丙烯醛是一種具有高活性的不飽和醛，廣泛存在于各種食品中。食品中的丙烯醛主要來源于油脂過氧化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)。內(nèi)源性脂質(zhì)過氧化和多胺代謝也會產(chǎn)生丙烯醛。2017年世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)已將丙烯醛列入三類致癌物，長期吸入或通過飲食攝入富含丙烯醛的食物會誘發(fā)心血管疾病、糖尿病、肺癌、腎病、阿爾茨海默癥，同時丙烯醛具有較高的細(xì)胞毒性，可導(dǎo)致DNA損傷，引起細(xì)胞凋亡。因此，抑制食品中丙烯醛的形成，減少其對人體健康的危害具有研究價值。
南京師范大學(xué)食品與制藥工程學(xué)院的盧永翎、呂麗爽*和南京曉莊學(xué)院共青團(tuán)南京曉莊學(xué)院委員會的章鼎敏等人前期研究表明楊梅素具有很高的丙烯醛清除活性，其作用機(jī)制為捕獲丙烯醛形成加合物，并制備得到了楊梅素與丙烯醛的一加合物（MA）和二加合物（DA-1）。該研究團(tuán)隊對照楊梅素考察了MA和DA-1的總還原能力、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除能力、油脂抗氧化能力；研究MA和DA-1捕獲丙烯醛的活性，以及在卵白蛋白-葡萄糖模型體系中，菜籽油熱處理和蛋糕實際體系中對丙烯醛形成的抑制效率，為研究楊梅素及其加合物在食品加工過程中抑制丙烯醛的作用機(jī)制提供理論支撐。 1、楊梅素與丙烯醛加合物MA、DA-1的抗氧化活性
由圖2可知，楊梅素與丙烯醛的加合物依然具有較強(qiáng)的還原能力，在濃度為0.01～0.1 mmol/L時，MA和DA-1的還原能力與VC之間沒有顯著性差異（P＞0.05），略低于楊梅素。當(dāng)濃度增加至0.5 mmol/L時，楊梅素的還原能力顯著增強(qiáng)（P＜0.05），MA、DA-1的還原能力略低于VC。由此可知，楊梅素與丙烯醛加合物依然具有一定的還原能力。
由圖3可知，隨著濃度的增加，楊梅素與丙烯醛加合物對DPPH自由基的清除率逐漸升高。MA（0.01～0.1 mmol/L）和DA-1（0.01～0.05 mmol/L）對DPPH自由基的清除率均強(qiáng)于VC，清除率均可達(dá)到60%以上，表明楊梅素捕獲丙烯醛后依然具有較強(qiáng)的DPPH自由基清除活性，MA和DA-1結(jié)構(gòu)上保留的羥基可以提供質(zhì)子，還原具有氧化性的自由基。在0.01～0.5 mmol/L濃度范圍內(nèi)，楊梅素及其加合物對DPPH自由基的清除率存在顯著性差異（P＜0.05），但MA和DA-1依然顯示出較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。
從圖4和表1中可以看出，空白對照組的菜籽油氧化誘導(dǎo)時間為11.41 min，MA和DA-1在高溫下可將菜籽油的氧化誘導(dǎo)時間延長至約1.3～1.4 倍，與楊梅素將氧化誘導(dǎo)時間延長至約1.5 倍的效果相近，均可一定程度上提高菜籽油的氧化穩(wěn)定性，減緩菜籽油的氧化酸敗。推測可能是由于這3 種化合物中的酚羥基均可提供氫質(zhì)子與自由基結(jié)合，破壞了脂肪酸氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，同時通過螯合油樣中的金屬離子也有助于發(fā)揮抗氧化作用。
2、楊梅素與丙烯醛加合物MA、DA-1對丙烯醛活性的影響
如圖5所示，當(dāng)濃度在0.05～0.25 mmol/L時，DA-1、MA和楊梅素3 種化合物對丙烯醛的抑制率存在顯著性差異（P＜0.05），MA對丙烯醛的抑制率是DA-1的2 倍左右。當(dāng)濃度增大至0.5 mmol/L時，DA-1對丙烯醛的抑制率大幅度增強(qiáng)，達(dá)60.7%，MA與楊梅素較為接近，高達(dá)80.5%。MA和DA-1對丙烯醛的高清除活性說明兩種加合物仍有繼續(xù)捕獲丙烯醛的能力。
從圖6A中可以看出，隨著反應(yīng)時間的延長，體系中丙烯醛的含量逐漸增加，在反應(yīng)初期（5～10 min）反應(yīng)速率最大，體系中丙烯醛含量迅速上升，在30 min時產(chǎn)生大量丙烯醛（149.9 μg/g），隨后體系中丙烯醛的含量維持在一定范圍內(nèi)，因此選擇30 min（平臺期）作為后續(xù)實驗的反應(yīng)時間。由圖6B可知，楊梅素及丙烯醛加合物可降低該體系中丙烯醛的含量，且隨著濃度的增加，抑制率顯著提高（P＜0.05）。當(dāng)濃度為1.0 mmol/L時，DA-1和MA的抑制率分別為26%和34%，楊梅素的抑制活性較高，可以清除48%的丙烯醛，接近半抑制率。
3、楊梅素與丙烯醛加合物MA、DA-1對菜籽油中丙烯醛形成的影響
本實驗選擇菜籽油為考察對象，由圖7A可知，0～60 min內(nèi)，由于體系中亞麻酸含量高，丙烯醛生成量迅速增加，隨著反應(yīng)的進(jìn)行亞麻酸被破壞分解，在60～120 min內(nèi)丙烯醛含量增長緩慢至最大值（87.4?μg/g）。繼續(xù)加熱（120～240 min），體系中丙烯醛的含量呈下降趨勢，其原因可能為：1）丙烯醛熱穩(wěn)定性較差，在高溫下會分解成丙二醛等化合物；2）在較高的溫度下，隨著反應(yīng)時間的延長菜籽油中的三酰甘油會形成三酰甘油聚合物，而不是氧化產(chǎn)生丙烯醛。鑒于加熱60 min時丙烯醛含量接近最大值，后續(xù)實驗選擇60 min作為反應(yīng)時間。由圖7B可知，DA-1、MA和楊梅素對菜籽油熱加工過程中產(chǎn)生的丙烯醛均有一定的抑制效果，且隨著濃度的增加呈明顯上升趨勢。當(dāng)濃度為0.25 mmol/L時，DA-1和MA對體系中產(chǎn)生的丙烯醛抑制效果較弱，抑制率不到20%；當(dāng)濃度升高至1.0 mmol/L時，DA-1可清除體系中34%以上的丙烯醛，MA抑制率為43.4%。以上結(jié)果表明，楊梅素與丙烯醛的加合物在油脂加熱過程中仍可發(fā)揮清除丙烯醛的功效，推測其作用機(jī)制可能是化合物捕獲丙烯醛與抗氧化活性的共同作用。
4、楊梅素與丙烯醛加合物MA、DA-1對蛋糕加工中丙烯醛的抑制率
由圖8可知，楊梅素與丙烯醛加合物對蛋糕烘焙過程中產(chǎn)生的丙烯醛有一定的抑制活性，當(dāng)添加量從0.2 μmol/g增加至1.2 μmol/g時，DA-1對體系中丙烯醛的抑制率從10.1%顯著提高至31.9%，MA從15.8%顯著提高至41.4%（P＜0.05）。相同添加量時，抑制率從小到大依次為DA-1＜MA＜楊梅素。推測在蛋糕烘焙過程中一方面MA和DA-1仍具有捕獲丙烯醛的活性位點，對于已產(chǎn)生的丙烯醛可將其捕獲；另一方面，加合物發(fā)揮后續(xù)抗氧化作用，減緩了脂質(zhì)的氧化速率，抑制了丙烯醛的產(chǎn)生，從而有效降低蛋糕中丙烯醛的含量。
結(jié) 論
楊梅素在捕獲有害物質(zhì)丙烯醛后，形成的加合物依然具有較強(qiáng)的后續(xù)抗氧化性和抑制丙烯醛的能力，體現(xiàn)了楊梅素反應(yīng)的持續(xù)活性和長效性，從而有利于保證食品在加工和貯藏過程中的安全性。
本文《楊梅素-丙烯醛加合物抗氧化及捕獲丙烯醛活性》來源于《食品科學(xué)》2020年41卷23期1-7頁，作者：盧永翎, 章鼎敏, 肖留榜, 呂麗爽。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200418-237。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。
