上海海洋大学毕红燕博士课题组提出了一种替代方法,首次将鱼皮作为蛋白质来源,使用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析技术进行鱼类鉴定,快速简便。相关研究结果发表在Rapid Communications in Mass Spectrometry上。
基于种种原因,鱼类成为需要监管的关键食品类型之一。全球鱼类市场规模巨大,联合国粮食及农业组织估计其价值在1200亿美元左右。对于不法商家来说,这是一个诱人的目标,他们故意将价格较便宜的鱼标错标签,然后以高价出售牟利。这种行为除了违法之外,由于过敏原或毒素的存在,当标示错误的鱼被消费者食用时,有可能面临过敏或中毒的健康风险。另外,当被捕获的特定鱼类的数量超过政府部门的限制,可能会使该种鱼类有灭绝的风险。
为了解决鱼类产品错误标签的问题,需要建立快速准确的检测方法来支持食品产业和渔业。鱼类的鉴别传统上依赖于形态分析,包括体形、颜色模式、鱼鳞大小和数量、鳍的数量和相对位置、鳍射线的数量和类型,或身体各部分的各种相对测量,但是由于鱼类在被测试时往往是不完整的,因此形态学的方法常受限制。过去,遗传学方法和蛋白质方法曾被提出并取得了一些成功,但这些方法往往操作复杂,并且样品制备非常耗时。
毕红燕博士开发的新方法采用温和的提取技术,将鱼皮在25℃下浸泡在1.3摩尔每升的氢氧化钠水溶液中过夜,以保持完整蛋白质的消解。将所得溶液用稀酸中和,并在旋转柱上脱盐,然后准备分析。使用常见的基质溶液进行MALDI-TOF MS测试,结果显示芥子酸作为基质的质谱图峰值数和强度最佳。将样品萃取物放置在MALDI靶板上,干燥,然后用基质溶液覆盖,重复干燥步骤。用质谱仪以低分辨率线性模式进行分析,该模式足以比较阳性蛋白质离子的m/z值,无需高分辨率操作。利用主成分分析(PCA)和偏最小二乘回归判别分析(PLS-DA)对m/z和强度对进行处理。
研究人员对同一属的两种亲缘关系密切的鱼类进行了初步分析,交叉验证计算表明,大黄鱼(Larimichthys crocea)和小黄鱼(L. polyactis)的识别准确率大于90%。进一步将该方法扩展到四种舌鳎属鱼类的鉴定,短吻舌鳎,窄体舌鳎,焦氏舌鳎和半滑舌鳎(Cynoglosus abbreviates,C.gracilis,C.joyneri和C.semilaevis),这些物种在95%的置信水平上可以区分。通过对石首鱼科鱼类的分析证明,也可以在种的级别上进行鉴别。研究人员还成功辨别了从当地海鲜市场购买的三种不同属的鱼。
该研究项目的最终目标是识别未知鱼类,为此,研究团队建立了一个参考数据库,其中包含来自51个鱼体样本的150多个质谱图。在优化样品制备、分析和数据处理后,鉴定过程可在1-3小时内完成,鱼皮样品用量可少至几微克。这比公开的用胰蛋白酶肽识别特征鱼蛋白的质谱分析程序更加快速,为保证水产品质量防止食物掺假、抵御健康风险提供了强有力的检测方案,并且还可以潜在地为受威胁物种提供保护。
该工作被杂志甄选为封面文章(如下图),并被杂志社做了电子简报。
无独有偶,融智生物也做了类似的工作,使用新一代宽谱定量飞行时间质谱QuanTOF进行活宰猪和死宰猪的鉴定,实现了猪肉产品的溯源,对于保障食品安全具有重要的意义。当然,食品安全和质量保证还依赖于包括毕红燕副研究员、融智生物等在内的更多人的共同努力。毕红燕博士课题组的科研兴趣之一是针对水产品的品质和安全性开发新技术新方法,热忱欢迎有共同兴趣的广大同仁洽谈与合作,共同推进食品行业更规范发展。
相关链接:
文章链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/rcm.8474
英文电子简报链接:
(融智生物 整理,毕红燕 校验)
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