葡萄糖对肉制品中PhIP形成与迁移的作用机制研究
批准号:
32102101
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
韩中惠
依托单位:
学科分类:
食品安全与品质控制
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
韩中惠
中文摘要
杂环胺-PhIP是热加工肉制品中普遍存在的一种致癌致突变的内源污染物,深入研究控制肉制品中PhIP产生的作用及机制,对控制杂环胺的形成具有重要意义。研究发现葡萄糖对肉制品中PhIP的产生具有双重作用,但是,它们间的相互作用机制尚不清晰。因此本项目拟开展以下研究:(1)通过模拟体系解析葡萄糖-关键中间产物-PhIP之间的多目标关联量化关系;(2)对不同反应体系形成的产物进行分离和结构鉴定,并用密度泛函理论进行量子化学计算揭示它们的形成机理,进而构建葡萄糖在PhIP形成和迁移中的多元反应途径;(3)运用同位素标记与LC-HRMS技术验证真实体系中反应产物的结果,并结合不同加工条件下葡萄糖对PhIP形成的影响,通过分析阐明热加工肉制品中葡萄糖对PhIP形成和迁移的作用机制。本项目的研究成果将推进肉制品热加工过程中HAA调控机制的研究,对提高食品质量、保障食品安全具有重要的理论和实际意义。
英文摘要
Heterocyclic amine (HAA)-PhIP is a carcinogenic and mutagenic endogenous pollutant commonly found in thermally processed meat products. In-depth study of the mechanism of influencing factors on the formation of PhIP in meat products is of great significance for controlling the formation of HAA. Studies have found that glucose has a dual effect on the production of PhIP in meat products, but the mechanism of their interaction is still unclear. .Therefore, this project intends to carry out the following research:(1)analyze the multi-objective quantitative relationship between glucose-key intermediate product-PhIP in the model system.(2)Separate and identify the structure of the products formed by different reaction systems, and use density functional theory to perform quantum chemical calculations to reveal their formation mechanism, and then construct the multiple reaction pathways of glucose in the formation and migration of PhIP.(3)Using isotope labeling and LC-HRMS technology to verify the results of the reaction products in the food system, and combining the effects of glucose on the formation of PhIP under different processing conditions, the mechanism of the effect of glucose on the formation and migration of PhIP in thermally processed meat products was clarified through analysis. The research results of this project will advance the research on the HAA regulation mechanism during the thermal processing of meat products, and will also have important theoretical and practical significance for improving food quality and ensuring food safety.
以PhIP为代表的杂环胺是食品有害产物研究的重点问题。PhIP形成受多种成分影响,其中葡萄糖(是肉中重要组成成分,还是肉品中广泛大量用的添加剂)是重要的一种。然而,葡萄糖影响PhIP的形成途径及机制尚不清晰。因此,本项目重点探究了葡萄糖在肉制品中对PhIP形成和迁移的影响机制。主要在模拟体系和以烤猪肉为例的真实肉制品中研究。首先研究表明葡萄糖对烤猪肉饼中PhIP生成具有抑制作用。接着发现葡萄糖对烤猪肉饼中呋喃类化合物(如糠醛(F)、5-甲基糠醛(MF)、5-羟甲基糠醛(HMF)和4-羟基-2,5-二甲基-3(H)-呋喃酮(HDMF))的生成量显著增加。在烤肉饼中发现,F、MF和HMF对PhIP的生成具有显著抑制作用,而HDMF则无显著影响。为了更好地理解葡萄糖在PhIP形成和迁移中的作用机制,建立了模型体系。结果表明,葡萄糖、加热温度和时间的增加,F、MF和HMF的生成量显著增加。通过相关性分析发现葡萄糖及形成呋喃类化合物分别对猪肉饼和模型系统中F、MF和HMF的生成量显著正相关。通过模拟体系研究发现葡萄糖量显著减少PhIP的前体物苯丙氨酸,但对前体物肌酐和PhIP的迁移无显著影响。对F、MF和HMF与苯丙氨酸的反应产物进行分离鉴定与识别,发现分别生成了新的化合物(如2-((呋喃-2-亚甲基)氨基)-3-苯基丙酸等),表明模拟体系中存在抑制PhIP形成的多元反应途径。进一步,在真实食品体系中实验,证实存在葡萄糖通过美拉德反应生成呋喃类化合物,并通过与苯丙氨酸发生羰氨缩合反应生成相应产物,从而抑制PhIP的形成。此外,发现了罗勒和薄荷叶(以L-薄荷醇计)提取物均能显著增强葡萄糖对PhIP生成的抑制作用,而兽药残留诺氟沙星则无显著影响。结合前期葡萄糖产生的α-二羰基化合物影响PhIP的研究结果,总的表明在肉制品中葡萄糖对PhIP抑制作用是通过作用不同靶点多元而复杂的途径实现的,且易受其他成分影响。以上发现不仅为理解肉制品中杂环胺的生成机制提供了新的视角,也为开发减少肉制品中有害物质的加工技术提供了理论依据。
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