富含油脂食品热加工过程中晚期糖基化终产物(AGEs)形成机理的研究

Advanced glycation end products (AGEs) is one main product of Maillard reaction in food processing, and it is a main factor to cause human obesity and aging related diseases. As the main ingredient of the food, lipid has strong oxidation to the Maillard reaction, but the research of the AGEs formation connected with lipid in food processing is not in-depth. During the research on milk powder in the processing and storage, our team found AGEs level was strongly influenced by lipid type, content, saturation and the processing state of milk powder. In order to illustrate the important effect of lipid in AGEs formation, this project will establish a microemulsion reaction system of protein (amino acid) - sugar - lipid, and will develop ways from heating oxidation of single substrate, or the oxidative reaction of two substrates, or glycosylation reaction of three substrates, compared the differences between lipid systems and non-lipid system. Used electronic spin resonance (ESR) spectrum to track the production rule of oxidative radicals, and combined the rule of intermediate products with modern instrument analysis, the connection between oxidative radicals and the intermediate products in thermal processing will be investigated, and the main mechanism of AGEs formation of lipid food will be clarified from the angle of the lipid oxidation, which will lay a foundation for the exploration of AGEs accumulated mechanism in high nutrition food.

食品加工中产生的晚期糖基化终产物（AGEs）是美拉德反应的一类主要产物，能够引发人体肥胖和衰老等相关疾病。脂肪作为食品的主要营养成分，对美拉德反应具有强烈的氧化促进作用，但是在目前食品加工过程中研究脂肪参与下的AGEs形成机制很不深入。本项目组在对乳粉加工贮藏的研究中发现，脂质的类型、含量、饱和度及加工状态强烈影响乳粉中的AGEs含量。为了阐明脂质在AGEs反应途径中的重要作用，本项目建立（氨基酸）蛋白质-糖-脂质反应的微乳体系，分别从单底物加热氧化、两底物相互氧化作用、三底物糖基化反应的途径展开，比较含脂和非脂体系的差异。采用电子自旋光谱（ESR）追踪氧化自由基的产生，结合现代仪器分析中间产物形成规律，摸索出热加工过程中氧化自由基和中间产物的形成关系，从脂肪氧化的角度阐明含脂食品在热加工过程中AGEs形成的主要机制，为进一步探究高营养食品的AGEs累积机制奠定基础。

晚期糖基化终产物（AGEs）广泛存在于人体和食物中，是一类美拉德反应和氧化过程中产生的糖基化物质，目前已发现有20多种，其体内积累与某些疾病如糖尿病、尿毒症、阿尔茨海默症、肥胖等有着密切的关系。食源性AGEs也是体内累积的来源，但其研究不够充分。本研究模拟含脂食品在加热条件下各底物氧化反应过程，以电子自旋共振光谱技术结合传统化学和仪器分析方法，研究氧化引发的早中期产物、糖基化终产物和相关自由基反应，以自由基和主要中间产物的形成和变化为线索，找到自由基变化与产物生成之间的内在联系，从而获得含脂食品形成AGEs主要机制，为探明加工贮藏中富含脂肪的食品源AGEs形成机理提供科学依据。本项目针对整个反应的动力学变化、主要中间产物的变化、脂肪对中间代谢途径的影响进行了深入研究，探明在油脂作用下AGEs的生成途径和反应动力学。包括亚油酸（LA）和 油酸（OA）能有效参与糖基化反应。反应 15h 时含脂赖氨酸体系 GO 生成量比非含脂赖氨酸体系多 1.6-2.2 倍；LA 和 OA 明显促进果糖胺生成；LA 和 OA 显著增加 MGO、CML 和 CEL 生成量；对荧光性 AGEs、戊糖素和类黑精生成量后期影响不明显。CML 主要随着 FL 的变化而变化，糖基化反应主要通过 FL 反应途径生成 CML。加入油脂后，美拉德反应途径的Glc→GO→CML和GLO→GO的相关性降低，FL→3DG→fl-AGEs和FL→GLO的相关性增加。确定油脂以自由基方式参与美拉德反应，稳定自由基的前体成分为GO、MGO、3DG。同时油脂对底物具有明显催化氧化作用。除此之外，对反应的抑制作用也进行了研究，对蒜氨酸、多酚、大黄素等植物活性成分的抗糖基化原因进行了剖析，为进一步从植物活性成分中找到抑制食源性AGEs的方法奠定了基础。