甘氨酸抑制热加工中丙烯酰胺形成的机理研究

批准号：

31071554

项目类别：

面上项目

资助金额：

32.0 万元

负责人：

陈芳

依托单位：

中国农业大学

学科分类：

食品安全与品质控制

结题年份：

2013

批准年份：

2010

项目状态：

已结题

项目参与者：

李楠、张燕、李蕾、李媛、张慧、杨斯超、李淑燕

关键词：

甘氨酸抑制机理丙烯酰胺反应动力学

项目摘要

结项摘要

项目成果

陈芳的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要

丙烯酰胺(AA)是广泛存在于食品中的潜在致癌物，寻找有效的AA抑制措施成为国内外研究热点。美拉德反应被认为是热加工中AA形成的主要途径。研究表明，添加甘氨酸能有效抑制AA的形成，但其作用机理未见报道。申请人前期研究得出甘氨酸通过两条路径抑制AA形成：既可与天冬酰胺竞争底物，又可与AA直接反应。本课题拟对甘氨酸抑制AA形成的机理进行探索性研究，定性鉴定甘氨酸与AA的反应产物；定量测定甘氨酸/葡萄糖/天冬酰胺体系加热过程中底物、主要中间产物和终产物的变化，提出甘氨酸抑制AA形成的反应网络，并通过动力学研究对反应机理进行完善。此外，于马铃薯模拟体系中添加N15同位素标记的甘氨酸, 定性鉴定加热后N15的转移变化，并定量研究底物、关键中间体和AA的变化，验证上述机理在马铃薯体系中是否成立。研究结果为揭示氨基酸、多肽以及蛋白质抑制AA形成的机理提供借鉴，更为建立有效的AA阻断或降低措施提供理论依据。

英文摘要

丙烯酰胺（Acrylamide，AA）是食品热加工过程中的典型危害物，具有基因毒性、生殖毒性和潜在致癌性。前期研究表明甘氨酸（glycine, Gly）能够抑制AA的生成。本研究建立天冬酰胺（asparaginate，Asn）/葡萄糖（glucose，Glc）/甘氨酸溶液模拟体系、Asn/Glc/Gly马铃薯模拟体系和Asn/Glc/Gly低湿模拟体系，分别在160 - 220 ºC下处理，证实了Gly在不同体系中均对AA有较好的抑制效果；应用高效液相色谱串联三重四级杆质谱（HPLC-MS/MS）、离子阱-飞行时间串联质谱（IT-TOF）以及核磁共振（NMR）对150ºC下Gly/AA溶液加热后的反应产物进行定性鉴定，研究发现，Gly与AA发生亲核加成，鉴定出4种加成产物RPs，发现RP-1是主要产物，并以此为基础提出Gly参与时AA形成及消除反应网络；建立了Asn、Glc、DFA、DFG、AA、RPs等10种反应物、反应中间体及反应产物的HPLC-MS/MS同时定性定量方法，对160 - 220 ºC加热过程中Asn/Glc/Gly溶液模拟体系中底物、关键的中间产物和反应产物的变化进行动力学研究，分析反应物和主要产物之间的质量平衡关系，建立多响应动力学模型（Multiresponse modeling），实验数据与动力学方程拟合良好，从动力学角度验证了所提出的Gly抑制AA的化学反应机理；建立了简化的两步连续一级动力学模型，在Asn/Glc/Gly马铃薯模拟体系中，提出Gly对AA的抑制作用主要通过与AA发生加成反应，直接清除AA；此外，用同位素标记的15N-Gly添加于Asn/Glc马铃薯模拟体系中，180 ºC加热处理2h，发现15N转移到RP-1中，进一步验证了所提出的Gly通过Michel加成反应直接清除AA的机理。

期刊论文列表

专著列表

科研奖励列表

会议论文列表

专利列表