食品中羟甲基糠醛-氨基酸加合物的形成与迁移机制研究

Hydroxymethylfurfural (HMF),which contains a reactive α,β-unsaturated aldehyde,is a food contaminant abundantly occurring in some processed foods.Previous studies mainly focused on the formation and toxicity of HMF,and its fate in foods remains uninvestigated.Our previous research found that HMF easily forms adducts with amino acids;thus,the real exposure of HMF in foods is underestimated,thereby arousing possible food safety problems.In the present research,we will use eight amino acids ubiquitously existing in food stuffs or added as food additives to investigate their adduct formation mechanisms with HMF and their contribution to HMF elimination in foods.Methods for the detection of adducts will be established to investigate adduct formation and its influencing factors on foods,as well as to trace their changes during food storage,digestion and absorption.After completion of this project,we can elucidate the elimination mechanism and real exposure of HMF in the majority of thermally processed foods.Furthermore,we can determine whether the formation of HMF adducts in foods will produce new safety problems.

羟甲基糠醛(HMF)是热加工食品中普遍存在的内源污染物，具有化学性质活泼的α,β-不饱和羰基结构。以往的工作集中于HMF的形成与毒性研究，但对其在食品中的消失原因关注甚少。我们的前期研究发现，食品中形成的HMF易与氨基酸反应形成加合物；加合物的形成和迁移既掩盖了HMF的真实暴露水平，又可能产生新的安全隐患。本项目拟构建氨基酸与HMF反应的模拟体系，借助现代分离、结构表征技术，阐明食品中HMF-氨基酸加合物的形成机制；制备加合物标准品并建立分析检测方法，考察加工参数和配方对食品中加合物形成的影响，发现导致HMF消失的主要机制。同时，追踪HMF-氨基酸加合物在食品贮藏、消化和吸收过程中的变化，阐释加合物的迁移机制。通过上述研究，预判加合物的形成会否产生食品安全隐患，为科学评估HMF的实际形成和暴露水平提供依据。

我们在完成前一国家基金（31371745）时发现，食品中HMF的形成和消减同时发生，为此提出HMF的迁移研究并获得国家基金资助（31671957），主要成果成如下：（1）食品中HMF的迁移规律为： HMF在食品中与氨基酸形成加合物，吸收后在胃中大量释放，在小肠中游离的HMF再次与氨基酸形成加合物。胃是HMF的吸收部位，且可与盐酸形成致癌物5-氯甲基糠醛，因此胃中HMF暴露量的显著增加可能存在健康风险。（2）HMF的主要消失途径：在食品加工和消化过程中，氨基酸通过氨基或巯基的亲核加成机制与HMF形成加合物，我们共鉴定13种新物质（加合物）。（3）多数HMF-氨基酸加合物显著降低HMF的细胞毒性，且加合物在不同细胞系中可被部分吸收转化。（4）加合物HMF双缩硫醛在大鼠中的吸收率显著高于HMF本身，且吸收后在血液中释放HMF。（5）食品中HMF可与氨基酸反应形成风味物质。（6）建设广东省粤港创新平台一个，发表论文12篇，参编专著1部，培养硕士研究生8名（其中3人获得国家奖学金），博士研究生1名，2人晋升副研究员。.本项目的理论贡献在于：食品中一些活泼的有害物在形成后产生隐形有害物，摄入食品后可能会显著增加体内暴露水平。因此，对食品有害物的形成和消减都需引起重视。