基于肌原纤维蛋白氧化体系的多酚抑制亚硝胺形成机理研究

Nitrosamines are formed by the nitrosation reaction between nitrate and nitrite and secondary amines from protein degradation. Accumulating evidence has shown that N-nitrosamines have mutagenesis, carcinogenesis and teratogenesis, and thus cause more and more food safety concern nowadays. Protein oxidation is closely related to the formation of nitrosamines, which not only acts as precursors, but also affects the nitrosation reaction between nitrogen compounds and nitration reagents. Recent evidence shows that the inhibitory effects of polyphenols on the formation of nitrosamines is probably related to protein oxidation. However, little information is available on the relationship between them. In this study, the effects of protein oxidation on the formation of nitrosamines are investigated by determining carbonyl value, sulfhydryl content, dityrosine content and the free amines content in pork myofibrillar protein. The effect of different chemical structures of polyphenols on protein oxidative cross-link and nitrosation reaction is also analyzed. Structures of reaction products including nitrosoquinone oxime derivative and polyphenol-nitrite oxidation products will be characterized to illustrate the dose- and structure-effect of plant polyphenols on the formation of nitrosamines. Understanding the mechanism by which the polyphenols inhibit the formation of nitrosamines in protein oxidative model system, will provide some theoretical basis for quality control of finished meat products.

亚硝胺由食品中的亚硝酸盐、硝酸盐与蛋白质降解产物氨基酸、胺类物质发生亚硝化反应形成。它具有致癌、致畸及致突变作用，过量摄入会威胁人体健康。蛋白质氧化与亚硝胺形成关系密切，不仅可直接为亚硝胺形成提供前体物，还可间接影响食品中亚硝化反应过程。研究表明，植物多酚类物质对肉制品中亚硝胺形成的抑制作用或与其影响蛋白质氧化有关，但是，两者之间的关联性及影响机制尚不清楚。本项目拟以肌肉肌原纤维蛋白为研究对象，通过测定羰基、巯基值、二聚酪氨酸和游离胺总量变化等指标，研究蛋白质氧化程度对亚硝胺形成的影响；通过分析不同多酚类单体对肌原纤维蛋白氧化交联及硝基化的影响，以及鉴定多酚类单体与亚硝酸盐中间反应物-亚硝基苯醌肟衍生物的结构，揭示多酚类物质与亚硝胺形成之间的量效及构效关系，阐明多酚类物质对肉制品蛋白氧化体系中亚硝胺的影响及作用机理。研究结果将为阐明肉制品中亚硝胺的形成机制及建立相应的控制技术提供理论依据。

亚硝胺由食品中的亚硝酸盐、硝酸盐与蛋白质降解产物氨基酸、胺类物质发生亚硝化反应形成。蛋白质氧化与亚硝胺形成关系密切，可为亚硝胺形成提供前体物，影响食品中亚硝化反应过程。植物多酚类物质对肉制品中亚硝胺形成的抑制作用或与其影响蛋白质氧化有关，但是，两者之间的关联性及影响机制却鲜有报道。本研究以肌肉肌原纤维蛋白(MP)为研究对象，通过测定蛋白质氧化程度对亚硝胺形成的影响，以及分析阿魏酸对MP氧化交联及硝基化的影响，阐明了多酚类物质对肉制品蛋白氧化体系中亚硝胺形成的影响机制。主要研究内容及结果如下：. 1. 氧化强度对MP侧链修饰及亚硝化的影响。随着氧化强度的增加，MP的羰基、二硫键、二聚酪氨酸、3-硝基酪氨酸(3-NT)、N-二乙基亚硝胺(NDMA)和N-二甲基亚硝胺(NDEA)含量增加；表面疏水性总体升高、内源色氨酸荧光强度下降，总巯基、自由氨基和NaNO2残留量下降。肌原纤维蛋白SDS-PAGE电泳条带图谱表明二硫键交联是导致氧化后蛋白聚合的主要原因。. 2. MP氧化体系中多酚对蛋白氧化稳定性及亚硝化的影响机制。与氧化MP相比，添加阿魏酸(FA)显著(P < 0.05)抑制了羰基和二酪氨酸的生成，并降低了巯基和游离胺的含量。 此外，FA增强了氧化引发的表面疏水性和α-螺旋构象的降低，增强了蛋白质交联。 随着FA浓度的增加，MP内源荧光强度逐渐猝灭，发射波长出现轻微的红移。在200 μmol/g时，FA的添加显著消除了亚硝酸钠，几乎完全抑制了3-NT和NDMA的生成。. 3. 蛋白氧化与亚硝化关联性分析。主成分分析表明，蛋白质氧化变量(羰基、二酪氨酸、表面疏水性)与亚硝化指标(3-NT、NDMA)、3-NT与NDMA均呈正相关，说明3-NT可能是蛋白质氧化和亚硝化的一个标志性产物。. 以上研究表明，在肉制品加工储藏过程中通过添加阿魏酸等酚类物质可以抑制蛋白氧化，进而减少亚硝化反应和N-亚硝胺的形成。研究结果为明确肉制品中亚硝胺的形成机制及建立相应的控制技术提供了实验依据。