乙二醛和丁二酮抑制PhIP形成的作用机制研究

乙二醛和丁二酮是糖降解产生的具有高反应活性的α-二羰基化合物,可显著抑制杂环胺2-氨基-1-甲基-6-苯基-咪唑[4,5-b]吡啶(2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine,PhIP)的产生。通过对模拟体系中反应前体物及产物变化的分析,探讨乙二醛和丁二酮抑制PhIP形成的作用机制。结果表明:PhIP的前体物苯丙氨酸和肌酐均会与乙二醛和丁二酮发生化学反应而消耗,从而减少PhIP的产生;产生的PhIP可进一步与乙二醛和丁二酮反应而被消耗;同时,乙二醛和丁二酮与苯丙氨酸的反应会促进PhIP的直接前体物苯乙醛的产生,存在促进PhIP产生的可能。因此,乙二醛和丁二酮对PhIP的抑制作用是体系中复杂化学反应综合作用的结果。     

精氨酸—还原糖体系中1,2-二羰基化合物的形成和抑制研究

建立精氨酸—还原糖体系,考察影响该体系中1,2-二羰基化合物形成的因素,并探究形成过程中反应物与产物变化的动力学以及抑制剂染料木黄酮抑制1,2-二羰基化合物的动力学。对建立的精氨酸—还原糖模拟体系,采用气相色谱法评价温度、还原糖种类、pH和抑制剂染料木黄酮等各种因素对1,2-二羰基化合物形成的影响,并分析其变化规律,进而分析了反应体系中染料木黄酮介入前后反应物精氨酸、葡萄糖及产物1,2-二羰基化合物的含量变化规律。结果显示:影响1,2-二羰基化合物形成的最主要因素是时间;该体系中精氨酸和葡萄糖的浓度随着反应时间的延长而降低,且随着温度升高快速下降;1,2-二羰基化合物含量随着温度的升高和反应时间的延长而不断升高。时间和温度对丙酮醛(MGO)和乙二醛(GO)的产生有一定的影响,染料木黄酮通过降低反应体系中1,2-二羰基化合物的反应速率常数而抑制其产生。当染料木黄酮的添加量为50mmol/L时,对1,2-二羰基化合物的抑制率最高,均50%。LC-MS证实染料木黄酮在氨基酸体系中抑制1,2-二羰基化合物的机制是通过捕获MGO形成染料木黄酮-MGO加合产物,从而达到消除效果。     

烤肉中糖对杂环胺形成的影响及其作用机制研究

烤肉中添加不同种类的糖,分析糖的添加对4种杂环胺以及5种α-二羰基化合物形成的影响,通过杂环胺与α-二羰基化合物形成量的相关性分析,探讨糖对杂环胺抑制作用机制。结果表明:不同种类的糖均可显著抑制杂环胺(PhIP、IQ、MeIQ和MeIQx)的生成,且不同种类的糖对杂环胺的形成存在显著的量效关系。其中葡萄糖、果糖和蜂蜜对于各种杂环胺的抑制效果明显高于蔗糖。同时添加不同种类的糖,α-二羰基化合物(丙酮醛、乙二醛、3-脱氧葡萄糖醛酮和葡萄糖醛酮)的产生量显著增加,且均与糖量呈显著量效关系。通过相关性分析表明添加葡萄糖、果糖、蔗糖和蜂蜜时,α-二羰基化合物的形成总量与杂环胺形成总量之间呈负相关性。验证了糖对食品中杂环胺的抑制作用可能是通过热降解形成的α-二羰基化合物实现的。     

食品中α-二羰基化合物产生的危害及控制

α-二羰基化合物是一类具有高度生物反应活性的羰基化合物,可与人体内含有氨基的物质发生strecker降解反应,再经一系列的重排反应进一步形成对人体有害的晚期糖基化终产物(AGEs)。早期研究表明AGEs能够导致糖尿病和衰老。因此,对食品中α-二羰基化合物的研究具有重要意义。文章主要介绍了α-二羰基化合物产生的来源、危害、相关机理以及控制途径。     

α-二羰基类化合物与L-亮氨酸组成模型体系的Strecker降解反应研究

通过研究乙二醛、丙酮醛和丁二酮分别与L-亮氨酸组成的模型体系中异戊醛形成的情况,以比较典型的糖类降解产物乙二醛、丙酮醛和丁二酮在L-亮氨酸发生Strecker降解反应中的作用。通过α-二羰基化合物和L-亮氨酸在高压釜中的磷酸盐缓冲溶液中反应,采用正交试验考察投料比(α-二羰基化合物和L-亮氨酸物质的量比)、温度及pH值对异戊醛产率的影响。结果表明,3种α-二羰基类化合物中乙二醛体系形成的异戊醛最多,当乙二醛与L-亮氨酸的物质的量比为6:1,pH5,在140℃条件下反应3h,异戊醛产率可达24%左右;而丙酮醛和丁二酮在最佳条件下反应,异戊醛的产率都只有14%左右。对于L-亮氨酸发生的Strecker降解反应,乙二醛反应活性最高,最有利于异戊醛的形成。对于乙二醛与L-亮氨酸组成的模型体系,影响反应的各因素中pH值对异戊醛形成产生最明显的影响,酸性条件更有利于异戊醛的形成。     

热加工过程中植物源蛋白的糖基化作用研究进展

近年来,食品加工过程有害物产生机理研究已成为食品安全研究的热点和前沿领域。热加工是豆制品和小麦制品最普遍的加工方式,食品热加工过程中由美拉德反应介导的蛋白质糖基化作用不仅会导致蛋白质结构、营养特性及功能特性发生变化,还会形成一些有害产物。在食品热加工过程中,还原糖是主要的反应性羰基化合物,除此之外,还原糖在热加工过程中会降解形成α-二羰基化合物(α-dicarbonyl compounds,α-DCs),这些化合物是食品热加工过程中发生的美拉德反应的重要中间产物,它们具有更强的反应活性,能够与蛋白质发生糖基化反应,进而改变蛋白质的结构和营养特性。目前,越来越多的学者已针对食品热加工过程中还原糖和α-DCs对蛋白质的糖化修饰作用展开研究,然而,还未见到有文献针对食品热加工过程中植物源蛋白质的糖基化修饰问题进行讨论。介绍了大豆蛋白和麦谷蛋白的结构及营养特性,分析了食品中参与糖基化反应的活性羰基化合物及其产生的机理,并重点介绍了食品热加工过程中植物源蛋白质糖基化的研究进展,希望对食品热加工过程中蛋白质修饰机理和有害物产生机理的进一步研究提供参考。     

不饱和脂肪酸对卵清蛋白糖基化反应的影响

糖基化反应是高营养食品常见的一类反应,食品中的脂类成分对糖基化反应有很大影响。本研究以葡萄糖和卵清蛋白（OVA）建立糖基化对照体系,与含有不饱和脂肪酸（UFA）的模型组进行对比,探究脂肪酸氧化对于糖基化反应产物二羰基化合物、晚期糖基化终产物（AGEs）及糖基化蛋白结构的影响。结果表明UFA通过不同方式促进二羰基化合物的形成,并通过改变OVA蛋白的高级结构显著促进糖基化反应。脂肪酸的不饱和度与二羰基化合物含量、TBA值、POV值均成正比,与羧甲基赖氨酸和吡咯素含量成反比。通过SEM结构模型的路径分析可知,脂质氧化次级产物对二羰基化合物的影响力较强（路径系数0.814）,对两种AGEs的影响力相对较弱（0.246）;脂质氧化初级产物对两种AGEs的影响力强于二羰基化合物。     

糖基化对β-乳球蛋白结构的影响

目的:考察还原糖以及活性二羰基化合物诱导的β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-lg)发生糖基化后结构的变化。方法:运用气相色谱法检测β-乳球蛋白+乳糖糖基化反应体系中二羰基化合物的产生,并通过紫外-可见分光光度法、圆二色谱法、体积排阻色谱法定性分析不同活性羰基引发糖基化反应对β-lg结构的改变。结果:β-乳球蛋白+乳糖糖基化反应体系可以迅速产生二羰基化合物,在125℃条件下,30 min后,丙酮醛和乙二醛含量高达207μg/g和180μg/g,而后逐渐减少并趋于稳定(150μg/g)。光谱学实验结果表明,还原糖以及活性二羰基化合物可以有效地诱导β-lg结构从β-折叠转变为α-螺旋;通过体积排阻色谱实验,β-lg加热糖基化后在120~190 min有新的产物色谱峰产生。结论:还原糖和活性二羰基化合物能有效地诱导β-lg糖基化反应,引起其蛋白二级结构的改变。     

紫苏叶提取物抑制PhIP形成的研究

杂环胺是在高温加热肉制品中发现的杂环类化合物,有致突变、致癌性,危害人体健康。目前,发现PhIP(2-amino-1-methyl-6-phenyl-imidazole[4,5-b]pyridine)是日常家庭烹饪中含量最高的杂环胺化合物。紫苏叶中含有的黄酮类化合物可有效地清除自由基,影响PhIP生成量。采用超声波辅助法提取紫苏叶中黄酮类化合物,将提取物加入模型反应(苯丙氨酸-肌酐0.6 mmol,1∶1)中,研究其对PhIP的抑制效果。结果表明,紫苏叶提取物对模型反应中PhIP的生成有明显的抑制效果,抑制率达到80.29%。     

模型反应中不同酚酸物质抑制PhIP形成效果分析

2-氨基-1-甲基-6-苯基-咪唑[4,5-b]吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenyl-imidazole[4,5-b]pyridine,PhIP）是食品加工和烹饪中含量较高且有致癌风险的杂环胺类化合物。该文在以苯丙氨酸和肌酐为前体物质的模型体系中,考察阿魏酸、咖啡酸、对香豆酸3种单体酚酸以及混合酚酸对PhIP形成的抑制效果,并进一步探讨酚酸类物质在模型体系中对PhIP形成的抑制效果是否存在相互协同作用。结果表明,在单体酚酸模型中,当酚酸浓度为10-10mg/mL或10-9mg/mL时,从整体效果比较3种单体酚酸对PhIP形成的抑制效果,由强到弱分别为咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸,而当酚酸浓度为10-8mg/mL时,阿魏酸对PhIP形成的抑制效果强于对香豆酸;在混合酚酸模型中,阿魏酸+对香豆酸的组合对PhIP形成抑制效果最强,抑制率为56.37% ,咖啡酸+对香豆酸的组合对PhIP形成抑制效果最弱,抑制率为13.33% 。推测其反应机理可能是酚酸类物质与前体物质发生反应生成新的化合物,消耗掉前体物质的量,从而抑制模型体系中PhIP的形成。     

槲皮素与葛根素对食品体系中非酶糖基化的抑制作用

通过对果糖胺、二羰基化合物、5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural,5-HMF）和荧光性末端产物的检测,考察槲皮素和葛根素对食品体系非酶糖基化反应的抑制作用。结果表明：槲皮素能促进非酶糖基化早期产物果糖胺和5-HMF的生成,对反应中期的二羰基化合物和非酶糖基化末端产物（advanced glycation end products,AGEs）具有较强的抑制作用;葛根素能促进果糖胺的生成,抑制二羰基化合物的生成,对5-HMF和AGEs无影响。这可能与槲皮素与葛根素的结构差异有关。     

氧化及未氧化脂肪对热反应水溶性产物的影响

研究脂肪氧化对热反应肉香味形成产生影响的机理,通过褐变颜色、元素分析、热降解挥发性成分分析,确定氧化及未氧化脂肪对"半胱氨酸-葡萄糖"模型反应体系形成的水溶性产物的影响。结果表明,该模型反应的水溶性产物以小分子物质(小于3 000 Da)为主,但构成水溶性产物的大分子物质(大于3 000 Da)和小分子物质均对其颜色有贡献。"半胱氨酸-葡萄糖"反应体系中加入鸡脂或氧化鸡脂后,因脂肪降解产生的小分子羰基化合物参与美拉德反应,造成热反应程度增强,表现为水溶性反应产物的颜色加深、C/N和C/S升高,热降解产生的含硫化合物、含氮杂环及含氧杂环化合物的含量升高,二次加热产香能力增强。与未氧化鸡脂相比,添加氧化鸡脂时,上述变化更为显著。     

两种天然抗氧化物——（＋）-儿茶酚与阿魏酸的比较及两者对啤酒风味稳定性的影响

啤酒在0℃、25℃或40℃下进行长期贮存，可测量到一些化合物的浓度发生了变化。例如羰基化合物，异α-酸，及通过RP-HPLC离析出的UV-活性化合物，变化的速率随着温度的变化而明显提高。抗氧化剂儿茶酚与阿魏酸没有对羰基化合物的形成速率产生影响，但确实改变了UU-活性化合物及异α-酸的转化速率。相反，儿茶酚与阿魏酸在强制老化过程中改变了羰基化合物的形成速率。啤酒在无氧的强制老化条件下产生的羰基形式与啤酒长期保存之后形成的羰基相似。其他的羰基化合物在高温下暴露在空气中形成，并且儿茶酚或阿魏酸的存在影响了这些羰基化合物的形成。很显然，在啤酒贮存期间有两种羰基形成的机理起作用，第一种发生于低氧(0．1mg／L)的条件下；第二种发生在暴露空气中，会产生更多的长链羰基化合物，包括十一(烷)醛。抗氧化物质儿茶酚与阿魏酸是通过第二种机理来影响羰基形成的，而不是第一种。     

美拉德反应与肉的风味

美拉德反应、脂质氧化以及硫胺素的降解是形成肉类香味物质的主要途径,美拉德反应产物除了直接形成风味物质外,还会形成二羰基化合物,与脂质和硫胺素的降解产物反应生成肉香味的化合物。本文还介绍了美拉德反应以及美拉德反应产物在肉制品中的应用。     

美拉德反应与肉的风味

美拉德反应、脂质氧化以及硫胺素的降解是形成肉类香味物质的主要途径，美拉德反应产物除了直接形成风味物质外，还会形成二羰基化合物，与脂质和硫胺素的降解产物反应生成肉香味的化合物。本文还介绍了美拉德反应以及美拉德反应产物在肉制品中的应用。     

食用香料呋喃酮制备过程中中间体脱羧反应机理研究

对α-甲基二甘酸二乙酯与草酸二乙酯反应制备呋喃酮的工艺路线中中间体的脱羧作用进行了探讨。在该工艺路线中,原料通过2次的Claisen酯缩合、酯基水解、甲基化、脱羧等反应生成呋喃酮。在反应过程中原料α-甲基二甘酸二乙酯的2个酯基均被脱除,但脱除的方式明显不同。第1个酯基是在Claisen酯缩合完成后,在甲醇钠的作用下,通过先加成后消除的机理,以碳酸酯的形式脱除；第2个酯基是在甲基化反应完成后,在碱性条件下通过羧酸钠盐的中间体发生脱羧反应,以二氧化碳的形式被脱除的。为验证中间体脱羧机制的普遍性:β-羰基酯未经水解在碱性条件下即发生脱羧现象。通过α-乙基乙酰乙酸乙酯的烷基化反应,观察其产物(α-乙基-α-丁基乙酰乙酸乙酯)是否会发生脱羧反应,结果没有观察到α-乙基-α-丁基乙酰乙酸乙酯的预计脱羧产物(3-乙基-2-庚酮)。因此,研究表明普通β-羰基酯并不会通过酯基的先加成后消除反应发生脱羧作用。而食用香料呋喃酮制备过程中的2个较为反常的脱羧作用的驱动力均与脱羧后形成具有芳香性的稳定的共轭结构有关。研究阐明了食用香料呋喃酮制备过程的反应机理,希望研究结果对于该工艺路线的改进优化具有参考价值。     

单糖的类型对模拟体系中晚期糖基化终末产物生成的影响

为了研究单糖-赖氨酸模拟体系中单糖类型对晚期糖基化终末产物(AGEs)生成的影响。探讨了葡萄糖、半乳糖、果糖、山梨糖在120 ℃加热0~120 min期间pH、反应颜色、底物消耗、AGEs中间体包括3种二羰基化合物乙二醛(GO)、丙酮醛(MGO)和三脱氧葡萄糖醛酮(3-DG)以及果糖基赖氨酸(FL),以及最终三种AGEs包括羧甲基赖氨酸(CML)、羧乙基赖氨酸(CEL)、吡咯素(Pyr)的变化。结果显示随着反应进行,醛糖体系的pH下降程度以及颜色增加程度高于酮糖体系。反应结束时,葡萄糖-赖氨酸(Glu-Lys)、半乳糖-赖氨酸(Gla-Lys)、果糖-赖氨酸(Fru-Lys)和山梨糖-赖氨酸(Glu-Lys)体系中赖氨酸的损失分别为26.65%、28.95%、11.47%、14.90%;而所有体系中单糖在反应结束时的损失均达到了75.00%以上,要远高于赖氨酸。模拟体系中单糖会出现醛酮转换,但比例低于10%。所有体系中GO和3-DG的含量随着时间的延长而下降,这表明体系中GO和3-DG在反应前20 min内就已大量生成。α-二羰基化合物的生成量远高于FL的生成量。反应结束时,酮糖体系的CML和CEL含量要高于醛糖体系。所有体系中,三种AGEs生成量均为CEL > CML > Pyr。本文表明将来研究食品中AGEs的生成和抑制途径,需重点从中间体途径着手,尤其是α-二羰基化合物。     

高甜度二肽甜味剂的合成与特性

以异香兰素为原料,经Wittig反应、常温常压催化氢化、二异丁基氢化铝还原制得中间体3-(3-羟基-4-甲氧基苯基)丙醛。S-叔丁基-L-半胱氨酸甲酯与N-叔丁氧羰基-L-天冬氨酸-4-叔丁酯经1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐以及1-羟基苯并三唑水合物缩合制得二肽化合物N-(N-叔丁氧羰基-4-叔丁酯-L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯,并在氯化氢-二氧六环溶液中脱保护制得二肽化合物N-(L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯;然后将中间体3-(3-羟基-4-甲氧基苯基)丙醛与N-(L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯通过亚胺化钯碳氢气常压催化氢化得到目标化合物N-[N-[3-(3-羟基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-α-天冬氨酰基]-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯。经红外光谱、质谱以及核磁共振仪对产物进行结构鉴定,确定目标产物结构。     

卷烟主流烟气中羰基化合物的改进分析方法

选择2,4-二硝基苯肼作为羰基化合物的衍生化试剂,采用高效液相色谱(HPLC)分析卷烟烟气中主要8种羰基化合物。卷烟主流烟气通过经2,4-二硝基苯肼(DNPH)酸性溶液处理的剑桥滤片进行捕集,烟气中的羰基化合物与DNPH反应生成相应的2,4-二硝基苯腙衍生物,经乙腈萃取后,采用配备紫外检测器的高效液相色谱进行定量分析。与以往的分析方法相比,该方法防止了丙烯醛衍生化合物的进一步反应,提高了分析的准确性。评价了该方法测定烟气中8种羰基化合物的重复性、回收率及检测限,采用该方法测定了肯塔基参考卷烟2R4F和部分国内外卷烟。      

反相-高效液相色谱法同时检测食品中4种α-二羰基化合物

建立了4种α-二羰基化合物[3-脱氧奥苏糖(3-DG)、乙二醛(GO)、丙酮醛(MGO)、2,3-丁二酮(2,3-BD)]的反相-高效液相色谱检测方法。首先将α-二羰基化合物与邻苯二胺反应生成喹喔啉衍生物(温度为60℃,p H=9.00,反应时间4h),然后用HPLC检测。色谱柱为Agilent ZORBAX SB-Aq(4.6mm×250mm,5μm),流速为0.7m L/min,流动相A为0.1%醋酸水溶液,B为甲醇,线性梯度洗脱程序为:0~35min,B 35%~70%;35~40min,B 70%~35%;40~50min,B 35%。30min内4种喹喔啉衍生物得到了较好的分离。方法学考察结果表明该HPLC方法具有很好的重现性和准确性,能够满足定量分析的要求。同时该方法适用于蜂蜜、食醋、凉果、咖啡中4种α-二羰基化合物含量的检测。