甾醇氧化物的产生机理及其变迁与控制研究

There is a growing concern that phytosterols oxidation products (POPs) have cytotoxic, mutagenic and atherogenic activities, have harmful effects on human health and the safety of POPs has became one of the hot spots of food safety in the world. According to the comprehensive application of modern instrumental analysis, fuzzy mathematics, free radical reaction mechanism and organic chemical reaction theory, this study concentrates on producing scientific data to evaluate the oxidative stability and safety of functional phytosterol-enriched foods during processing and storage. The study includes: (1) Solid-phase extraction is used to separate POPs from food matrix and gas chromatograph-mass spectrometry (GC-MS), liquid chromatograph-mass spectrometry (LC-MS)、nuclear magnetic resonance (NMR) are employed tracking and identifying the structure and measurement of POPs. (2) POPs formation mechanism will be investigated due to the different food matrix consists of multiple water, triglyceride type, protein, carbohydrate, and the quantitative relationship among them will be established. (3) In the induction of light, heating, transition metal ions, which are considered as POPs affecting factors during processing and storage, the transition and migration of POPs will be evaluated and the key induction factors will be assessed. (4) On the basis of comprehensive analysis, the key point of POPs will be explored, and then, comprehensive analysis of the dose-effect and structure-effect relationship of sterols and composition, the inhibiting effects and mechanisms of different natural antioxidants added to the sterol-enriched food will be evaluated in order to establish the stability controlling pathways of sterol-enriched food.

食品中甾醇氧化物（POPs）的安全性问题已成为当今世界食品安全关注的热点之一。本课题拟通过现代仪器分析联用技术、模糊数学理论、游离基反应机理以及有机化学反应理论等学科和技术的交叉，研究POPs的形成机理，变化迁移规律，并形成控制POPs生成的有效方案，为解决功能性甾醇食品加工及贮藏过程中存在的安全问题提供理论依据。内容包括：（1）利用固相萃取技术结合GC-MS、LC-MS、NMR等检测技术对POPs进行追踪分离与结构鉴定（2）研究不同食品基质中POPs的形成机理以及多元食品体系中的水分、甘油三酯类型、蛋白质、糖类物质的分布及含量与POPs的量化关系及其交互作用关系（3）获得加工与贮藏的光、热、金属离子因素单一诱导及交互诱导下POPs形成与变迁规律，权衡POPs形成的关键诱导因素（4）分析POPs产生的关键点，结合抗氧化剂对其抑制作用及机理，形成POPs的有效抑制与控制途径。

具有致癌、致突变等毒副作用的甾醇氧化物(POPs)是食用安全隐患之一。研究POPs 的形成机理，变化迁移规律，并形成控制 POPs 形成的有效方案，为保障功能性甾醇制品的营养与安全提供基础。.建立了以固相萃取-气质联用（SPE-GC-MS）的方法进行 POPs 的定量分析和结构表征以及相应的POPs分离纯化程序。优化了POPs的食品基质的去除工艺，优化了POPs固相萃取洗脱程序，以GC-MS定性定量分析POPs，考察了色谱分离度、检测限、定量限、回收率等痕量分析指标。.获得油脂及多元食品体系中甾醇的热稳定性和热迁移规律。建立了甾醇热稳定性与温度、基质、植物甾醇添加量等外源影响因子之间的相关性，通过这些参数的变化来预测加工和贮藏过程中甾醇的损耗规律及变迁趋势。.完成了多元食品基质中包括油脂、蛋白质、淀粉体系中POPs 的产生机理分析，多元食品加工过程中产生 POPs的主要类型有7α-羟基化合物、7β-羟基化合物、3-羟基化合物、5β，6β-环氧化合物、5α，6α-环氧化合物、7-酮基化合物和甾醇酯，建立POPs与温度、基质、植物甾醇添加量等POPs影响因子之间的相关性，并模拟分析了甾醇氧化的化学机理。对多元食品基质中POPs的迁移规律进行分析，探讨食品基质种类、温度区间及脂质饱和度对POPs变迁的影响。.追踪比较不同食品类型在甾醇油脂煎炸条件下基质油脂基本理化指标变化规律，总结煎炸条件下多元食品体系对甾醇油脂劣变的品质影响，结合甾醇油脂贮藏条件下的POPs的生成数据分析，总体形成甾醇油脂的食用安全指导建议。.探讨含金属离子的食品添加剂对POPs生成的影响，优选天然自由基清除作用的抗氧化剂，评价其对 POPs形成的抑制效果，并探讨相应脂质体系下甾醇的损耗规律与体系抗氧化性的相关性，为指导植物甾醇食品的制备和食用安全提供基础参考。