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酱油是我国国民日常生活中重要的调味品之一,其中危害性成分的检测和抑制对保障酱油品质安全具有重要意义。羧甲基赖氨酸(Nε-(carboxymethyl)lysine,CML)和5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)作为酱油中的危害性成分,有诱导人体多种慢性疾病乃至癌症的风险。因此,检测酱油中CML和5-HMF的含量并抑制其形成对于提高酱油产品的安全性十分重要。目前关于酱油中CML和5-HMF的检测方法准确率较低,且局限于成品酱油的检测,缺乏对酱油生产过程中危害性成分变化情况的监控。本论文采用高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS/MS)技术,建立了一种酱油中游离态CML和5-HMF同步检测的方法,有效提高了检测效率。测定并分析了酱油生产过程各环节CML和5-HMF的含量变化及其关键控制点,扩大了酱油中危害物的监测范围。同时,进一步探究了三种天然抗氧化剂(表儿茶素没食子酸,EC;表没食子儿茶素没食子酸酯,EGCG;抗坏血酸,VC)对于酱油模拟体系和真实体系中CML和5-HMF的抑制效果,为酱油生产及使用过程中CML和5-HMF的抑制提供了理论基础。
本论文的主要内容及研究成果如下:
(1)酱油中游离态CML和5-HMF同步检测方法的构建
采用液相色谱-质谱联用系统,从前处理手段、色谱条件和质谱检测参数方面进行优化和筛选,建立了一种同步检测酱油中游离态CML和5-HMF的方法。该方法检测时间为5min,CML和5-HMF最低检测限分别为0.3ng/mL和6.0ng/mL,二者回收率为98~102%,RSD在4~12%之间,表明该方法具有高效率、高灵敏度、高准确率和较优的精密度。
(2)酱油生产过程中CML与5-HMF的检测及相关性分析
测定了酱油原料、酱油发酵过程和多种成品酱油中还原糖、蛋白质和水分的含量及三项酱油品质指标,同时检测了各环节样品中CML和5-HMF的含量。将各项检测结果进行对比和Spearman相关性分析,结果表明:酱油原料、酱油调配环节和酱油种类是影响酱油中CML和5-HMF水平的关键控制点,其中酱油原料中CML的含量是影响酱油生产过程中CML水平的主要因素,调配环节是导致酱油样品中5-HMF水平升高的主要因素,不同成品酱油中CML和5-HMF水平的高低具有协同性。
(3)天然抗氧化剂对模拟体系中的CML和5-HMF的影响
建立不同类型的酱油模拟体系,探究加热时间、天然抗氧化剂的类型及其添加量对CML和5-HMF生成过程的影响。结果表明美拉德反应模拟体系中底物的差异、天然抗氧化剂的种类和添加量均会对体系中CML和5-HMF的含量产生影响。一定浓度的EC和VC可以抑制体系中5-HMF的形成,一定浓度的EGCG可抑制体系中CML的形成。VC对体系中已存在的CML和5-HMF的清除能力最强。
(4)热处理和天然抗氧化剂对酱油体系中CML和5-HMF含量的影响
以真实酱油体系作为研究对象,由于酱油在酿造及使用过程中均会有热处理环节,因此综合考察热处理手段和天然抗氧化剂对酱油体系中CML和5-HMF的影响。在真实酱油体系中EC、EGCG和VC均可以在一定条件下减少CML和/或5-HMF含量,作用效果会受到热处理过程和剂量浓度两方面的影响。
本研究建立的酱油中游离态CML和5-HMF同步检测的HPLC-MS/MS方法,为各类液体调味品及饮料中危害物的检测提供了技术参考。天然抗氧化剂和热处理对酱油体系中CML和5-HMF水平的调控研究为降低真实食品体系中危害物含量提供可靠的理论基础。
本论文的主要内容及研究成果如下:
(1)酱油中游离态CML和5-HMF同步检测方法的构建
采用液相色谱-质谱联用系统,从前处理手段、色谱条件和质谱检测参数方面进行优化和筛选,建立了一种同步检测酱油中游离态CML和5-HMF的方法。该方法检测时间为5min,CML和5-HMF最低检测限分别为0.3ng/mL和6.0ng/mL,二者回收率为98~102%,RSD在4~12%之间,表明该方法具有高效率、高灵敏度、高准确率和较优的精密度。
(2)酱油生产过程中CML与5-HMF的检测及相关性分析
测定了酱油原料、酱油发酵过程和多种成品酱油中还原糖、蛋白质和水分的含量及三项酱油品质指标,同时检测了各环节样品中CML和5-HMF的含量。将各项检测结果进行对比和Spearman相关性分析,结果表明:酱油原料、酱油调配环节和酱油种类是影响酱油中CML和5-HMF水平的关键控制点,其中酱油原料中CML的含量是影响酱油生产过程中CML水平的主要因素,调配环节是导致酱油样品中5-HMF水平升高的主要因素,不同成品酱油中CML和5-HMF水平的高低具有协同性。
(3)天然抗氧化剂对模拟体系中的CML和5-HMF的影响
建立不同类型的酱油模拟体系,探究加热时间、天然抗氧化剂的类型及其添加量对CML和5-HMF生成过程的影响。结果表明美拉德反应模拟体系中底物的差异、天然抗氧化剂的种类和添加量均会对体系中CML和5-HMF的含量产生影响。一定浓度的EC和VC可以抑制体系中5-HMF的形成,一定浓度的EGCG可抑制体系中CML的形成。VC对体系中已存在的CML和5-HMF的清除能力最强。
(4)热处理和天然抗氧化剂对酱油体系中CML和5-HMF含量的影响
以真实酱油体系作为研究对象,由于酱油在酿造及使用过程中均会有热处理环节,因此综合考察热处理手段和天然抗氧化剂对酱油体系中CML和5-HMF的影响。在真实酱油体系中EC、EGCG和VC均可以在一定条件下减少CML和/或5-HMF含量,作用效果会受到热处理过程和剂量浓度两方面的影响。
本研究建立的酱油中游离态CML和5-HMF同步检测的HPLC-MS/MS方法,为各类液体调味品及饮料中危害物的检测提供了技术参考。天然抗氧化剂和热处理对酱油体系中CML和5-HMF水平的调控研究为降低真实食品体系中危害物含量提供可靠的理论基础。