中国农科院加工所植物蛋白团队系统阐述了食品组学技术在花生品质研究中的应用进展
近日，中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白结构与功能调控创新团队在食品领域国际顶级期刊《Trends in Food Science & Technology》（JCR一区，IF: 15.1）在线发表了题为“Application of foodomics technologies in the study of peanut quality: a review”的综述文章，系统阐述了表型组学、感官组学、风味组学、脂质组学、蛋白质组学、肽组学、糖组学和代谢组学等食品组学技术在花生品质研究中的应用进展，是该团队借助新兴技术挖掘花生原料加工适宜性评价物质基础的最新拓展。中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白团队2022级博士研究生向飞为论文第一作者，王强研究员、石爱民研究员、胡晖副研究员和益海嘉里首席科学家徐学兵教授为共同通讯作者。
近年来，基于食品组学的高通量质谱分析技术发展迅速，借助该技术解析原料物质基础成为研究热点。花生（Arachis hypogaea L.）是重要农产品资源，全球花生种质资源丰富，用途多样，不同花生原料物质组成及物质基础存在差异，严重影响花生产品品质。因此，系统阐述食品组学分析技术在花生品质研究中的应用现状，对于花生原料物质基础信息挖掘、加工工艺优化与产品品质提升具有重要意义。
本文全面解析了花生中脂质、蛋白质、碳水化合物、维生素、矿物质和其他营养物质等特征组分的种类、组成、功能及其在食品、生物医药、材料、营养健康等领域的应用情况；系统阐述了表型组学、感官组学、风味组学、脂质组学、蛋白质组学、肽组学、糖组学和代谢组学等食品组学技术在花生品质研究中的应用进展。研究表明：1）联合表型组学、感官组学和风味组学分析，能从宏观和分子水平揭示花生原料表型组数据、感官轮廓和风味品质形成机制；而分子感官科学的应用可为花生特征风味物质、产地溯源与差异分析、加工过程研究及产品品质提升研究提供数据和理论支撑。2）借助脂质组学、蛋白质组学技术对花生的原料、储藏、加工、运输等环节进行分析，对全面了解脂质和蛋白质的来源、分类和组成，系统挖掘其加工中营养成分信息具有重要意义。3）肽组学、糖组学和代谢组学在花生领域的研究仍在起步阶段，且相关研究主要集中在育种与栽培领域。总体来说，多组学技术互为补充和验证，为深入揭示花生制品风味形成机制，精准调控风味生成/释放提供有力数据和理论支撑。
此外，本文对食品组学技术现阶段面临的挑战，食品组学技术如何与花生加工工艺有机结合，进一步明确营养物质动态变化、提升产品品质功能等方面进行展望，1）亟待丰富适用于花生等粮油加工领域的组学分析技术和方法；2）创建基于食品组学技术的不同粮油原料特性及品质评价基础数据库；3）采用多组学分析技术深入明晰“原料-收获-储藏-加工-产品”全链条的物质基础变化机制；4）加强食品组学分析技术在粮油原料质量认证、掺假鉴别、安全性评价和可追溯性分析中的应用研究；5）进一步推进组学技术在粮油食品主要营养物质及其功能活性成分对人体健康功效的作用机制研究；6）推动多组学技术和传统食品科学研究方法融合解决粮油加工过程存在的瓶颈难题。研究结果可为花生乃至整个粮油加工产业提质增效提供理论支持和数据参考。
图1 花生产量和分类简图(a 1972—2023年全球花生产量变化数据；b 2023年全球花生产量前10个国家/地区；c花生分类；d花生的主要消费应用场景)
图2 花生主要营养成分简图(a)及食物组学分析过程概述(b)
项目资助：
本研究得到了国家重点研发计划（2021YFD2100400）、山东省重点研发计划（2023TZXD074），益海嘉里金龙鱼慈善公益基金(Arawana Charity Foundation)，等项目的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104793
作者简介：
王强，二级研究员，博士生导师，国际食品科学院院士，2021、2023年中国工程院院士增选有效候选人，入围全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力榜单”与2021、2022“年度科学影响力榜单”。现任中国农业科学院农产品加工研究所资深首席，国家花生产业技术体系加工研究室主任、九三学社中央农林委委员，新疆自治区油料产业技术体系首席科学家。全国优秀科技工作者，全国首批农业科研杰出人才，全国科技助力精准扶贫先进个人，入选国家“百千万人才工程”并获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，享受国务院特殊津贴，农业部“粮油加工技术与工程”创新团队首席，农业农村部神农英才“领军人才”，中国农业科学院领军人才，中国粮油学会花生食品分会会长，中国食品科学技术学会植物基食品分会副理事长，《Food Biomacromolecules》创刊主编、《Journal of Integrative Agriculture》食品栏目执行主编，《NPJ Science of Food》编委。
长期从事粮油加工与营养健康领域科学研究，首次构建了花生加工适宜性评价技术，筛选出加工专用品种，解决了我国花生混收混用、产品品质差的瓶颈问题；颠覆了传统压榨制油技术与方法，建立了国内第一条花生低温制油与蛋白联产生产线，开发出高品质花生油和蛋白系列新产品，推动了花生产业的高质量发展；在国际上首次提出高水分挤压过程中蛋白纤维结构形成的“分层叠变”新理论，创建了基于高水分挤压的植物基肉制品颠覆性加工新技术，革新设计了智能化加工装备和可视化平台，引领了植物基肉制品产业发展新方向。主持“十五”国家重大科技专项、“十二五”科技支撑计划、“十三五”国家重点研发计划专项（基础研究类）、国家自然科学基金、863、公益性行业（农业）科研专项、国际科技合作专项重点项目等国家项目和课题50余项。获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、中华农业科技奖一等奖、ICC最高学术奖、中国专利优秀奖、中国商业联合会科学技术奖特等奖、中国食品科学技术学会科技创新奖突出贡献奖等多项国家或省部级奖励，主笔撰写的《关于“大力发展新疆花生产业夯实新疆长治久安基础”的建议》、《关于“大力推动我国花生产业高质量发展”的建议》分别得到中共中央领导和国务院领导批示。授权发明专利105项（其中国际专利12项），软件著作权12项，制修订国家和行业标准10项，出版著作13部（英文专著3部），发表学术论文340余篇，其中SCI 论文130篇、IF>10 36篇，IF>15 3篇，ESI全球前1%高被引论文8篇，h-index 41，总被引约6000次，培养硕博研究生、博士后及外国留学生120多人。
石爱民，博士，研究员，硕士生导师。“十四五”国家重点研发计划项目-中欧研究创新旗舰合作计划项目首席科学家，国家粮食和物资储备局“全国粮食行业青年拔尖人才”，入选中国科协“青年人才托举工程”，中国农科院“青年创新”专项人才、加工所“珠峰计划”A类人才。现任农业农村部粮油加工综合利用技术集成实验室副主任、植物蛋白结构与功能调控创新团队首席科学家，兼任中国粮油学会理事/青年工作委员会委员，中国食品科技学会青年工作委员会委员、中国粮油学会粮油营养分会理事、中国农学会食物与营养专业委员会委员，国际学术期刊《Frontiers in Nutrition》《Food Biomacromolecules》副主编、《Journal of Integrative Agricultural》《中国农业科学》青年编委、《Foods》编委。
长期从事花生、核桃等植物蛋白结构与功能调控基础研究及产品开发。先后主持“十四五”国家重点研发计划项目（千万级）、国家自然科学基金面上项目、科技部高端外国专家项目、新疆自治区重点研发项目课题（千万级）等项目课题近20项；参与科技部对发展中国家援助项目、中国农科院创新工程等项目多项；主持和主要负责横向项目5项。研究成果曾被选为“十三五”国家科技创新成就展参展成果，获2018年中国粮油学会第一届青年科技奖1项（第1）、2019年神农中华农业科技一等奖1项（第3）、2017年全国商业联合会科学技术特等奖1项（第2）等。发表学术论文120余篇，其中第一作者和通讯作者在Angew. Chem. Int. Edit.（IF:16.6）、Trends Food Sci. Tech. (IF:15.1) 、Redox Biol.（IF:11.4）、Food Hydrocolloid.（IF:10.7）、Crit. Rev. Food SCI.（IF:10.2）、ACS Appl. Mater. Interfaces（IF:9.5）等期刊发表SCI/EI论文60余篇，IF>10论文25篇、ESI全球前1%高被引论文3篇、封面论文2篇，总引用超过3900余次，h指数31（Google Scholar）；副主编著作2部，参编英文著作3部；授权国际发明专利8项、国家发明专利36项；制订并颁布农业行业标准2项。
徐学兵教授，益海嘉里首席科学家，博士生导师，上海市白玉兰纪念奖获得者，全国粮油优秀科技工作者，曾任丹麦奥胡斯大学教授，益海嘉里集团研发总监，丰益（上海）生物技术研发中心有限公司总经理。主要从事脂质科学与技术、酶工程、食品功能学、食品添加剂、食品纳米技术、生物催化、生物能源等研究，入围全球前2% Top Scientists“终身科学影响力榜单”。先后承担多项粮油食品科研课题研究，成功解决多项行业技术难题，创造了巨大经济和社会效益，科研成果多次被评定为国际领先、国际先进水平；曾获2013年中国粮油学会科学技术奖一等奖；2015年中国粮油学会全国粮油优秀科技工作者；2015年上海市科技进步奖二等奖；2017年欧洲脂质技术奖；2018年美国油脂化学家学会（AOCS） Fellow；2019年美国油脂化学家学会（AOCS）“张驷祥奖”；2019年中国粮油学会科学技术奖特等奖，2023年国际稻米油协会终身成就奖，2024年AOCS Alton E Bailey奖等。近400篇各类发表论文，包括250余篇SCI论文，编著有教材和著作4部(3本英文科技著作，1本中文教材著作)，拥有100多项中国发明专利及20余项国际发明专利。担任或曾经担任丹麦奥胡斯大学、华东理工大学、东北农业大学、天津大学、北京化工大学、江南大学、河南工业大学、福州大学、马来西亚国立大学、泰国王子大学等多所国内外院校的荣誉或客座或兼职教授，并先后在多种国际学术期刊担任副主编或编委。美国油脂化学家学会 Governing Board委员，中国分会主席，国际稻米油理事会成立首任主席。先后多次担任国际会议大会组委会成员、分会主席。受邀百余次在国际会议演讲；被聘为联合国项目事务署（UNOPS）亚太地区农业与食品安全产业示范区项目高级顾问（2015-2016）；河南工业大学粮油食品学院名誉院长；连续三届任职马来西亚棕榈国家研究院国际专家组成员等等。
胡晖，博士，副研究员，中国粮油学会理事、第一届青委会委员，中国农业科学院农产品加工研究所珠峰计划转化英才，新疆油料产业技术体系昌吉(西部中心)综合试验站站长。
长期从事油脂与植物蛋白风味物质形成与调控研究。主持国家重点研发计划、山东重点研发计划等国家及省部级课题4项、子课题/任务6项；主持企业横向项目20余项，技术成果在益海嘉里集团、金胜粮油集团等知名企业转化应用，取得了良好的经济效益。获神农中华农业科技一等奖等省部级奖励4项，商业联合会科学技术特等奖等社会力量奖5项。授权国际专利15项，国家发明专利40余项。发表学术论文30余篇，参编著作7部。Trends in Food Science & Technology、Food Chemistry、International Journal of Biological Macromolecules等期刊审稿专家。
向飞，中国农业科学院农产品加工研究所2022级博士研究生，中国粮油学会（CCOA）、中国食品科学技术学会（CIFST）、美国油脂化学家学会（AOCS）学生会员，曾就职于安琪酵母研究院。主要研究方向为粮油加工品质评价与过程控制，主持Arawana Charity Foundation（益海嘉里金龙鱼慈善公益基金）1项（40万），参与国家重点研发计划、山东省重点研发计划等项目课题3项，获中国农业科学院研究生院一等学业奖学金、博士生中期考核优秀奖、社会活动优秀奖，获“2022预制菜品质提升创新大赛”三等奖，获“2024 Fi食品与饮料新蛋白创新大赛”优胜奖。近五年发表论文17篇，以第一作者在Trends in Food Science & Technology（Q1，IF 15.1）、Food Chemistry（Q1，IF 8.8）、International Journal of Biological Macromolecules（Q1，IF 8.2）、Food Packaging and Shelf Life（Q1，IF 8）、Journal of Integrative Agriculture（Q1，IF 4.8）等SCI/EI期刊发表论文9篇，参与申请国内专利11项、国际专利1项，授权专利1项。
