热加工食品中丙烯酰胺的形成机理和风险分析

阐述了食品中丙烯酰胺产生的机理.丙烯酰胺是一种具有神经毒性的小分子化合物,它主要由游离的天门冬酰胺在食品加工过程中通过美拉德反应形成.天门冬酰胺和碳水化合物是形成丙烯酰胺必需的物质基础,高温(高于120 ℃)则是丙烯酰胺形成的关键条件,加工方式、水活度、pH值等因素也影响其形成.目前食品中丙烯酰胺的分析主要采用气相色谱-质谱法(GC-MS)与液相色谱-串联质谱联用技术(LC-MS/MS).作者对丙烯酰胺的分析方法进行了研讨并对丙烯酰胺的毒理学和食用含有丙烯酰胺食品的风险进行了讨论.     

缓解食品中丙烯酰胺和5-羟甲基糠醛形成的研究进展

丙烯酰胺和5-羟甲基糠醛是热加工食品中两种常见的具有潜在安全隐患的污染物。丙烯酰胺和5-羟甲基糠醛的同步抑制是目前亟需解决的食品安全性问题。本文主要从丙烯酰胺、5-羟甲基糠醛的形成机理,影响两者形成的缓解策略两个方面进行综述。本文通过总结现有缓解策略的优异,为丙烯酰胺和5-羟甲基糠醛共同抑制方法的开发和共同抑制机理的研究提供理论性参考,也为更多研究者提供新的思路和研究方向。     

食品中丙烯酰胺的形成机理、检测方法及控制措施研究进展

文章对近年来国内外有关食品中丙烯酰胺形成机理、检测方法及控制其形成措施的研究进展进行了综述,并对其未来发展方向进行了展望.     

丙烯酰胺和环氧丙酰胺的毒性及大蒜素对其 毒性的保护作用研究进展

丙烯酰胺(acrylamide,AA)是一种重要的食品中内源性污染物,现已被国际癌症机构列为2A类人类可能的致癌物。环氧丙酰胺(glycidamide,GA)是AA重要的体内环氧化代谢产物,GA细胞毒性和遗传毒性远远强于AA。研究表明,大蒜素(allicin)作为大蒜鳞茎中的主要功能成分,对AA和GA引起的组织和细胞氧化损伤具有较强的保护作用。本文主要针对AA和GA的代谢毒性及大蒜素对AA和GA毒性的保护作用的研究进展进行了综述,为大蒜素(或大蒜提取物)在食品加工中作为预防AA和GA毒性的膳食补充剂提供了一定的理论基础。     

葡萄糖/天冬酰氨模拟体系丙烯酰胺形成

采用葡萄糖与天冬酰氨的模拟体系来研究反应条件对丙烯酰胺的产生的影响.以色度、198 nm下紫外吸光度和丙烯酰胺含量为指标,考察反应温度、时间、初始pH值和摩尔配比对丙烯酰胺形成的影响.结果表明反应温度是影响丙烯酰胺形成关键因素,葡萄糖比天冬酰胺对模拟体系的丙烯酰胺形成影响要大,初始pH值在8时,丙烯酰胺形成最大.     

半胱氨酸消减丙烯酰胺的机理及消减工艺在薯条中的应用

L-半胱氨酸在模拟体系中可显著降低丙烯酰胺的含量,并形成新物质。本研究旨在制备出高纯度的半胱氨酸-丙烯酰胺加合物,阐明半胱氨酸消减丙烯酰胺的机理,并探索该消减工艺在薯片加工中的应用。首先通过优化反应条件,制备目标加合物,使用反相柱层析法分离纯化出高纯度加合物,综合运用质谱、核磁共振和紫外光谱等现代波谱分析技术解析加合物结构,阐析半胱氨酸消减丙烯酰胺的机理;以Caco-2细胞体外实验评估加合物的细胞毒性,通过UPLC-MS检测不同浓度半胱氨酸溶液预处对薯片中丙烯酰胺的消减作用。结果表明:半胱氨酸与丙烯酰胺的物料比为1:3,120 ℃反应3 h,可获得目标加合物最大生成量;色谱分离可得到纯度达95%的加合物,其紫外最大吸收波长为196 nm,相对分子量为192.0641,分子式为C₆H₉NO₃S,是由半胱氨酸的巯基与丙烯酰胺的烯基通过迈克尔加成反应形成;加合物培养Caco-2细胞24和48 h后,其细胞毒性明显低于丙烯酰胺;在油炸前浸泡薯片的半胱氨酸溶液浓度为3和5 g/L时,薯片中丙烯酰胺的消减率均高于83%,并检测出一定量的加合物。可见,半胱氨酸可通过与丙烯酰胺形成加合物显著降低油炸薯片中的丙烯酰胺含量。     

Asn/Glc模拟体系中丙烯酰胺形成规律的研究

美拉德反应目前被认为是形成丙烯酰胺的重要途径。本文对葡萄糖和天冬酰胺模拟体系中丙烯酰胺的形成规律进行研究。结果表明,反应温度和时间对丙烯酰胺的产生量具有很大的影响,即随着温度和时间的增加,丙烯酰胺的产生量也相应增加;研究还发现,丙烯酰胺与天冬酰胺、吸光度之间呈线性关系,与葡萄糖、果糖也呈一定的相关性。     

添加甘氨酸对天冬酰胺/葡萄糖模拟体系中丙烯酰胺形成的抑制作用

美拉德反应目前被认为是形成丙烯酰胺的重要途径,极探讨了甘氨酸在葡萄糖/天冬酰胺模拟体系中抑制丙烯酰胺形成的规律。模拟体系分别在90、100、110、120℃下反应4h,丙烯酰胺的生成、褐变度的增加、产物的减少以及对天冬酰胺和甘氨酸降解动力学的分析表明,甘氨酸的添加能够显著降低美拉德反应生成的丙烯酰胺,且在该反应体系中甘氨酸与天冬酰胺之间存在竞争关系。      

添加甘氨酸对天冬酰胺/葡萄糖模拟体系中丙烯酰胺形成的抑制作用

美拉德反应目前被认为是形成丙烯酰胺的重要途径,极探讨了甘氨酸在葡萄糖/天冬酰胺模拟体系中抑制丙烯酰胺形成的规律。模拟体系分别在90、100、110、120℃下反应4h,丙烯酰胺的生成、褐变度的增加、产物的减少以及对天冬酰胺和甘氨酸降解动力学的分析表明,甘氨酸的添加能够显著降低美拉德反应生成的丙烯酰胺,且在该反应体系中甘氨酸与天冬酰胺之间存在竞争关系。     

食品中丙烯酰胺与5-羟甲基糠醛的研究进展

食品热加工过程生成的丙烯酰胺与5-羟甲基糠醛严重影响人们的身体健康。研究这两种物质的毒性、形成机理以及抑制方法,有助于合理控制热加工工艺,改善热加工食品的安全性,开发新的抑制方法。本文评述了丙烯酰胺与5-羟甲基糠醛的毒性、形成机理、检测及抑制方法,总结了目前抑制方法存在的问题,提出未来将朝着能同时抑制多种潜在毒性的美拉德反应产物的可能途径发展。     

非还原性糖对丙烯酰胺形成的抑制作用

目的建立丙烯酰胺（AcA）生成的水相模型,研究非还原性糖对其形成的抑制作用。方法根据AcA的形成机理用天门冬酰胺和葡萄糖在高温下反应生成高含量的AcA,添加3种还原性糖（果糖、半乳糖、麦芽糖）和5种非还原性糖（木糖醇、甘露醇、海藻糖、蔗糖、山梨醇）研究抑制效果。结果确定了生成AcA的最佳条件为0．1mmol天门冬酰胺（0．015g）、0．1mmol葡萄糖（0、020g）、蒸馏水（10μl）于干燥箱中160℃反应30min。甘露醇、山梨醇、木糖醇对AcA生成的抑制率分别为43％、16％、6％,海藻糖对AcA的抑制率为60％。结论非还原性糖中除蔗糖外都对AcA的形成有抑制作用,海藻糖和甘露醇是最佳抑制性添加剂。     

Effect of Calcium on Acrylamide Level and Sensory Properties of Cookies

Thermal process contaminants including acrylamide and hydroxymethylfurfural have been an intensive area of research in recent years. The main pathway of acrylamide formation is linked to the Maillard reaction. The first step is the formation of Schiff base between the carbonyl and α-amino group of asparagine. Presence of cations partially or completely eliminates the formation of Schiff base. This study aimed to investigate the effects of calcium chloride and calcium lactate on acrylamide and hydroxymethylfurfural levels in cookies. The effects of calcium derivatives on the sensory properties of cookies were also investigated. A direct relationship was determined between the amount of calcium in recipe and acrylamide formed in cookies. Addition of 1.0% of Puracal Act 100 decreased acrylamide concentration of cookies from 128 ± 10 ng/g to 24 ± 4 ng/g. In the same time, hydroxymethylfurfural concentration increased from 2.0 ± 0.19 mg/kg to 3.3 ± 0.24 mg/kg by the addition of 1.0% of Puracal Act 100. The calcium derivatives had no effect on cookie diameter and thickness, but the surface colors were different. The use of calcium significantly increased the lightness (L*) parameter, but decreased the redness (a*; p < 0.05). The sensory properties of cookies in terms of sweetness, saltiness and bitterness were not significantly affected by the addition of calcium derivatives at dosages up to 0.5% (p > 0.05).     

原料特性对曲奇饼干品质和丙烯酰胺生成的影响

以面粉、油、糖为主要原料制作曲奇饼干,通过测量其水分含量、色度、质地、感官和丙烯酰胺含量,研究原料特性对曲奇饼干品质和丙烯酰胺生成的影响。实验表明:面粉中蛋白质的含量显著影响曲奇饼干的品质和丙烯酰胺的生成。与高筋粉和中筋粉相比,低筋粉粗蛋白含量仅为7.67%,其制作的曲奇饼干水分含量低,硬度小,柔软和酥松程度表现更好,品质最佳且丙烯酰胺生成量最低。普通黄油和发酵黄油制作的曲奇饼干酥脆,香味浓郁,品质优良,发酵黄油在焙烤过程脂肪氧化较为缓慢,生成的丙烯酰胺含量低为212μg/kg。红糖制作的曲奇饼干呈棕褐色,具有独特的香味,但丙烯酰胺含量高达828μg/kg。白砂糖、冰糖和绵白糖制作的曲奇饼干品质差异较小,其中白砂糖制作的曲奇饼干感官评价得分最高,丙烯酰胺含量最低为230μg/kg。综上,低筋面粉、发酵黄油和白砂糖制作的曲奇饼干品质较优,丙烯酰胺生成量较少。     

丙烯酰胺生殖毒性和发育毒性效应性生物标志物研究

目的：研究丙烯酰胺对机体造成的生殖毒性和发育毒性,并找出丙烯酰胺生殖毒性和发育毒性的效应性生物标志物。方法：通过对SD雄鼠灌胃22.5、11.25、5.625mg/（kg·d）的丙烯酰胺溶液,分析对其睾丸和附睾的影响,还对精子畸形率和睾丸内抗氧化酶系统进行评价,通过研究丙烯酰胺在动物模型中产生的效应性生物标志物来评价其生殖毒性。采用饮水给予怀孕第6d的孕鼠20.0、10.0、5.0mg/（kg·d）的丙烯酰胺,在怀孕0、7、12、16、20d称量体重并每天监测其饮水消耗量,观察胎鼠身长、尾长和骨骼发育情况;对断乳后的幼鼠采用直接饮水接触丙烯酰胺,在3—6w每周处死部分幼鼠,对其脏器和血液进行分析,通过研究丙烯酰胺在动物模型中产生的效应性生物标志物来评价其发育毒性。结果：丙烯酰胺显著增加了SD大鼠精子畸形率,显著降低了SD大鼠睾丸内抗氧化酶的活性;同时,丙烯酰胺导致幼鼠尾长的发育异常,幼鼠的肝、肾、脾、甲状腺发生组织病变,骨骼畸形率显著增加。结论：精子畸形率、睾丸内抗氧化物酶能够反应丙烯酰胺的生殖毒性,可作为丙烯酰胺生殖毒性的效应生物标志物;幼鼠尾长、骨骼畸形、组织病理学改变可反应丙烯酰胺的发育毒性,可作为丙烯酰胺的发育毒性的效应生物标志物。     

牛磺酸对富含淀粉食品中丙烯酰胺的抑制作用

运用天冬酰胺/葡萄糖模式反应体系研究了牛磺酸对富含淀粉的食品中丙烯酰胺生成的影响及其抑制机理。试验结果显示:牛磺酸能够显著抑制天冬酰胺/葡萄糖反应体系中丙烯酰胺的生成,且抑制率与浓度呈剂量关系。运用LC-QTOF分析得到2种主要的反应产物:丙烯酰胺-牛磺酸加合物和丙烯酰胺二聚体-牛磺酸加合物。此外,牛磺酸与葡萄糖共存于同一体系中加热时,葡萄糖的含量显著下降,说明牛磺酸可与葡萄糖发生反应。通过模式反应体系证明:牛磺酸能够显著降低富含淀粉食品中的丙烯酰胺含量;抑制机理主要是牛磺酸与丙烯酰胺直接发生反应,反应产物为丙烯酰胺-牛磺酸加合物和丙烯酰胺二聚体-牛磺酸加合物,从而除去体系中已经生成的丙烯酰胺。此外,牛磺酸能够与葡萄糖发生美拉德反应,从而与天冬酰胺竞争消耗体系中的葡萄糖,减少了食品中的丙烯酰胺含量。     

加工工艺对绿茶丙烯酰胺生成的影响

目的:研究杀青、揉捻、干燥等工艺对绿茶丙烯酰胺生成的影响。方法:利用三重串联四极杆液相色谱-质谱联用仪定量,对比杀青方式、揉捻时间、干燥方式等对丙烯酰胺生成的影响规律,并进行正交试验设计,得出减少丙烯酰胺生成量的最佳加工方式。结果:通过L_9(3~4)正交试验,对绿茶中丙烯酰胺含量的影响程度排序为热风干燥温度揉捻时间滚筒杀青温度,滚筒杀青温度150℃、揉捻时间30 min、热风干燥温度150℃为优选工艺。结论:茶叶加工过程中,常规热处理方式较微波热处理方式更不利于丙烯酰胺的生成;其中,随着滚筒杀青温度的升高丙烯酰胺的生成量增加,揉捻时间延长和热风干燥温度升高则丙烯酰胺的生成量降低。     

不同预加工方式对马铃薯片中丙烯酰胺的影响

研究不同预加工方式对油炸马铃薯片中丙烯酰胺生成的影响,进而探讨一种可有效抑制马铃薯片中丙烯酰胺含量的方法。将马铃薯片在不同温度（120℃ ～200℃）及不同时间（0 ～30 min）下进行油炸处理,通过品质指标及丙烯酰胺含量的变化趋势确定最佳油炸时间及温度,利用高效液相色谱法测定经热烫和添加剂浸泡后马铃薯片中丙烯酰胺的含量,并计算丙烯酰胺抑制率。在未进行预处理条件下,随着油炸时间及油炸温度的增大,质量损失率、色差呈整体上升趋势,水分活度、水分含量及还原糖含量呈整体下降的趋势,丙烯酰胺含量呈先上升后下降的趋势;在油炸前进行不同预处理对马铃薯片中的丙烯酰胺具有显著抑制作用,90℃热烫处理协同5 g/L半胱氨酸溶液浸泡处理10 min对马铃薯片中丙烯酰胺的抑制率达到了100%。因此,热烫协同半胱氨酸溶液浸泡处理是一种可有效抑制马铃薯片中丙烯酰胺含量的方法。     

Effect of Steam Baking on Acrylamide Formation and Browning Kinetics of Cookies

Abstract: Effects of baking method and temperature on surface browning and acrylamide concentration of cookies were investigated. Cookies were baked in natural and forced convection and steam‐assisted hybrid ovens at 165, 180, and 195 °C and at different times. For all oven types, the acrlyamide concentration and surface color of cookies increased with increasing baking temperature. Significant correlation was observed between acrylamide formation and browning index, BI, which was calculated from Hunter L, a, and b color values, and it showed that the BI may be considered as a reliable indicator of acrylamide concentration in cookies. Acrylamide formation and browning index in cookies were considered as the first‐order reaction kinetics and the reaction rate constants, k, were in the range of 0.023 to 0.077 (min^?1) and 0.019 to 0.063 (min^?1), respectively. The effect of baking temperature on surface color and acrylamide concentration followed the Arrhenius type of equation, with activation energies for acrylamide concentration as 6.87 to 27.84 kJ/mol; for BI value as 19.54 to 35.36 kJ/mol, for all oven types. Steam‐assisted baking resulted in lower acrylamide concentration at 165 °C baking temperature and lower surface color for all temperatures. Steam‐assisted baking is recommended as a healthy way of cooking providing the reduction of harmful compounds such as acrylamide for bakery goods, at a minimal level, while keeping the physical quality. Practical Application: The kinetics of acrylamide formation and browning of cookies will possibly allow definition of optimum baking temperatures and times at convectional and steam‐assisted baking ovens. The kinetic model can be used by developing baking programs that can automatically control especially a new home‐scale steam‐assisted hybrid oven producing healthy products, for the use of domestic consumers.     

加工条件对油条中丙烯酰胺含量的影响

油条在油炸温度160～200℃、油炸时间3～5min时,油条可取得最佳感官特征,同时也是丙烯酰胺产生最多的时段。以菜籽油、大豆油、花生油、玉米油作油炸用油,硫酸铝钾作膨松剂,油条中丙烯酰胺的最高含量不超过150μg/kg;而用棕榈油时,丙烯酰胺的最高含量约为250μg/kg。用0.3%的酵母粉作发酵剂,用棕榈油、花生油炸制的油条中丙烯酰胺最高含量分别达到1589.41和953.60μg/kg,是用硫酸铝钾作膨松剂的油条中丙烯酰胺含量的6.29倍和8.13倍。用泡打粉作膨松剂制得的油条,丙烯酰胺含量明显下降,平均约为50μg/kg。以果葡糖浆作甜味剂的油条中丙烯酰胺含量较蔗糖作甜味剂的油条平均增加约10%。因此,油炸温度160～200℃、油炸时间3～5min,以棕榈油作油炸用油,酵母作发酵剂,果葡糖浆作甜味剂可大大增加油炸面制品中丙烯酰胺含量。