鱿鱼制品高温内源性甲醛形成的自由基机制

鱿鱼制品频频报道高含量甲醛残留，严重影响了鱿鱼加工产业的发展。研究发现鱿鱼制品中甲醛形成有酶催化和高温热分解两条途径，其中高温热分解是主要途径，但目前对其反应机理尚未明确。申请人在前期研究中发现高温热分解途径中存在自由基信号，推测自由基可能参与并催化该反应进程。鉴于此，本项目拟以鱿鱼高温条件下特有的甲醛生成特性为切入点，设立鳕鱼阴性对照，构建体外化学模型的阳性验证体系，以寻找鉴别启动鱿鱼高温热分解的关键因子；重点分析甲醛形成关键因子、激活剂、抑制剂和自由基清除剂对热分解过程中自由基信号的影响，阐明甲醛形成和自由基产生的内在联系，通过电子自旋共振技术和串联质谱技术对自由基捕获剂作用下的自由基信号解析，明确自由基产生特征和类型。本项目旨在阐明鱿鱼高温热分解途径的自由基机制，对探明和完善水产品内源性甲醛生成机理具有重要意义，为甲醛控制新技术研发、确保水产品食用安全提供理论支持。

高含量甲醛对鱿鱼制品的食用安全和产业发展提出了严重挑战。研究从鱿鱼高温特有的甲醛生成特性为切入点，构建体外阳性体系，鉴别热分解的关键因子，初步阐明甲醛形成和自由基产生的内在联系。主要成果如下：.1）阐明了鱿鱼高温内源性甲醛生成规律和关键标志物。建立了水产品中同时检测氧化三甲胺（TMAO）、三甲胺（TMA）、二甲胺（DMA）的离子色谱方法，优化了甲醛测定的前处理方法。鱿鱼中TMAO热分解生成甲醛、DMA和TMA，而鳕鱼中TMAO仅分解生成TMA，甲醛下降。高温氧化三甲胺非酶分解是鱿鱼内源性甲醛生成的重要途径。鱿鱼和鳕鱼及鱿鱼加热前后差异因子和体外干预研究表明，鱿鱼高温甲醛生成的关键敏感因子为亚铁离子。.2）构建了体外甲醛生成化学模型。氧化三甲胺是鱿鱼甲醛生成的来源物质。通过优化TMAO和Fe3+、Fe2+、抗坏血酸和半胱氨酸的组成和作用浓度，建立了氧化三甲胺热分解体外体系-TMAO-Fe(II)，发现高温条件下甲醛和DMA的生成特点与鱿鱼上清相似，表明该体系可作为鱿鱼甲醛生成的体外模拟。获得了体外体系高温处理温度和甲醛生成动力学的回归方程和活化能。.3）研究了鱿鱼高温甲醛生成的自由基机制。采用ESR发现鱿鱼上清中在TMAO热分解中有自由基信号，而鳕鱼上清和TMAO-Fe(II)中未检测DMA、甲醛和自由基。Fe2+添加显著增强鱿鱼和TMAO-Fe(II)中TMAO热分解和自由基强度。捕获剂PBN和DMPO在两个体系中均检测到相似的六重峰自由基，并随着温度升高，甲醛、DMA和自由基信号逐步增加。添加剂对鱿鱼DMA和甲醛生成及自由基的作用表现一致，其中过氧化氢能具有促进作用，而柠檬酸、氯化钙、茶多酚和白藜芦醇具有抑制。研究证实鱿鱼高温存在TMAO分解生成甲醛的(CH3)3N•自由基反应，该自由基与TMAO热降解存在内在关联。.4）探讨了鱿鱼制品内源性甲醛形成的调控。阐明了良好的甲醛抑制剂茶多酚、柠檬酸和氯化钙的作用机制。优化了茶多酚和柠檬酸/氯化钙的复合甲醛抑制剂，发现复合抑制剂结合真空包装能显著减少鱿鱼丝水分损失，延缓脂肪氧化和乳糖分解，抑制TMAO 降解和TVB-N 积累，其中真空包装结合茶多酚复合柠檬酸效果最佳。.研究为完善水产品内源性甲醛生成机理具有重要意义，为确保水产品食用安全提供理论依据。发表文章9篇，其中SCI论文3篇，会议论文3篇，申请专利2项。