，通过反相/高效液相色谱质谱（reversed phase/high performance liquid chromatography-mass spectrometry，RP/HPLC-MS）分析脂质和游离脂肪酸的代谢图谱。将这些数据与使用基于微球的免疫多重测定获得的蛋白质组学数据以及从PBMC和脂肪组织样品（使用NuGO Affymetrix Human Genechip）获得的转录组学数据进行整合后，使用Ingenuity Pathway Analysis软件整合所有结果，得出所选择的膳食产品影响人体的炎症过程、氧化应激反应和代谢过程。Ibáñez等[46]通过代谢组学、蛋白质组学和转录组学联合研究了超临界萃取富集的迷迭香提取物中的多酚对HT-29结肠癌细胞的抗增殖作用。在此研究中，作者首次讨论了非靶向组学技术联合使用在探究食品生物活性成分对健康的作用机制方面应用的巨大潜力。通过RP/UPLC-ESI-QTOF MS、HILIC/UPLC-ESI-QTOF MS和CE-ESI-TOF MS 3 种不同的分析平台进行对照组和处理组HT-29细胞之间的比较代谢组学分析，使用Affymetrix人类基因1.1 ST微阵列获得转录组学数据，采取2-DE与MALDI-TOF/TOF MS/MS组合方法获得蛋白质组学结果。通过多种细胞检测手段发现迷迭香提取物处理组诱导了HT-29细胞的凋亡和细胞周期停滞，依据不同组学技术的数据整合揭示了其诱导细胞凋亡、细胞周期停滞的机制。随后，该课题团队又进行了深入研究，设计了基于DML和nano-LC-Orbitrap MS/MS的互补蛋白质组学方法，研究了不同浓度迷迭香提取物和不同处理时间对HT-29结肠癌细胞的抗增殖作用的影响。这些结果与先前的转录组学数据相关，表明许多改变的蛋白质参与了蛋白质的解折叠反应和氧化应激反应[47]。Jia Huijuan等[48]使用3 种平台（代谢组学、蛋白质组学、转录组学）的组合研究荷兰芹膳食补充对葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠的作用，此研究从结肠和肝组织中提取mRNA和蛋白质，并使用LC-MS/MS和iTRAQ标记（蛋白质）或杂交到Affymetrix小鼠基因组2.0阵列（大于30 000 个转录物）中进行分析。此外，使用CE-ESI-TOF MS和CE-ESI-QQQ MS进行肝脏样本的代谢组学分析，并对血浆样品进行CE-ESI-TOF MS分析。总之，细胞炎症因子和癌症标志物的下调以及脂肪酸合成基因的上调，表明荷兰芹可作为抗肠炎性的新型营养保健食品。
一些其他文献中也涉及食品生物活性化合物的组学相关研究，但仅使用两种不同的组学平台。Valdés等[49]基于代谢组学和转录组学的食品组学技术也进行了迷迭香提取物中主要的多酚化合物（鼠尾草酸和鼠尾草酚）的抗增殖作用的体外研究。在此研究中，使用HILIC/UPLC-TOF MS和CE-ESI-TOF MS进行代谢物分析，结果表明鼠尾草酸和鼠尾草酚的抗增殖活性与多胺代谢的改变相关。基于nano-LCeMS/MS Orbitrap的蛋白质组学研究表明一些转录物的表达揭示了鼠尾草酸和鼠尾草酚的作用机制之间的差异。随后，Valdés等[50]进一步应用食品组学技术研究从迷迭香中提取的膳食多酚对两种人白血病细胞株（一种显示药物敏感表型（K562），另一种显示耐药表型（K562/R））的抗增殖作用，宏转录组微阵列与基于MS的非靶向分析方法（CE-TOF MS和UPLC-TOF MS）分别被用于进行转录组学和代谢组学分析。使用IPA软件，实现了转录组学和代谢组学平台获得的数据的整合。该研究鉴定了由迷迭香多酚调节的代谢途径中的几种差异表达基因，为这些化合物在代谢中的作用提供了更多的证据。
3 结 语
目前，膳食营养与健康的关系已成为研究热点，随着高通量技术的发展和应用，以及新的生物统计学方法的形成，正在为新的膳食模式分析开拓思路，借助食品组学技术实现精准营养分析已经成为研究热点。现今，转录组学微阵列技术仍然存在一些局限性，例如应用时需要已知分析的转录组序列、高背景噪声对测序结果的影响及有限的动态范围等。此外，应致力于更高灵敏度和分辨率的质谱仪器的开发，这将为蛋白质组学和代谢组学的快速发展开辟新的时代；同时代谢组学数据库仍需要完善和补充，以便更好地识别和检测代谢物，拓宽代谢组学的应用范围。食品组学技术的最新发展使研究者可以更好地了解食物被人体代谢的方式，如果想要在食品生物活性化合物对人类健康的影响方面取得进展，仍然需要将这些数据与人体消化、吸收及代谢生理反应结合起来，更好地进行数据整合可能是成功的关键。
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A Literature Review of the Application of Foodomics in Studying Nutritional and Functional Properties of Bioactive Compounds
LI Yuanyuan, MAI Mengqi, HU Xiaosong, ZHANG Yan*
(National Engineering Research Centre for Fruit and Vegetable Processing, College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University, Beijing 100083, China)
Abstract: Foodomics is an advanced omic technology which integrates biostatistics, chemometrics and bioinformatics in food and nutrition research. Foodomics allows systematic studies of the nutritional properties and health benefiting mechanisms of dietary bioactive compounds. The basic concept of foodomics is described in this review. Emphasis is placed on recent progress in the application of transcriptomics, proteomics and metabolomics in evaluating the nutritional and functional properties of bioactive food compounds. Furthermore, this review briefly outlines some biomarkers associated with the nutritional and functional properties of bioactive food compounds, and it discusses future prospects for the application of foodomics in this field. We expect this review to provide a better explanation of the association between dietary nutrition and health.
Keywords: foodomics; bioactive compounds; dietary nutrition; health
引文格式：2018-11-30
基金项目：国家自然科学基金面上项目（31571844）；“十三五”国家重点研发计划重点专项（2018YFD0400600）
第一作者简介：李媛媛（1992—）（ORCID: 0000-0001-7365-4548），女，博士研究生，研究方向为果蔬加工与营养。E-mail: liyuanyuan.1992@163.com
*通信作者简介：张燕（1977—）（ORCID: 0000-0002-1744-6186），女，副教授，博士，研究方向为果蔬加工技术理论与应用。E-mail: zhangyan348@163.com
DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181130-368
中图分类号：TS201.4
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2020）03-0239-07
引文格式：李媛媛, 买梦奇, 胡小松, 等. 食品组学在生物活性化合物营养功能特性研究中的应用[J]. 食品科学, 2020, 41(3):239-245. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181130-368. http://www.spkx.net.cn
LI Yuanyuan, MAI Mengqi, HU Xiaosong, et al. A literature review of the application of foodomics in studying nutritional and functional properties of bioactive compounds[J]. Food Science, 2020, 41(3): 239-245. (in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181130-368. http://www.spkx.net.cn