（食品科学专业论文）丙烯酰胺与类黑精生成量的相关性及其体外代谢初探.pdf

浙江工商火学硕士论文 丙烯酰胺与类黑精生成量的相关性及其体外代谢初探 摘要 在食品的热加工过程中，天门冬酰胺和还原糖会发生美拉德反应 生成具有神经毒性、遗传毒性和潜在致癌性的化合物丙烯酰胺， 该反应同时还会生成具有显著抗氧化活性、抗诱变和消除活性氧功能 的类黑精类物质。丙烯酰胺进入机体后会被细胞色素p 4 5 02 e 1 催化氧 化为环氧丙酰胺，后者亲电进攻d n a 上鸟嘌呤的7 位n 原子，形成 n 7 ( 2 氨甲酰一2 羟乙基) 鸟嘌呤加合物，从而破坏d n a 的原有结构， 造成对机体的侵害。) j 口z 3 , b 源性抗氧化剂( 如维生素c 、蛋氨酸、大蒜 素等) 可有效抑制丙烯酰胺的环氧化过程并竞争性阻断环氧丙酰胺对 d n a 的攻击。类黑精类物质具有显著的抗氧化、抗诱变和消除活性 氧等性能，其抗氧化强度甚至与食品中常用的抗氧化剂( 如：丁基羟 基茴香醚、二丁基羟基甲苯、维生素c 等) 相媲美。因而迫切需要进 一步研究美拉德反应中的丙烯酰胺与类黑精生成量的关系，为更进一 步研究类黑精能否起到抗氧化活性抑制丙烯酰胺毒性代谢奠定基础。 本研究通过建立葡萄糖天门冬酰胺动力学模型，研究不同条件 下美拉德反应产物中丙烯酰胺与类黑精生成量的关系，并对建立类黑 精类内源性抗氧化物质能否抑制丙烯酰胺的毒性代谢模型进行初探。 实验结果如下： 浙江工商人学硕士论文 1 建立了葡萄糖天门冬酰胺美拉德反应产物中丙烯酰胺的二极 管阵列反相高效液相色谱检测方法。通过监测不同条件反应体系中 的丙烯酰胺发现：1 2 0 1 8 0 ，o 一6 m i n ，丙烯酰胺含量随着时间的延 长而增加。加热6 m i n 后，1 2 0 丙烯酸胺生成量仍继续缓慢增加，1 4 0 * c ( 2 0 m i n ) ，1 5 0 。c ( 1 0 m i n ) ，1 6 0 。c ( 6 r a i n ) ，1 8 0 。c ( 2 m i n ) 下，丙烯酸胺 的含量分别达到较大值1 4 印g m e ，2 5 5 肛g m l ，3 0 靴g m l ， 2 0 毕g m l 。丙烯酰胺含量达到最大值后，随着反应时间的延长逐渐 下降。除乳糖外，其他糖和天门冬酰胺反应均有丙烯酰胺生成，果糖 反应体系中，丙烯酰胺生成量最大，是其它糖的2 4 倍。在不同糖与 葡萄糖天门冬酰胺混合体系中，加入果糖和蔗糖时，丙烯酰胺生成 量明显增加，但蔗糖对丙烯酰胺生成量的影响更大。而加入木糖和麦 芽糖时，丙烯酰胺生成量略有下降。葡萄糖天门冬酰胺美拉德反应 中，在0 0 0 3 m o l l 葡萄糖浓度下，丙烯酰胺生成量随葡萄糖浓度的 增加而增加，而天门冬酰胺浓度对丙烯酰胺生成量的影响则不显著。 p h6 。8 ，丙烯酰胺生成量与p h 值有明显相关性，其相关系数为 r 2 = 0 9 6 7 0 ，p h 值越大丙烯酰胺含量越大。 2 初步探明了美拉德体系中类黑精生成量与丙烯酰胺的关系。 在0 2 m o l l 葡萄糖和0 2 m o l l 天门冬酰胺的美拉德反应中发现：1 2 0 ，0 6 0 m i n ，随着时间的延长类黑精不断增加。温度高于1 2 0 时， 类黑精含量在5 - 2 0 m i n 达到较大值。1 4 0 * c ( 2 0 m i n ) ，1 5 0 。c ( 1 5 m i n ) ， 1 6 0 。c ( 6 m i n ) ，1 8 0 。c ( 2 m i n ) 下类黑精含量分别达到较大值1 7 5 m m o l l ， 1 3 1 m m o l l ，1 3 7 m m o l l ，1 2 0m m o l l 。葡萄糖浓度在o 。0 2 m o l l 时， i i 浙江工商大学硕士论文 随着葡萄糖浓度的增大，类黑精生成量也不断增大。而天门冬酰胺对 类黑精成量影响则不大。从丙烯酰胺随类黑精生成量变化的分布图中 发现，类黑精生成量在0 1 4 0 m m o l l 时，丙烯酰胺随类黑精生成量 的增加而增加。类黑精生成量大于1 4 0 m m o l l 时，产物中丙烯酰胺 的浓度开始下降。研究结果表明，在一定条件下，类黑精与丙烯酰胺 生成量有明显的相关性。 3 类黑精具有显著的抗氧化性能，又与丙烯酰胺有显著相关性， 因而推测类黑精能否作为内源性抗氧化剂抑制丙烯酰胺的环氧化，或 竞争性阻断环氧丙酰胺对d n a 上鸟嘌呤的攻击，达到降低丙烯酰胺 对机体损伤的目的。因此对类黑精抑制丙烯酰胺的体外毒性代谢模型 进行初步探索：通过5 丙酮诱导s d 大鼠肝脏中细胞色素p 4 5 02 e 1 ， 采用对p 4 5 02 e 1 保持活性较好的钙离子沉淀法和超低温高速离心法 制备肝微粒体，考马斯亮蓝染色法测得制备的鼠肝微粒体中蛋白浓度 为1 9 4 5 m g m l 。采取分别增加反应底物及细胞色素p 4 5 02 e l 的浓度， 延长孵育时间等措施，结果均未发现环氧丙酰胺色谱信号峰。可能由 于鼠肝微粒体缺少生物体中其它有关代谢酶及细胞微环境，仅细胞色 素p 4 5 02 e 1 不足以引起丙烯酰胺的催化环氧化。 关键词：丙烯酰胺；葡萄糖；天门冬酰胺；类黑精；肝微粒体 i i i 浙江工商大学硕士论文 c o r r e i 。a n o nb e t w e e na c r y l a m i d ea n d m e l a n o i d i n sa n dp r i m a r yi n v e s t i g a = r i o no n t o x i c i t ym e t a b o u s mi n t r 0 a b s t r a c t a c r y l a m i d eo r e s u l t s f r o mt h em a i l l a r dr e a c t i o nb e t w e e n a s p a r a g i n e ( a s n ) r e d u c i n gs u g a r si nh e a t p r o c e s s e df o o d ，w h i c hi sk n o w n t ob ea n e u r o t o x i c ，g e n o t o x i cc o m p o u n da n dp r o b a b l ec a r c i n o g e n f o r m a t i o no fm e l a n o i d i n sh a sa l s ob e e nf o u n di nt h ec o m p l e xm a i l l a r d r e a c t i o n ，w h i c he x h i b i t e dr e m a r k a b l ea n t i o x i d a n t ，a n t i m u t a g e n i ca n d s c a v e n g i n ga c t i v eo x i g e np r o p e r t i e s i tw a s w e l lk n o w nt h a ta a c a t a l y z e d b yp 4 5 0 2 e 1i nv i v ow a sc o n v e r t e di n t og l y c i d a m i d e ( g a ) ，w h i c h a t t a c k e da s e l e c t r o p h i l eg u a n i n e i nd n a t o p r o d u c e n - 7 一( 2 一c a r b a m o y l - 2 一h y d r o x y - e t h y l ) g u a n i n e e x o g e n o u sa n t i o x i d a n tc a n i n h i b i t a c r y l a m i d et o x i c i t yb yc o n t r o l l i n ge p o x i d a t i o np r o c e s s o f c o n v e r t i n gi n t og l y c i d a m i d ea n dh o l d i n gb a c ka g g r e s s i o no fg l y c i d a m i d e s u c ha sv i t a m i n ec ，m e t h i o n i n e ，a l l i c i n ，e t c m e l a n o i d i n sw h i c h e x h i b i t e ds i g n i f i c a n ta n t i o x i d a n t c a p a c i t y , a n t i m u t a g e n i cc a p a c i t ya n d s c a v e n g i n ga c t i v eo x y g e np r o p e r t i e sa r ec l o s e dt of o o da n t i o x i d a n t ss u c h i v 浙江工商人学硕士论文 a sb u t y l a t e dh y d r o x y a n i s o l e ，d i b u t y l h y d r o x y t o l u e n e ，v i t a m i n ec ，e t c i t i sw o r t ht ob ee x p l o r e d u r g e n t l y o nt h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h e f o r m a t i o no fm e l a n o i d i n sa n da 八w h i c ha i m st of u r t h e ri n v e s t i g a t i o no n m e l a n o i d i n si n h i b i t i n gt o x i cm e t a b o l i s mo fa a t h i ss t u d yw a st oa t t e m p tt om o d e lt h ef o r m a t i o no fa c r y l a m i d ei na g l u c o s e a s p a r a g i n e s ( g l u a s n ) r e a c t i o ns y s t e ma t v a r i o u sc o n d i t i o n s ，i n o r d e rt oi n v e s t i g a t et h er e l a t i o n sb e t w e e nt h ef o r m a t i o no fa c r y l a m i d ea n d m e l a n o i d i n s f u r t h e r m o r e ，p r i m a r yi n v e s t i g a t i o nw a st a k e nt om o d e l m e l a n o i d i n si n h i b i t i n gt o x i cm e t a b o l i s mo fa a t os u mu p ，t h et h e s i s o b t a i n e dt h em a i nc o n c l u s i o n sa sf o l l o w s f i r s t ，a c r y l a m i d ea sp r o d u c tw a sd e t e r m i n e db yr e v e r s e d - p h a s eh i g h p e r f o r m a n c e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y - d i o d ea r r a y d e t e c t i o n ( r p h p l c d a d ) i ng l u a s nm o d e ls y s t e m t h ec o n c e n t r a t i o no fa a i n m o d e lr e a c t i o nw a si n v e s t i g a t e da tv a r i o u sc o n d i t i o n s t h ef o r m a t i o no f a a i n t e n s i t yi n c r e a s e dw i t ha ni n c r e a s eo ft e m p e r a t u r e ( 1 2 0 - 1 8 0 。c ) a n d h e a t i n gt i m e ( 0 6 m i n ) as t e a d y i n c r e a s eo f a c r y l a m i d e l e v e lw a s o b s e r v e da t1 2 0 。c t h eh i g h e rl e v e lo fa c r y l a m i d ew a so b t a i n e da t1 4 0 。c f o r 2 0 m i n ( 1 4 鲰g m l ) ，1 5 0 f o r1 0 m i n ( 2 5 5p g m l ) ，1 6 0 f o r 6 m i n ( 3 o 靴g m l ) ，1 8 0 f o r2 m i n ( 2 o 耻g m l ) ，a n d t h e nr e d u c e d e x c e p tf o rl a c t o s e ，t h em a i l l a r dr e a c t i o nt h eo t h e rs u g a r sa n da s n p r o u d u c e da a i nf r u c t o s em o d e l ，m o r ea a w a sf o r m e d ( r e l a t i v ey i e l do f f r u c t o s e t h eo t h e rs u g a r s ，2 - 4 ) f r u c t o s ea n ds u c r o s ea c c e l e r a t et h e v 浙江工商大学硕十论文 f o r m a t i o no fa ai ng l u a s nm o d e ls y s t e m ，w h e r e a sx y l o s ea n dm a l t o s e i n h i b i th ef o r m a t i o no fa ai ng l u a s nm o d e ls y s t e m t h ee f f e c to fs u g a r s o nt h ec o n c e n t r a t i o no fa c r y l a m i d ei ng l u a s nr e a c t i o ni sp o s i t i v ea n d s i g n i f i c a n t t h e f o r m a t i o no fa ai n c r e a s e dw i t ha ni n c r e a s eo f c o n c e n t r a t i o no fg l ua t0 0 - 4 ) 3 m o l l t h e r ee x i s t so b v i o u sc o r r e l a t i o n b e t w e e na aa n dp h ( r 2 = o 9 6 7 0 ) a tp h 6 8 a ai n c r e a s e sw i t hp h 2 t h er e l a t i o n sb e t w e e nt h ef o r m a t i o no f a c r y l a m i d e a n d m e l a n o i d i n su n d e rv a r i o u sc o n d i t i o n sw e r e i n v e s t i g a t e d i nm o d e l m a i l l a r dr e a c t i o n e q u i m o l a rs o l u t i o n ( 0 2 m o l l ) o fg l ua n da s nw e r e h e a t e da td i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s ( 1 2 0 - 1 8 0 ) as t e a d y i n c r e a s e o f m e l a n o i d i n sl e v e lw a so b s e r v e da t1 2 0 f o r6 0 m i n a th i g h e r t e m p e r a t u r e s ( 1 4 0 ，1 5 0 ，1 6 0 ，1 8 0 。c ) ，t h eh i g h e rl e v e lo fm e l a n o i d i n sw a s o b t a i n e da t2 0 m i n ( 1 7 5 m m o l l ) ，1 5 m i n ( 1 3 1 m m o l l ) ，6 m i n ( 1 3 7 m m o l l ) ， 2 m i n ( 1 2 0m m o l l ) t h ef o r m a t i o no fm e l a n o i d i n si n c r e a s e ds t e a d i l yw i t h a ni n c r e a s eo fc o n c e n t r a t i o no fg l ua t0 0 2 m o l l t h ec o n c e n t r a t i o no f a ai n c r e a s e dw i t hc o n c e n t r a t i o no fm e l a n o i d i n sa t0 1 4 0 m m o l l ，a n d t h e nr e d u c e da b o v e1 4 0 m m o l l ac l e a rc o r r e l a t i o nb e t w e e nf o r m a t i o n m e l a n o i d i n sa n da aw e r eo b s e r v e di nm o d e lm a i l l a r dr e a c t i o n 3 m e l a n o i d i n si so b v i o u s l yc o r r e l a t i v ew i t ha a ，w h i c he x h i b i t e d r e m a r k a b l ea n t i o x i d a n t ，a n t i m u t a g e n i ca n ds c a v e n g i n ga c t i v eo x y g e n p r o p e r t i e s t h e r e f o r e ，i tw a sc o n c l u d e dt h a tm e l a n o i d i n sa se n d o g e n o u s a n t i o x i d a n t c a ni n h i b i ta c r y l a m i d et o x i c i t ym e t a b o l i s mb y c o n t r o l l i n g v i 浙江工商人学硕士论文 e p o x i d a t i o np r o c e s sa n dg l y c i d a m i d ea g g r e s s i o nt og u a n i n ei nd n a t h e v i t r om e t a b o l i s mm o d e lw a si n v e s t i g a t e dp r i m a r i l y p 4 5 02 e 1i ns dr a t s h e p a t i c m i c r o s o m a lf r o a c t i o nw a si n d u c e d b y 5 a c e t o n e t h e m i c r o s o m a lf r o a c t i o nw a sp r e p a r e dw i t hc a l c i u ms e d i m e n ta n dw a s s e p a r a t e d w i t h c r y o g e n i ch i g h s p e e dc e n t r i f u g a t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p r o t e i ni nr a th e p a t i cm i c r o s o m a lf r o a c t i o nd e t e r m i n a t e db yt h ed y i n g m e t h o dw i t hc o o m a s s i eb r i l l i a n tb l u ew a s 1 9 4 5 m g m l a a c h r o m a t o g r a p hp e a kw a s n tf o u n da f t e ri n c r e a s i n ga a a n dp 4 5 02 e l c o n c e n t r a t i o n ，p r o l o n g i n gi n c u b a t i o nt i m ea n ds oo n i tw a sc o n c l u d et h a t t h eo t h e ra am e t a b o l i s me n z y m ei no r g a n i s ma n dc e l lm i c r o e n v i r o n m e n t w e r el o s ti nr a t h e p a t i c m i c r o s o m a lf r o a c t i o n a ac o u l d n tw e r e e p o x i d i z e db ys i n g l ep 4 5 02 e 1 k e y w o r d s ：a c r y l a m i d e ；g l u c o s e ；a s p a r a g i n e s ；m e l a n o i d i n ；h e p a t i c m i c r o s o m a lf r o a c t i o n i 浙江工商大学硕士论文 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得浙江工商大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 答名乏历彩 签名：2 憎& 日期岬年h 时间、温度 底 物中糖的浓度 p h 糖种类 天门冬酰胺浓度。如果不影响食品风味，则可通过控 制关键影响因素，来控制食品热加工中丙烯酰胺的生成量。e r l a n db r a t h e n 等1 5 驯 在土豆漂烫过程中加入甘氨酸或谷氨酸盐可降低3 0 丙烯酰胺生成量，在生面团 中加入甘氨酸同样可以降低丙烯酰胺的生成。f r a n c op e d r e s c h i 等【叫发现经热水 漂烫后的土豆片由于除去了大量的还原糖和天门冬酰胺，从而降低了丙烯酰胺的 生成量。此外，将土豆片浸泡于1 0 l 和2 0 l 浓度的柠檬酸溶液中，也可使丙 烯酰胺降低约7 0 。n a h c 0 3 和n a h s 0 3 在碱性条件下能分解残留丙烯酰胺， 酒石酸也具有相同的效果【硎。在食品加工过程中可采用类似方法减少美拉德反 应中丙烯酰胺的生成。丙烯酰胺的产生是一个复杂的过程，如何控制食品中丙烯 酰胺生成量，综合考虑温度、时间、原料组成、p h 值等因素有待进一步研究。 3 9 浙江工商人学硕士论文 4 1 引言 第四章类黑精与丙烯酰胺生成量的相关性 美拉德反应产生丙烯酰胺的同时还产生类黑精、还原酮类及一系列含n 、s 的挥发性杂环化合物。这类物质具有一定的抗氧化、抗诱变和消除活性氧等性能 x 0 2 l 。近年来大量研究结果显示，美拉德反应产物中起主要抗氧化、抗诱变和消 除活性氧等功能的物质是一些高分子量的食品类黑精。类黑精在食品中普遍存 在，是由美拉德反应产物通过环化、脱水、逆缩、重排、异构化、缩合而形成的 一类棕褐色的、结构复杂的大分子化合物。 早在1 9 9 5 年，研究人员就通过光度法来检测不同食品生产过程中产生的褐 色色素，最终得到类黑精的吸收率的光谱曲线。b r a n d s 1 1 5 】等人从褐色物质与类 黑精浓度之间的联系推断类黑精的平均摩尔消光系数，发现类黑精的消光系数是 一个常量，消光系数基本不随p h 和温度的改变而改。l e o n g l l l8 】等报道葡萄糖 天门冬酰胺经美拉德反应产生的类黑精在4 7 0 n m 处的消光系数为2 8 2 l m o l c m 。 本文采用上述理论研究美拉德反应中类黑精与丙烯酰胺生成量的关系。 4 2 实验部分 4 2 1 仪器装置 仪器 紫外分光光度计 h p l c 分析天平 d g g 9 2 4 0 型电热恒温鼓风干燥箱 4 2 2 主要试剂 试剂等级 i 广天门冬酰胺分析纯 公司 u v 2 5 5 0 岛津 美国d i o n e x 梅特勒托利多仪器有限公司 上海森信仪器有限公司 公司 上海康捷生物科技发展有限公司 4 1 浙江工商人学硕士论文 d 葡萄糖 丙烯酰胺 甲醇 4 2 3 类黑精的检测 分析纯 分析纯 色谱纯 汕头市光华化学厂 s i g m a 公n ，美国 美国t e d i a 公司 含有0 2 m o l l 天门冬酰胺，0 2 m o l l 葡萄糖的水溶液l m l 在1 5 0 油浴中 加热1 0 m i n ，得到的黑色溶液，超纯水定容至2 5 m l ，充分振荡，静置，取上清 液在4 7 0 n m 处比色。 r 一a x v x 1 0 0 0 。一 e b g 类黑精的含量( m m o l l ) ； a 群液的吸光度( 4 7 0 n m ) ； v 一体积( 定容) ( m l ) ； p 碳黑精的摩尔消光系数2 8 2l m o l c m b 比色皿厚度( c m ) 。 4 3 结果与讨论 4 3 1 不同反应时间下类黑精与丙烯酰胺生成量的关系 在四种不同温度下( 1 2 0 、1 4 0 、1 5 0 、1 6 0 ) 进行美拉德反应，研究 美拉德反应反应中类黑精与丙烯酰胺生成量随时间变化的关系。通过美拉德反应 液在4 7 0 n m 可见光吸收值，依据公式d e d 五= - k e ( e ：吸光率；2 ：波长；k ：消光 系数) 计算出反应液中的类黑精物质的生成量。 1 2 0 。c 美拉德反应体系中( 见图4 1 ) ，类黑精的生成量随时间延长而迅速增 加，6 0 m i n 时达到1 6 5 m m o l l 。在反应3 0 m i n 前，为检测到美拉德反应产物中 的丙烯酰胺，3 0 m i n 后，丙烯酰胺生成量随时间延长而迅速增加，时间越长，丙 烯酰胺生成量越多。比较图4 1 ( a ) 与4 1 ( b ) ，在3 0 6 0 m i n ，类黑精的生成量与 丙烯酰胺生成量均随时问的延长而增加。 4 2 浙江工商大学硕士论文 童 o i 喜 8 置 鼍 互 童 全 是 暑 重 喜 o 0 o 5 l o2 03 04 05 06 001 02 03 04 05 06 0 h e a t i n gtime(rain)heating t i m e ( r a i n ) 图禾11 2 0 c - f 类黑精( a ) 与丙烯酰胺) 生成量的关系 f i g u r e4 - 1r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e d i nt h et e s ts y s t e ma t1 2 0 。c 2 5 0 0 0 5 0 0 0 5 0 0 营 动 吾 翟 虽 喜 o 0 0 5 0l o2 03 04 05 06 001 02 03 u4 05 06 0 h e a t i n gtime(min)heatingt i m e ( m i n ) 图4 21 4 0 c 下类黑精( a ) 与丙烯酰胺( b ) 生成晕的关系 f i g u r e4 - 2r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e d i nt h et e s ts y s t e ma t1 4 0 ( 2 由图4 - 2 ( a ) n - i 以看出，1 4 0 。c ，0 - 2 0 m i n ，类黑精生成量随时间的延长而增加， 2 0 m i n 左右同时达到峰值，类黑精生成量约1 7 5 m m o l l ，2 0 m i n 后，随着时间的 延长，类黑精含量逐渐下降；由4 - 2 ( b ) 得，在加热l j 1 0 m i n 没有丙烯酰胺生成， 随后丙烯酰胺含量不断增加，2 0 m i n 时达到最大值1 4 研e m e ，2 0 m i n 后，丙烯 酰胺含量逐渐减小。比较图4 2 ( a ) 与4 - 2 ( b ) 发现，反应1 0 r a i n 后，美拉德反应体 系中类黑精和丙烯酰胺含量不断增加，同时在2 0 m i n 达到最大值，而后又同时逐 渐下降，因而反应1 4 0 ( 2 ，1 0 m i n 后类黑精和丙烯酰胺的变化趋势一致。 4 3 舳 卯 加 卯 如 o ，loh_gvq10u呐暑pio磊面鼍 浙江工商大学硕士论文 ，- 、 戛 吾 蔼 皇 营 05i u1 52 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 501 02 03 04 05 06 0 h e a t i n gtime(rain)heating t i m e ( m n ) 图4 - 31 5 0 c 下类黑精( a ) 与丙烯酰胺c a ) 生成量的关系 f i g u r e4 - 3r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e d i nt h et e s ts y s t e ma t1 5 0 c 从图4 - 3 ( a ) 看到，1 5 0 ，0 1 5 m i n ，美拉德反应产物中类黑精含量随时间延 长而迅速增加，1 5 m i n 达到较大值1 3 1m m o l l ，1 5 r a i n 后类黑精含量不再发生明 显变化；从图4 - 3 ( b ) 得，加热前5 r a i n 没有丙烯酰胺生成，5 1 0 m i n 丙烯酰胺含 量迅速增加，1 0 m i n 时达到最大值2 5 跏g m l ，1 0 m i n 后又略有下降。比较4 - 3 ( a ) 与4 - 3 ( b ) 发现，1 5 0 下类黑精和丙烯酰胺均在1 0 1 5 m i n 达到较大值。推测类黑 精在高温加热下比较稳定，而丙烯酰胺容易在较高温度下裂解。k n o lj j 掣5 2 1 报 道，发生此现象的原因是由于丙烯酰胺是中间产物，而类黑精是美拉德反应中的 主要终产物。s u r d y k 等【6 9 l 在研究烘烤面包中的丙烯酰胺认为，这可能是由于原 料浓度、加热中的扩散与蒸发，以及其它化合物( 氨基酸、糖类与缓冲剂等) 的存 在，影响类黑精和丙烯酰胺的生成。 由图4 4 ( a ) 可得，1 6 0 。c ，2 6 m i n ，类黑精随时间的延长而增加，6 m i n 达到 最大值1 3 8 m m o l l ，随后不再随时间发生明显变化；丙烯酰胺在反应进行到6 m i n 时达到较大值3 0 鼽g m l ，随后因高温裂解含量明显下降，进一步证实了1 5 0 c 下温度和对类黑精和丙烯酰胺作用。 o o 0 o o o 巧 加 ：2 m ， iolh叫吕-u口ouulpioiibiu_三 浙江工商大学硕十论文 2 5 0 2 0 0 1 5 0 l o o 5 0 o o24681 01 21 41 6o h e a t i n gt m e ( m i n ) 1 0 2 03 04 0 h e a t i n gt i m e ( m i n ) 图4 - 41 6 0 2 下类黑精( a ) 与丙烯酰胺( b ) 生成量的关系 f i g u r e4 - 4r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e d i nt h et e s ts y s t e ma t1 6 0 ( 2 o 3 5 3 o 一2 5 毛2 o 喜1 5 1 0 营0 5 o o o 5 51 01 52 02 50 h e a t i n gt i m e ( m i n ) 51 01 52 0 h e a t i n gt i m e ( m i n ) 图4 - 51 8 0 c 下类黑精( a ) 与丙烯酰胺( b ) 生成量的关系 f i g u r e4 - 5r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e d i nt h et e s ts y s t e ma t1 8 0 。c 1 8 0 时，类黑精在2 3 m i n 达到最大值，1 2 0m m o l l 左右。随后，随着时 间的延长，类黑精生成量逐渐下降( 见图4 - 5 ( a ) ) 。从图4 - 5 ( b ) 中得，丙烯酰胺也 在2 3 m i n 达到较大值，反应1 0 r a i n 后，生成量开始下降。观察图4 5 ( a ，b ) 发 现，1 8 0 时，类黑精和丙烯酰胺的变化趋势一致。 从图4 - 1 4 5 发现，在一定时间范围内，类黑精生成量与丙烯酰胺生成量有 显著相关性。 4 5 5 o 5 o 5 o 5 o 5 3 3 2 2 o o o lui宕30pl旨三奢3v o o o o 0 o 艿 加 ：2 m ， ，10曼3u03s瘩plo磊奄芝 一1loli口03sii趸。磊一u主 浙江工商人学硕+ 论文 4 3 2 不同温度下类黑精与丙烯酰胺生成量的关系 在l o m i n 、2 0 m i n 的美拉德反应体系中，研究美拉德反应反应中类黑精与丙 烯酰胺生成量随温度变化的关系。 2 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 0 0 1 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 0 t e m p r a m r e ( c ) 1 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 0 t e m p r a t u r e ( ) 图4 - 6l o m i n 类黑精( a ) 与丙烯酰胺( b ) 生成量的关系 f i g u r e4 - 6r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e d i nt h et e s ts y s t e md u r i n g1 0 m i n 3 o 2 5 言2 0 量1 5 o 翟1 0 一 暑0 。5 u 0 0 0 5 1 2 01 3 01 4 01 5 01 6 0l7 u1 8 u1 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 0 t e m p r a t u r e ( c1t e m p r a t u r e ( ) 图4 72 0 m i n 类黑精( a ) 与丙烯酰胺( b ) 生成量的关系 f i g u r e4 7r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e d i nt h et e s ts y s t e md u r i n g2 0 m i n 由图4 - 6 ( a ) 可以看出，美拉德反应1 0 m i n ，在1 2 0 c 1 8 0 c ，类黑精生成量 随温度的增加而增加。1 6 0 时，类黑精生成量为1 2 1 m m o l l ，温度高于1 6 0 时，类黑精的生成量趋于平缓，这可能由于较高温度下类黑精物质略有裂解。从 图4 - 6 ( b ) 看到，1 2 0 c 与1 4 0 c 下反应1 0 m i n ，不能检测到丙烯酰胺的生成，而在 1 5 0 。c 、1 6 0 。c 与1 8 0 下反应1 0 m i n ，生成较高的丙烯酰胺含量。比较图4 6 ( a 、 v 5 o 5 o 5 0 5 3 2 2 l l o o o 一_暑葡30pi昌立兮3v o o o o o o 笱 加 ：2 m ， io昌vuaoo暑pio葛百_二 一、sogiii一uiiou目ptl苟叫占 浙江工商大学硕士论文 b ) 发现，反应1 0 r a i n 温度对类黑精生成量的影响大于对丙烯酰胺生成量的影响。 在1 2 00 ( 2 、1 4 0 、1 5 0 、1 6 0 与1 8 0 下反应2 0 m i n ( 见图4 7 ( a ) 与图 4 - 7 ( b ) ) ，发现在1 5 0 c 左右，类黑精和丙烯酰胺的生成量同时达到较大值。比较 图4 6 ，反应2 0 m i n ，类黑精物质的生成量高于反应1 0 m i n 类黑精物质的生成量， 而反应2 0 m i n 丙烯酰胺的生成量却低于反应l o m i n 丙烯酰胺的生成量。在反应 1 0 2 0 m i n 期间，类黑精生成量大于消去量，而丙烯酰胺则相反。 4 3 3 不同葡萄糖浓度下类黑精与丙烯酰胺生成量的关系 在美拉德反应中分别加入5 0 0 t l ，o o o m o n 广0 2 5 m o l l 的葡萄糖溶液与 5 0 0 | l ，0 2 m o l l 的天门冬酰胺反应超声混匀，经1 5 0 油浴加热l o m i n ，其类 黑精的浓度与丙烯酰胺生成量关系见图4 8 。葡萄糖浓度的增加，类黑精生成量 随之迅速增加，见图4 - 8 ( a ) 。从图4 - 8 ( b ) 看出，在0 0 0 m o l d - o 2 0 0 m o l l 葡萄糖 范围内，丙烯酰胺随葡萄糖浓度的增加而迅速增加。因而，在1 5 0 ，1 0 m i n 时， 在0 0 0 m o 2 0 0 m o l l 葡萄糖范围内，类黑精与丙烯酰胺生成量有明显相关 性。 量 o l 蚕 8 售 号 量 妻 。 皇 动 3 o = 呈 官 皇 套 u g l u c o s ec o n e ( m o l ，l 1g l u o s ec o u c m o l l ) 图4 8 不同葡萄糖浓度下类黑精( a ) 与丙烯酰胺( b ) 生成量的关系 f i g u r e4 - 8r e l a t i o n s h i po fm e l a n o i d i n s ( a ) a n da c r y l a m i d e ( b ) f o r m e da td i f f e r e n tc o n c e n t r i o n so f g h o s ei nt h et e s ts y s t e m 4 3 4 不同天门冬酰胺浓度下类黑精与丙烯酰胺生成量的关系 在美拉德反应中分别加入5 0 毗，0 0 2 5 m o l l , - - o 2 0 0 m o l l 的天门冬酰胺溶液 4 7 o 5 0 5 o 5 o o 3 2 2 l o o 浙江工商大学硕士论文 与5 0 吮l ，0 2 m o l l 的葡萄糖反应超声混匀，经1 5 0 。c 油浴加热1 0 m i n ，其类黑 精的浓度与丙烯酰胺生成量关系见图4 - 9 。由图4 - 9 ( a ) 得，类黑精浓度随天门冬 酰胺的浓度的增加略有增加。在o 1 5 0 m o l l 天门冬酰胺溶液中，类黑精生成量 达到最大