食品中基于美拉德反应的生物胺消减机理探究

Biogenic amines fulfill a number of important physiologic functions in human beings, high accumulation of biogenic amines in foods, however, can be a health concern due to their potentially toxicity. Therefore, there is a growing demand from consumers and regulatory agencies to control biogenic amines in food.Current approaches mainly focus on the prevention/limitation of biogenic amines formation. Few methods are available for the elimination of existing biogenic amines..Our research found that a proper heat treatment could reduce the content of biogenic amines significantly in the food with trace amounts of reducing sugar. Based on statistical models, this project will investigate the Maillard reactions of biogenic amine (as the amino donor) with reducing sugar on the control of biogenic amines. The effect of reaction parameters (the ratio of carbonyl and amino groups, temperature, time, pH etc.) and the property of reducing sugar on reaction process will be monitored. According to the functionality and toxicological characteristics of biogenic amine Maillard reaction products, the reaction conditions for reducing biogenic amines will be optimized and relevant models established. The reaction parameters and models will be applied in food processing. The research outcomes will provide fundamental knowledge and practical techniques in the control of biogenic amines during the processing of potential high biogenic amine products.

生物胺在人体内具有重要的生理功能，但是过量摄入时会产生一定的毒性效应，危害人体健康。生物胺控制技术及其安全性评估，对高生物胺风险食品的安全控制尤为重要。而现有报道的生物胺控制方法，均为生物胺产生前的预防和对生物胺产生过程的抑制，对食品中已存在生物胺的消减方法还少有研究。.我们研究发现对含痕量还原糖的食品，加以适当热处理可大幅降低其现有生物胺的含量。本项目拟以模式美拉德反应为基础，研究作为氨基供体的生物胺和还原糖的美拉德反应。考察反应参数（羰氨比，温度，时间，pH等因素）和还原糖的性质对反应进程的影响,同时研究生物胺美拉德反应产物的功能和安全性，优化反应条件，提高反应的选择性，探索美拉德反应消减生物胺的最佳条件，建立基于美拉德反应的生物胺消减模型，并在食品生产和加工过程中验证及优化。本研究将为高生物胺风险食品的生产工艺优化与合理烹饪方法提供新参考。

研究了还原糖（葡萄糖、果糖）和生物胺（组胺、腐胺和尸胺）混合反应体系，加热（80-121℃）促美拉德反应的作用，及美拉德反应产物的抗氧化作用。通过对反应产物在284nm和420nm下吸光度的检测，观察到了美拉德反应产物的形成。葡萄糖比果糖易与生物胺（组胺、腐胺和尸胺）发生美拉德反应，随着温度的提高美拉德反应速度越高。100℃条件下，还原糖（葡萄糖、果糖）和生物胺（组胺、腐胺和尸胺）的美拉德反应产物均展现出抗氧化活性，其中以葡萄糖与组胺美拉德反应产物抗氧化活性最优，美拉德反应产物能够清除68%的DPPH自由基和防止82%的β胡萝卜素褪色。在体外条件下，这些美拉德反应产物还能螯合32%以上的金属离子。结果表明模式条件下还原糖（葡萄糖、果糖）和生物胺（组胺、腐胺和尸胺）混合反应体系，在加热条件下产生的美拉德反应产物可以作为一种新型抗氧化剂，以葡萄糖和组胺美拉德反应产产物抗氧化效果最优。以体外培养的肝细胞 (HL- 7702) 为模型，研究了组胺和MRPs对HL-7702细胞生长抑制的影响，以及采用蛋白免疫印迹技术Western Blot 法分析了MRPs和组胺处理对细胞周期和凋亡相关蛋白p21、p27、p53、Bax和Bcl-2的表达量，结果表明MRPs可显著性的消减组胺对HL-7702细胞的杀伤作用。完成基于Maillard反应的生物胺（组胺、尸胺和腐胺等）消减机理的探讨，对组胺与不同还原糖美拉德反应产物的功能及毒性作用进行了系统研究。建立了加热、电子束辐照促生物胺与还原糖发生美拉德反应的消减生物胺的方法。目前已经发表相关内容SCI3篇、EI2篇、核心期刊2篇，待发表EI级别1篇，英文论文1篇（SCI）成稿，培养硕士研究生2名。