食品中呋喃分析方法的建立及呋喃加工影响因素与抑制技术的研究

【摘要】本文受到吉林大学农学部科研基金人才跟进计划《高碳水化合物食品热加工过程危害物—AA及呋喃类化合物控制技术研究》课题资助。建立了固相微萃取-气相色谱质谱联用法对我国市售191种食品中呋喃含量进行了检测；对马铃薯、甘薯、紫薯三种薯类食品进行了加工模拟，探究加工条件变化与呋喃形成的关系；建立了葡萄糖-丙氨酸模型体系研究加热时间与加热温度对美拉德反应形成呋喃的影响，并筛选了五种天然植物源成分对模拟体系生成的呋喃的抑制效果；最后初探了筛选出的天然植物源成分和厚朴酚对呋喃致肝损伤小鼠的保护作用。取得的主要研究结果如下：（1）建立了SPME-GC/MS技术检测食品中呋喃含量，简化了前处理程序，使用d4-呋喃作为内标，通过HP-5ms石英毛细管柱气相色谱质谱联用仪分离，之后采用SIM（选择性离子检测）模式进行质谱扫描。结果表明，呋喃在5~500ng范围内线性良好，相关系数为0.998；方法定性检测限为0.59ng/g，定量检出限为1.11ng/g；加标回收率在液体、半固体、固体样品基质中分别为98.37%，93.25%和104.69%。相对标准偏差RSD均小于5%。采用此方法对我国东北地区市售12类共191种热加工食品了进行呋喃含量的检测。呋喃检出浓度范围在ND~145.2ng/g。该方法样品处理简单，灵敏度好，可以满足我国对呋喃含量检测的技术要求。中国食品呋喃膳食暴露量评估中，蔬菜和谷物产品摄入量分别为34.04%和26.61%，咸菜和薯类贡献了总呋喃摄入量的15.96%。在中国人群的呋喃膳食暴露比西方国家低得多。（2）通过模拟油炸薯片的加工工艺，研究了马铃薯、甘薯、紫薯三种原料加工过程中预烘干时间、油炸温度和油炸时间对呋喃生成量的影响。结果表明，三种薯片在油炸加工过程中会产生呋喃，并且呋喃生成量随着预烘干时间、油炸温度、油炸时间的变化而改变。三种薯片中，呋喃生成量从高到低为甘薯＞马铃薯＞紫薯。但三种薯片中呋喃生成趋势与加工条件变化趋势相同，预烘干时间越长，呋喃形成量越多，当预烘干时间≥60min时，呋喃生成量增加速度大于烘干时间＜60min的增速；油炸温度越高，薯片样品中呋喃形成量越多；油炸时间越长，呋喃形成量越多，当油炸时间≥2min后，呋喃生成速率变快。同时，薯片样品的Aw与E值也随加工条件变化而变化，预烘干时间、油炸时间的增长以及油炸温度的升高，会导致Aw与E值出现降低，而两者的降低与呋喃形成量呈现良好的负相关性。（3）通过建立的葡萄糖-丙氨酸低湿体系，筛选了五种天然植物源成分对呋喃的抑制效果。研究结果表明，加热温度和加热时间在葡萄糖-丙氨酸模型体系生成呋喃过程中起到非常重要的作用。随温度的升高，呋喃生成量逐渐递增，而过高的温度（例如200℃）呋喃含量又会出现小幅下降。在反应模型体系中加入适量的天然植物源成分可以有效的降低呋喃的生成量，但抑制效果随天然植物源成分种类不同而不同，五种天然植物源成分中，和厚朴酚(HNK)对模型体系的抑制效果相对最好，柑橘提取物(OPE)抑制效果最差，但其中进一步的反应机理不够明确，在今后的研究中，仍需要进一步的探索。（4）毒理学实验表明，呋喃会降低小鼠机体抗氧化系统的防御能力，以肝脏为最主要的靶器官，并对肾脏也造成损伤。而通过腹腔注射一定剂量的HNK，发现HNK能够显著降低小鼠血清中AST、ALT、LDH、BUN、ROS、8-OHdG、IL-6、IL-1β、TNF-α的含量，增加IL-10含量；同时增加小鼠组织中SOD、GSH、GST含量，降低组织中MPO、MDA含量，说明了HNK对呋喃引起的小鼠肝、肾损伤具有一定的保护作用。
【作者】吴思佳；
【导师】袁媛；
【作者基本信息】吉林大学，食品科学，2014，硕士
【关键词】呋喃；SPME-GC/MS；热加工食品；天然植物源成分；和厚朴酚；

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