美拉德反应中无机盐-氨基酸（肽）复合物的形成及其对晚期糖化终末产物生成的影响机制研究

As modern diets are largely heat processed, the possible pathophysiological role of dietary Advanced Glycation End Products (AGEs) has become a topic of increasing interest over the past years. Inorganic salt in food is one of the most important factors that affect the Maillard reaction pathway. However, there are few reports on mechanism of inorganic salt affecting the formation of AGEs. Therefore, this project will study the effect of inorganic salt cations on the formation of salt-amino acid (peptide) complexes and clarify the thermodynamic stability of the resulting complexes. The results will reveal the influence of salt-amino acid (peptide) complexes on the formation of AGEs. This project will focus on the effects of different cations on the formation of AGEs (peptide-AGEs, free AGEs) and establish the relevant kinetic model under food processing conditions. The structural characteristics of the salt-amino acid (peptide) complexes will be traced by isotope labeling followed by investigation of the change of active carbonyl compounds during the formation of AGEs. In this project, the formation mechanism of AGE influenced by inorganic salts will be clearly clarified. The research results will provide important theoretical and practical basis for the prevention of food safety problems.

食源性晚期糖化终末产物（AGEs）对人体的潜在危害性越来越受到关注，食品体系中无机盐是影响美拉德反应路径的重要因素之一，但是目前关于无机盐影响AGEs形成规律和机制的研究鲜有报道，尚缺乏深入研究。因此，本项目拟考察无机盐阳离子对无机盐-氨基酸（肽）复合物形成的影响，明确所得复合物的热力学性质，揭示无机盐-氨基酸（肽）复合物对AGEs形成的影响规律。重点研究食品加工条件下不同无机盐阳离子对单体AGEs和肽-AGEs生成的影响规律，建立相关动力学模型。通过同位素标记跟踪分析无机盐-氨基酸（肽）复合物的结构特性，考察AGEs形成过程中活泼羰基化合物的变化，阐明无机盐阳离子对AGEs生成路径的影响机制。本项目研究成果将为预防食品安全问题提供重要的理论和实践基础。

食源性晚期糖化终末产物（AGEs）对人体的潜在危害性越来越受到关注，食品体系中无机盐是影响美拉德反应路径的重要因素之一，但是目前关于无机盐影响AGEs形成规律和机制的研究鲜有报道，尚缺乏深入研究。本研究发现，在美拉德反应中，无机盐NaCl的参与明显增加了美拉德反应褐变强度和吡咯素的形成，同时中间产物3-脱氧葡萄糖醛酮（3-DG）浓度迅速增加。具有高耐热性低水溶性壁材包埋的NaCl微粒可以通过减少中间体3-DG形成从而降低吡咯素生成，而壁材的高水溶性则不利于NaCl包埋减少吡咯素生成的效果。糊化温度和壁材的溶解度是影响吡咯素形成的关键因素。NaCl的包埋可能会推迟NaCl参与美拉德反应的时间，特别是在初始和中间阶段。淀粉和阿拉伯胶的二元混合包埋NaCl比单独淀粉的包埋更有效。NaCl包埋微胶囊的对真实食品样品（例如曲奇饼干）的基本感官指标没有影响，包括颜色和咸味。由不同淀粉和阿拉伯胶的二元混合物包埋的NaCl代表了一种防止热加工食品中晚期糖化终末产物的有效策略。.在美拉德反应的初期阶段，席夫碱的形成和重排以产生3-DG这一过程会因肽的极化率增加而加速。在美拉德反应的后期阶段，3-DG与肽的反应形成肽-吡咯素，也同样会因肽的极化率增加而加速。美拉德反应初期阶段主要是氨基与羰基的亲核加成，氨基-羰基反应的速度取决于氨基上N的孤对电子，而非离子型氨基酸的N上有一对孤对电子，更有利于美拉德反应的进行。反应体系中Na+的加入会引起肽的物理化学性质（极化率、偶极矩、分子体积和pKa）和热力学参数的改变，其原因是可能形成钠-肽复合物。肽的极化率与肽-钠复合物形成的难易程度相关。Na+的加入会改变肽的分子内电子密度和电荷分布，并通过稳定反应序列中的一些中间物来促进美拉德反应的进行。研究成果将为预防食品安全问题和确保食品安全环境，促进我国食品安全的发展具有重要的理论和实践意义。