基于代谢组学探索高温加工食品中杂环胺类有害物质的生成途径及控制方法

食品安全已成为一个受到广泛关注的社会性问题，其中食品加工是食品安全隐患最重要的来源之一。杂环胺是富含蛋白质的食品在高温加工过程中生成的具有高度致癌致突变作用的有害化学物质，给人们的身体健康带来了巨大的危害。然而，由于实际食品体系的复杂性，导致其生成途径及机理不明，难以从生成途径上有效地控制杂环胺的生成。本课题拟应用代谢组学方法，以高温烧烤肉制品体系为研究对象，通过GC-MS结合LC-MS分析检测肉制品在高温烧烤前后以及高温烧烤肉制品在添加酚类物质前后体系杂环胺物质组及其包括肌氨酸、各种氨基酸和各种糖等物质的前体物质组，明确体系杂环胺物质组及其前体物质组之间质与量的关系，通过考察不同加工条件及不同质与量的酚类物质对杂环胺类物质形成的影响，获得催化或抑制杂环胺生成的因素和影响规律，阐明复杂食品体系中杂环胺类物质的生成途径及机理，进而探索从生成途径上有效抑制杂环胺类物质生成的方法。

建立了同时测定烤牛肉饼中吡啶类 (PhIP、DMIP、1,5,6-TMIP)、喹啉类(IQ、MeIQ、IQ[4,5-b])、喹喔啉类(IQx、MeIQx、4,8-DiMeIQx、7,8-DiMeIQx、4,7,8-TriMeIQx)、α-咔啉类(AαC、MeAαC)、β-咔啉类(harman、norharman)、δ-咔啉类(Glu-P-1)、苯基吡啶类(Phe-P-1)等7大类共17种杂环胺的UPLC-MS/MS方法，回收率除DMIP为36.9% 外，其余均在53.6%-108.4%之间。发展了同时测定PhIP、4´-OH-PhIP及其前体苯丙氨酸、酪氨酸、肌酸(酐)和葡萄糖的UPLC-MS/MS方法，检测限范围为0.14-325.00g/L，日内和日间精密度分别小于15.4%和19.9%，并将该分析方法成功应用于猪肉模拟体系中两种杂环胺的动力学研究。采用UPLC-MS/MS结合主成分分析考察了温度(200℃、230℃和270℃)，前体种类(葡萄糖、肌酸、肌酸酐、苯丙氨酸、色氨酸和苏氨酸)，添加量(添加1倍和2倍量原料牛肉中含量)，花椒、八角、小茴香、孜然、辣椒、黑胡椒等6种中国常用香辛料以及单独和混合添加对应的芦丁、木犀草素、原儿茶酸、p-香豆酸、阿魏酸和绿原酸等酚类物质的影响。结果表明，三种温度条件下杂环胺的生成具有明显的差异，200℃前体物质种类对杂环胺生成的影响较小，而230℃和270℃则有较大影响；对于葡萄糖、肌酸、肌酸酐和苏氨酸，三种温度下添加量对杂环胺生成的影响均较小，而对苯丙氨酸和色氨酸，200℃条件下添加量对杂环胺生成的影响较小，而230℃和270℃条件下添加量的影响则较大；由主成分分析载荷图筛选出harman、norharman、MeIQx和PhIP为温度、前体物质及其添加量影响的关键杂环胺。1%的花椒能显著影响总杂环胺谱、吡啶类、喹啉类杂环胺谱，1%的辣椒能显著影响总杂环胺和吡啶类杂环胺谱，1%的孜然可显著影响总杂环胺、吡啶类、喹啉类和β-咔啉类杂环胺谱，且花椒主要起抑制杂环胺的作用，而八角、小茴香、孜然、辣椒和黑胡椒起促进作用。酚类物质对杂环胺的生成主要为促进作用，而p-香豆酸、阿魏酸和绿原酸对杂环胺生成的影响最大，而这几种物质正是对杂环胺影响较大的花椒、辣椒和孜然的主要酚类组分。