飲食一直是人們生活中繞不開的話題，既有開門七件事，柴米油鹽醬醋茶的煙火日常，也有“松花釀酒，春水煎茶”，“鮮鯽銀絲膾，香芹碧澗羹”的精致浪漫，飲食文化已經(jīng)滲透進(jìn)入中國(guó)人人際交往、日常生活的方方面面。

在現(xiàn)代社會(huì)人們?cè)诒ＷC食品安全的基礎(chǔ)上，更加注重食品的營(yíng)養(yǎng)與健康，正如英國(guó)哲學(xué)家弗朗西斯·培根在隨筆集中寫道：“人應(yīng)當(dāng)善于鑒別哪些物品食用有益、哪些物品食用有害，這種智慧，是一味最好的保健藥”。隨著現(xiàn)代分析儀器的不斷發(fā)展，科學(xué)儀器的分析手段越來越多的應(yīng)用于食物的研究中。測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品等中殘留農(nóng)藥，確保食品的食用安全；檢測(cè)食物的營(yíng)養(yǎng)成分及含量，選擇或培育更佳風(fēng)味、更優(yōu)營(yíng)養(yǎng)的品種，使我們的餐桌更加安全、更加豐富。一些食品研究的新的概念方法也被不斷提出，例如食品組學(xué)系統(tǒng)研究某類食物的化學(xué)組分進(jìn)而進(jìn)行品質(zhì)分等分級(jí)、產(chǎn)地溯源等等工作。近些年在傳統(tǒng)對(duì)食物的相關(guān)化學(xué)組分進(jìn)行定性、定量分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步希望對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的空間分布進(jìn)行深入研究，將相關(guān)成分的空間定位信息引入現(xiàn)有研究工作，提供更多維度的說明信息。在這樣的背景下成像質(zhì)譜技術(shù)得到了極大的發(fā)展，而成像質(zhì)譜顯微鏡正是以在保留樣品空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行多組分同時(shí)成像的儀器分析平臺(tái)，如圖1所示。利用成像質(zhì)譜顯微鏡對(duì)不同的樣品進(jìn)行檢測(cè)，揭示了不同食品中多種化合物有趣的分布現(xiàn)象，為進(jìn)行深入科學(xué)研究提供豐富數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖1 成像質(zhì)譜顯微鏡工作原理

磷脂是大米中重要的脂類化合物，占谷物總脂質(zhì)含量的10%，具有重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。磷脂分子的分布模式與大米植物學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，在大米組織切片中顯示出不同的空間分布模式。溶血卵磷脂類化合物（LPC）分布于整個(gè)籽粒中，內(nèi)胚乳中的含量相對(duì)較高。卵磷脂類化合物（PC）主要位于胚芽和種皮中，胚芽中含量相對(duì)較高，內(nèi)胚乳中含量極少。而糙米經(jīng)過研磨、拋光，美白等系列加工過程，去除了米糠層和胚芽成為精白米，這一加工過程中隨著研磨、拋光程度的增加，大米表層卵磷脂的含量逐漸減少直至消失，大米表面的卵磷脂可以作為重要指標(biāo)用以大米加工程度的鑒定。大米中磷脂化合物的可視化分析，為大米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)、保證糧食安全提供更精確的理論依據(jù)[1]。

圖2 大米中不同磷脂分布差異
及精白米與糙米磷脂分布比較

米曲是清酒釀造中的關(guān)鍵元素，在清酒釀造中提供分解淀粉和蛋白質(zhì)的消化酶，對(duì)清酒的品質(zhì)（味道和香氣）有很大的影響。目前對(duì)米曲質(zhì)量的評(píng)估經(jīng)常依賴于人工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)米曲結(jié)構(gòu)和成分關(guān)系的研究仍然較少，將成像質(zhì)譜顯微鏡應(yīng)用于米曲結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)區(qū)域可視化分析，可視化研究從生米到蒸米和米曲過程中代謝物的變化，拓展成像質(zhì)譜技術(shù)在食品科學(xué)研究中發(fā)酵領(lǐng)域的應(yīng)用。

圖3 米曲及生米、蒸米和米曲中膽堿分布的比較

圖3顯示了生米、蒸米和米曲中膽堿的分布，膽堿是在米曲制作過程中分布和含量都會(huì)發(fā)生巨大變化的成分，生米中的膽堿集中分布于大米胚芽中，蒸米中的膽堿含量會(huì)大幅減少，而在米曲內(nèi)部再次觀察到膽堿的信號(hào)，表明在米曲的制作過程中即其發(fā)酵過程中，會(huì)再次形成膽堿。使用成像質(zhì)譜顯微鏡清晰地呈現(xiàn)了米曲制作過程中膽堿含量及空間分布發(fā)生變化的現(xiàn)象[2]。

圖4 樣品前處理、質(zhì)譜檢測(cè)
及數(shù)據(jù)解析的完備成像質(zhì)譜分析平臺(tái)

成像質(zhì)譜技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于食品科學(xué)研究領(lǐng)域，提供更加豐富、更多維度的數(shù)據(jù)，在食品安全、食品營(yíng)養(yǎng)、食品加工、品質(zhì)評(píng)價(jià)、品種改良優(yōu)選等方面發(fā)揮越來越多的作用?！皣?guó)以民為本，民以食為天，食以安為先，安以質(zhì)為本，質(zhì)以誠(chéng)為根”，島津公司致力于分析儀器的開發(fā)，不斷為科學(xué)研究提供穩(wěn)定、性能卓越的分析系統(tǒng)與平臺(tái)。島津新一代成像質(zhì)譜顯微鏡iMScope QT（Imaging Mass Microscope QT），在保留高空間分辨率成像及內(nèi)置光學(xué)成像系統(tǒng)等原有儀器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升檢測(cè)性能及數(shù)據(jù)分析能力，為食品科學(xué)領(lǐng)域研究工作提供更多助力。