Maillard反应修饰肽的定向制备及其抗氧化构效关系研究

In the present research, we have found that the Maillard reaction products from silver carp peptide and glucose showed higher antioxidant activity determined by free radical scavenging activity and the inhibition effects of lipid oxidation, and the water-soluble fraction in Maillard reaction products with higher antioxidant activity was obtained, and its structure characterization about the specific site between sugar and silver carp peptide during Maillard reaction was identified. However, Maillard reaction products possibly produced some potential harmful substances. Therefore, the research in the future project will focus on the structure of Maillard reaction products and their antioxidant activity in cell culture system and vivo (rats), and the potential cytotoxic effects. Firstly, the products formed at different stages of Maillard reaction will be identified and analysed in order to control the progress of Maillard reaction. Secondly, to analyse the water-soluble fractions of Maillard reaction products on cell viability, the cytotoxic effects and the evaluation of risk/benefit of Maillard reaction products based on its antioxidant activity and the contents of some potential harmful substances, and then prepare the safe water-soluble fraction of Maillard reaction products with higher antioxidant. Furthermore, the water-soluble fraction will be isolated and purified by chromatogram technology, and their structure characterization of Maillard reaction products and antioxidants effects in cell culture system and rats will be investigated, elucidating the relationship between the structure and antioxidant activity. Overall, the project will develop the novel theory of Maillard reaction in peptide and sugar model system, and improve the development of functional food with antioxidant activity if it is funded.

本项目申请人已研究了Maillard反应修饰鲢鱼寡肽的反应机制，发现Maillard反应较大提高了其在体外检测体系的抗氧化活性；并分离制备了水溶性高分子活性组分，初步分析了其结构特征。然而，Maillard反应虽能提高鲢鱼寡肽的抗氧化活性，也形成一些潜在的危害物质。针对Maillard反应修饰的鲢鱼寡肽在细胞和动物体内的构效关系及其潜在危害等问题，本项目拟通过Maillard反应制备水溶性高分子组分，深入定量定性分析Maillard反应形成的特征性产物，基于抗氧化活性、细胞毒性以及风险（risk/benefit）评价，实现其定向制备。然后，在抗氧化跟踪下，对其分离纯化并表征其结构，分析其对细胞氧化应激的保护及调节控、以及动物体内的抗氧化作用，揭示其抗氧化活性的构效关系。本项目的研究不仅能够推动关于肽类Maillard反应的理论的发展，还将为具有抗氧化功能的新型肽类保健食品开发提供指导。

项目背景/主要研究内容：针对Maillard 反应修饰肽的抗氧化活性构效关系及其潜在危害等问题，深入探究了较高温度反应条件对蛋白酶解来源肽的Maillard反应进程、潜在危害物质的形成规律及其Maillard反应产物（MRPs）的抗氧化活性影响机制。从摄入糖基化终末产物（AGEs）水平的角度，探讨摄入肽MRPs对动物体内的AGEs的蓄积、排泄及其氧化应激的影响，揭示其含有的潜在危害物质对动物的健康与其抗氧化能力的关系。同时，应用透析脱除低分子物质，柱层析或Sep-pak C18固相萃取极性分离并结合液相色谱等分离技术，分析了不同组分抗氧化能力的构效关系。. 主要结论与科学意义：较高反应温度（120℃、140℃）的肽Maillard反应进程呈现不同的模式，其潜在危害物质的形成规律如羟甲基赖氨酸、丙烯酰胺、5-HMF等具有较高的含量外，同时其形成还与反应程度及自身稳定性有关；肽MRPs在基于化学体系分析的抗氧化能力与其反应程度相关，也与其形成的潜在危害物质如AGEs、丙烯酰胺、5-HMF等呈正相关关系，但其在细胞体系中抗氧化能力受其反应程度影响较少。肽MRPs对细胞的毒理作用受其细胞种类的影响；发现摄入含有较高水平的AGEs的肽MRPs能够增加小鼠氧化应激水平，这与其在体内的蓄积增加有关。Sep-pak C18固相萃取对肽MRPs具有良好的分离效果，且极性较弱组分具有较强的抗氧化活性，但进一步用HPLC分离后发现其抗氧化活性出现下降，说明Maillard反应产物不同组分间存在抗氧化能力的协同作用。另外，发现应用温和Maillard反应条件能够改善肽的风味，还能提升肽对食品脂质氧化抑制能力，实现了Maillard反应修饰肽的定向制备；发现Maillard反应修饰肽（糖基化肽）对肠道微生物具有有益调节作用。因此，本项目的开展推动了肽类Maillard 反应的理论的发展，将为富含肽类热加工食品或保健食品的开发具有一定的借鉴意义。.