酚类抗氧化剂抑制食品中丙烯酰胺形成机理的研究

食品中丙烯酰胺（Acr）主要由天冬酰胺和还原糖通过美拉德反应产生。其形成过程伴随抗氧化活性升高，而一些酚类抗氧化剂能降低Acr含量，这一相互矛盾的发现成为Acr研究领域中难以解释的难题。本项目提出抗氧化剂的醌型和酚型结构作用机理不同的观点，改变以往单纯探讨酚型结构的抑制效果和仅将Acr含量（形成和消减的综合结果）作为评价指标的研究思路，采用同位素标记技术，研究抗氧化剂的两种形态对Acr形成和消减的影响。具体内容为：（1）酚型、醌型抗氧化剂与Acr及其前体物质的互作动力学和作用机理；（2）美拉德反应过程中，酚型、醌型抗氧化剂影响Acr及其重要前体物质的消长动力学和作用机理；（3）酚类在美拉德反应过程中的化学变化。以不锈钢毛细管设置模拟反应体系，采用先进的检测手段和结构表征方法分析主要加合物的含量和结构，详细研究Acr形成和消减过程中酚类抗氧化剂的关键作用点，系统地阐明其抑制Acr形成的机理。

丙烯酰胺主要以天冬酰胺和还原糖为前体物质，通过Maillard反应产生。酚类抗氧化剂在丙烯酰胺形成中的作用效果报道较多，但结论也相互矛盾。本项目采用5种不同类型的酚类抗氧化剂（酚酸、双酚和单酚）进行研究，发现酚类抗氧化剂在丙烯酰胺形成的不同阶段和丙烯酰胺消减过程发挥作用。主要成果为：（1）酚类的酚型结构通过促进HMF的产生、促进3-氨基丙酰胺（APA）转化进而促进丙烯酰胺的形成，醌型结构则与APA、天冬酰胺等前体物质反应而抑制丙烯酰胺的形成。（2）酚型结构通过发挥抗氧化作用、降低氧化还原电位（增加负电位）等途径抑制丙烯酰胺的消减。（3）酚型结构可略微促进氨基酸与丙烯酰胺反应，从而降低已出生的丙烯酰胺含量。（4）鉴定了绿原酸与APA反应后产生的衍生物2种、以及10种氨基酸与丙烯酰胺反应后产生的不同加合物(13种)。（5）设计了增氧反应装置1个和醌型酚类物质定量制备方法1种。（6）在研究过程中发现一些酚类物质对Maillard反应过程中的另一种化学污染物羟甲基糠醛（HMF）形成有重要影响，同时发现它是丙烯酰胺形成的、反应更为活泼的前体物质。（7）发表论文13篇（其中英文论文6篇，SCI收录3篇，EI收录1篇），培养硕士研究生4名，博士研究生1名。以上研究较好地解释类酚类抗氧化剂影响丙烯酰胺形成的机理和出现互相矛盾结果的现象。