食品工业旨在为消费者提供高质量、安全、营养的食品，因此需要对原材料到食品加工的各个环节进行控制，尤其是为了延长食品的货架期，采用了诸如低温保藏、气调保藏等措施来保证食品质量。但是，杀菌依然是保证食品安全最有效的方法之一。
蛋白质组学技术的迅猛发展，使蛋白质组学的研究成果日益丰富，也使蛋白质组学的应用领域得到了极大拓展。在微生物领域，蛋白质组学已用于研究不同环境压力，如低温、高盐、营养胁迫等对微生物细胞产生的影响以及微生物在这些胁迫条件下的应激机制。江苏大学食品与生物工程学院的钱静亚、张 咪、马海乐*等人主要对蛋白质组学在食品非热杀菌致微生物失活中的应用进行综述。
1、蛋白质组学在超高压（UHP）杀菌中的应用
UHP杀菌对细胞结构相关蛋白表达量的影响
300 MPa UHP处理空肠弯曲杆菌81-176后，与蛋白折叠相关的蛋白中有3 种蛋白（分子伴侣DnaK、触发因子Tig、ATP依赖性蛋白酶HslU）的表达量上调，2 种蛋白（分子伴侣蛋白GrpE和热休克蛋白HtpG）的表达量下调，在复苏过程中DnaK和GrpE均未被恢复，DnaK参与蛋白的折叠、聚集、易位和络合形成，以及在翻译过程中与新生肽链的相互作用。
UHP对细胞应激过程相关蛋白表达量的影响
空肠弯曲杆菌81-176在UHP灭菌后，涉及活性氧代谢的蛋白中有5 种蛋白的表达量上调，2 种蛋白的表达量下调，但在处理后1～2 h的复苏过程中均被恢复，氧化应激诱导导致合成和分解代谢不平衡，产生活性氧，因此，压力引起的细胞损伤在很大程度上与氧化损伤有关。
UHP对细胞代谢相关蛋白表达量的影响
UHP能够影响细胞代谢过程，包括碳水化合物、氨基酸、核苷酸、能量代谢等。300 MPa UHP处理空肠弯曲杆菌81-176，与细胞代谢相关蛋白的表达量在处理后1～2 h的复苏过程中发生了变化。其中，涉及能量和脂质代谢的蛋白的表达量下调后在复苏过程中恢复到原来的丰度，涉及糖类、氨基酸代谢的蛋白在复苏过程中变化不一。
细菌应对UHP灭菌的可能机制
副溶血弧菌经UHP灭菌后除了膜结构与功能被抑制外，参与转录、翻译的蛋白活力随着压力升高也被抑制，除基因ribH编码的蛋白外，大多数与生物合成细胞过程相关蛋白的表达量也被下调。
2、蛋白质组学在高压CO2（HPCD）杀菌中的应用
HPCD杀菌对大肠杆菌细胞组成蛋白表达量的影响
参与细胞组成的蛋白主要包括脂蛋白突变体、外膜蛋白（Omp）W和OmpA。10 MPa、37 ℃ HPCD处理大肠杆菌5～75 min后，发现大肠杆菌脂蛋白突变体和OmpW表达量上调，OmpA表达量下调，这些变化说明HPCD破坏了大肠杆菌的细胞外膜。
HPCD杀菌对大肠杆菌应激调控蛋白表达量的影响
参与应激调控的蛋白包括甘氨酰自由基辅因子、谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧环蛋白依赖巯基型过氧化物酶。HPCD处理后，大肠杆菌的甘氨酰自由基辅因子表达量下调、谷胱甘肽过氧化酶和硫氧环蛋白依赖巯基型过氧化物酶表达量上调。
HPCD杀菌对大肠杆菌代谢相关蛋白表达量的影响
参与核苷酸代谢的蛋白涉及无机焦硫酸酶、饥饿过程中进行DNA保护的晶体结构蛋白（Dps）以及饥饿诱导DNA结合蛋白。HPCD处理后，无机焦硫酸酶表达量上调，造成焦磷酸盐积累，引起核酸合成的抑制；Dps表达量下调，饥饿诱导DNA结合蛋白表达量上调，这可能引起了DNA的变性。
3、蛋白质组学在超临界CO2杀菌中的应用
超临界CO2技术能够在相对适中的压力（7.3～50 MPa）下使微生物失活，存在于CO2临界点（7.38 MPa和31.1 ℃）之外的超临界CO2具有许多有利的特征，例如在微生物灭活时具有高溶解力、高扩散性和低黏度等，且超临界CO2无毒、不易燃、环保，对人和环境不产生负面效应。因此，超临界CO2是一种非常具有吸引力的非热加工技术。
4、蛋白质组学在脉冲电场（PEF）杀菌中的应用
PEF杀菌对大肠杆菌结构蛋白表达量的影响
在PEF入口温度为7、16 ℃时，大肠杆菌OmpA的表达水平显著降低（P＜0.05），在30、38 ℃时甚至从图谱上消失；而其他6 种蛋白的表达量则显著升高，包括高温磷酸戊糖异构酶GmhA、S14家族内肽酶ClpA、核糖体蛋白S6、5’-三磷酸脱氧尿苷核苷酸水解酶Dut、铁蛋白FtnA。这些蛋白都与PEF处理后微生物功能和结构的恢复相关。对在24 ℃下PEF处理的大肠杆菌进行恢复，37 ℃恢复处理1 h后，有10 个蛋白点发生了变化，其中包括OmpA，其表达量较未恢复前提高了5.54 倍，这表明在细胞恢复过程中OmpA开始合成，这可能是为了恢复细胞外膜的完整性。
PEF杀菌对大肠杆菌代谢相关蛋白表达量的影响
对3 8 ℃下PEF处理的大肠杆菌进行恢复处理，DNA依赖型醛脱氢酶PutA、ATP酶、琥珀酸脱氢酶（Sdh）A的表达量增加。DNA依赖型醛脱氢酶在以还原型辅酶Ⅰ（NADH）形式消耗能量的过程中产生，对于有氧呼吸来说是不可少的；ATP酶也与呼吸作用相关，参与ATP的合成；SdhA参与三羧酸循环。
5、蛋白质组学在脉冲磁场杀菌中的应用
PMF杀菌对枯草芽孢杆菌细胞膜蛋白表达量的影响
经PMF处理后消失的蛋白经质谱鉴定后，其中一种是胞外溶质结合蛋白，胞外溶质结合蛋白通常是革兰氏阳性细菌内的一种脂蛋白，它通过半胱氨酸N端连接到细胞膜上成为细胞膜的一部分，也可成为运输系统的一个组成部分。大多数原核生物的ABC转运系统通过它来亲和性地结合底物，并运送底物通过跨膜通道。
PMF杀菌对枯草芽孢杆菌代谢相关蛋白的影响
对差异蛋白进行GO功能分析，发现PMF对枯草芽孢杆菌的细胞膜造成了破坏，同时对胞内物质合成、能量代谢等造成影响。而差异蛋白经过KEGG代谢通路分析后，发现PMF对枯草芽孢杆菌有机物和能量的代谢均产生了重要影响。
结 语
蛋白质组学的结果证明HPCD、PEF、PMF等非热杀菌方式破坏了微生物细胞的OmpA，进一步证明这些非热杀菌方式破坏了微生物细胞膜；而UHP、HPCD非热杀菌方式造成生物合成过程中相关酶的表达量下调，说明这些非热杀菌方式抑制了微生物细胞的生物合成过程；超临界CO2、PL等杀菌方式则减少了微生物细胞内与能量代谢相关酶的表达，表明细胞通过限制能量消耗来应对这些杀菌方式造成的胁迫；此外，一些应激蛋白，如UHP中出现的热休克蛋白、HPCD杀菌中出现的谷胱甘肽过氧化物酶、PEF杀菌中出现的铁蛋白FtnA以及PL杀菌中出现的冷休克家族蛋白，它们在杀菌后的表达量均上调，说明微生物通过提高内在应激水平来减少外界压力带来的不利效应。
本文《蛋白质组学在食品非热杀菌中的应用研究进展》来源于《食品科学》2019年41卷3期288-294页，作者：钱静亚，张咪，孙文敬，代春华，霍书豪，马海乐。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190120-240。
为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在成功召开“2019年动物源食品科学与人类健康国际研讨会（宁波）”的基础上，将与青海大学农牧学院于2020年6月20-21日在西宁共同举办“2020年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。研讨会将就肉、水产、禽蛋、乳制品等动物源食品科学基础研究、现代化加工技术，贮藏、保鲜及运输，质量安全与检测技术，营养及风味成分分析，副产物综合利用，法律、法规及发展政策等方面的重大理论研究展开深入探讨，交流和借鉴国外经验，为广大食品科研工作者和生产者提供新的思路，指明发展方向。