辐照食品中辐解产物分析新方法研究

Ionization radiation is one of the most common food preservation methods. The food safety of irradiated foodstuff is contraversal with the poorly understood genetic toxicity of the radiolytic products, e.g. 2-alkylcyclobutanones (2-ACBs). 2-ACBs induce DNA strand break as well as promote cancer development, through yet to be determined mechanisms. Current method for 2-ACBs determiantion is limited to gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), which cannot provide high enough sensitivity for detecting foodstuff that is exposed to low dosage of radiation (<100 Gy) and involved complicated sample processing procedure. Also, no systematic study on the biotransformation of 2-ACBs has been reported, to the best of our knowledge. The goal of this proposal is to develop liquid chromatographic (LC-MS/MS) methods of ultra-high sensitivity and selectivity for identifying irradiated food as well as supporting the metabolic study of 2-ACBs. Chemical derivatization will be adopted to increase the compound polarity as well as their response in electrospray ionization mass spectrometry.

辐照是食品灭菌和保鲜的重要手段，食品辐照技术在世界范围内正得到越来越广泛的商业化应用，食品辐照检测技术也成为研究热点，其中，含脂肪食品的辐照检测难度最大。食品中的脂肪在辐照后可产生2-烷基化环丁酮类（2-ACBs）辐解产物。2-ACBs可诱导DNA链断裂，但具体机制尚未阐明，体内代谢途径亦不明确。现有的2-ACBs检测技术仅限于GC-MS方法，样品前处理繁琐，灵敏度低，难以检测低辐射量食品中微量的2-ACBs。本课题拟利用化学衍生法，如五氟苯肼将2-ACBs衍生化，增大2-ACBs的极性，使其在电喷雾质谱中的响应值大大增加，降低2-ACBs的检测限，提高灵敏度，建立更为灵敏和准确的含脂肪食品的辐照成分LC-MS检测方法。并通过对2-ACBs的体内外代谢过程进行深入研究，探讨2-ACBs在体内的分布，阐明2-ACBs在动物体内的代谢途径，为辐照食品及长期暴露于低辐射下食品的安全性提供依据。

食品辐照是目前在许多国家使用的食品保存方法。识别辐照食品的能力对于确保遵守监管政策（如食品标签要求）以及消费者的知情选择至关重要。2-烷基环丁酮（2-ACB）仅在食品辐射期间形成，并已被欧洲标准化委员会采用作为用于鉴定辐照食品的生物标志物。本项目基于液相色谱技术开发了两种检测2-ACB的方法。一种是在该领域具有最高检测灵敏度的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）方法；另一种是具有高灵敏度和低成本的超高效液相色谱-荧光检测（UPLC-FLD）方法。使用这两种方法分析了足够的食物样品，包括未经辐射的坚果和肉类以及经过辐照的鸡肉，并且都提供了令人信服的结果以证明2-ACB检测的合格性。..20多年以来，2-ACB已被认为是电离辐射的特定产物之一。然而，使用一系列最先进的分析仪器，我们首次在本项目中发现，当脂肪酸和甘油三酯暴露于非电离、短波长紫外（UV-C）光源时，也有可能形成2-ACB。在UV-C照射的脂肪酸、甘油三酯、玉米油和猪肉样品中，也观察到2-ACB的辐照剂量依赖性形成。随着UV-C辐照成为日益普遍的食品处理程序，预计本研究结果将为食品科学家和监管官员提供关于2-ACB潜在新来源的警示。