食品热加工过程中α-二羰基化合物对麦谷蛋白的修饰作用及机理研究

The producing mechanism of hazardous materials in food hot processing was focused by food safety researchers recently. Hot processing is the main way of food processing, meanwhile, complex chemical reaction is occurred in hot processing. In this project, the reaction mechanism and product betweenɑ-dicarbonyl and gluten will be studied to illuminating the important influence on function and safety of gluten by analyzing the reaction pathway. At the same time, through analyzing the structure and function change of protein which modified by the ɑ-dicarbonyl, effecting on nutritional characteristics of gluten will be studied. It is the first time that ɑ-dicarbonyl modifying protein is studied in hot processing, the results will provide a theoretical basis for further research on food protein function and safety in food hot processing .

食品加工过程有害物产生机理已经成为食品安全研究的热点和前沿领域。热加工是食品的主要加工方式，在热加工过程中食品原料中的麦谷蛋白会发生复杂的化学反应，对麦谷蛋白的功能和安全性会产生重要影响。课题将重点研究美拉德反应的重要高活性中间产物----ɑ-二羰基化合物与麦谷蛋白在不同反应条件下的反应途径，解析α-二羰基化合物-蛋白质修饰产物的产生规律，在理论上阐释α-二羰基化合物对蛋白质的修饰机理。同时通过对α-二羰基化合物-蛋白质修饰产物的结构及蛋白结构改变对麦谷蛋白抗原性、消化性和营养特性的影响等分析研究，阐明修饰反应产物的安全性及蛋白营养品质的变化机理；研究反应过程中产生的AGEs及其他潜在有害物的产生途径，阐明其产生机制。课题首次对热加工过程中α-二羰基化合物修饰麦谷蛋白的反应通路和分子机理进行系统研究，为建立热加工过程中食品蛋白质营养品质保持和安全控制技术提供理论基础。

α-二羰基化合物（α-DCs）是美拉德反应过程中产生的活性羰基化合物，具有修饰食品中的蛋白质形成糖基化终产物的潜能，与糖尿病及其并发症等许多慢性疾病密切相关。深入研究热加工过程中α-DCs修饰麦谷蛋白的反应通路和有害物的产生机制对于建立高温加热过程中食品安全控制技术具有重要意义。课题围绕不同热加工条件下ɑ-DCs与麦谷蛋白的反应规律、不同热加工条件下ɑ-DCs对麦谷蛋白消化性及加工特性的影响、在不同热加工条件下α-DCs对麦谷蛋白致敏性的影响三个方面开展了系统的研究工作。通过构建ɑ-DCs与麦谷蛋白的模拟反应体系，研究了α-DCs在不同温度下对麦谷蛋白质结构的影响，揭示了α-DCs修饰麦谷蛋白质的反应规律，发现热加工过程中ɑ-DCs 改变了麦谷蛋白的分子结构，促进了麦谷蛋白分子间聚集体的形成。研究发现热加工过程中α-DCs修饰导致麦谷蛋白消化性降低，揭示了不同热加工条件对糖化麦谷蛋白消化性的影响。明确了不同加工条件下α-DCs修饰麦谷蛋白后致敏性变化的分子机理，分析了修饰反应引发潜在安全风险的可能性，研究表明与天然麦谷蛋白相比，ɑ-DCs修饰麦谷蛋白产物致敏性降低。证明了在加热条件下ɑ-DCs修饰麦谷蛋白产物通过诱导小鼠肠相关淋巴组织中细胞因子的变化以及肠道菌群变化来降低致敏性。研究成果为研究其他热加工食品中有害物产生机理提供了新的视角和理论基础，是热加工食品有害物产生机理和控制重要的理论基础，对于建立完善的热加工食品安全技术体系具有十分重要的理论意义。.课题研究成果发表4篇SCI收录论文，其中3篇被JCR Ⅰ区期刊收录，培养硕士研究生3名，博士研究生1名，完成了规定的任务指标。