美拉德反應(yīng)伴生危害物甲基咪唑的形成及其控制技術(shù)研究.pdf

1、美拉德反應(yīng)伴生危害物是當前食品安全領(lǐng)域的研究熱點，其中，甲基咪唑日益受到國際社會的關(guān)注，熱加工食品中存在的甲基咪唑主要包括2-甲基咪唑和4(5)-甲基咪唑。本文從食品中存在的多種甲基咪唑的同步檢測技術(shù)研究入手，在進行廣泛市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用葡萄糖-氨水為模式反應(yīng)體系，以硫酸亞鐵、亞硫酸鈉和氨基酸（甘氨酸、半胱氨酸、賴氨酸）作為抑制劑，探索其對美拉德反應(yīng)伴生危害物甲基咪唑的形成和抑制規(guī)律及其影響因素，以期為焦糖色素產(chǎn)業(yè)、尤其是氨（銨）法

2、焦糖色素的生產(chǎn)企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中有效控制4(5)-甲基咪唑提供理論依據(jù)和實踐指導。主要研究結(jié)果如下：
　　1.建立了UPLC-MS/MS方法同步檢測食品中的2-甲基咪唑和4(5)-甲基咪唑，對方法學進行了驗證，2-甲基咪唑和4(5)-甲基咪唑的檢出限分別達到0.5μg/kg和1.4μg/kg，2-甲基咪唑回收率在82.8～100.4％之間，RSD在1.3～4.5％之間，日間RSD在2.0～5.4％之間;4(5)-甲基咪唑回收率在

3、94.1～108.1％之間，RSD在1.0～5.0％之間，日間RSD在1.9～6.5％之間。該方法靈敏度高、準確性好、適用范圍廣。采用該方法對市售90余種加工食品進行抽樣檢測，結(jié)果表明，食品中2-甲基咪唑含量普遍較低，4(5)-甲基咪唑在醬油、咖啡、可樂、茶葉、餅干中等多種食品中普遍存在，含量相對較高。尤其是，本研究首次揭示了不同品種的茶葉中均存在一定量的4(5)-甲基咪唑。
　　2.采用了葡萄糖-氨水的模式反應(yīng)體系，系統(tǒng)地研究反

4、應(yīng)溫度、時間、底物濃度對美拉德反應(yīng)中4(5)-甲基咪唑形成的影響。結(jié)果表明，以上因素均與4(5)-甲基咪唑的形成有著密切關(guān)系。采用響應(yīng)面分析法(RSM)優(yōu)化其形成的最適工藝參數(shù)，得出在葡萄糖濃度0.73 mol/L、氨水0.95 mol/L、148℃下反應(yīng)70 min時，4(5)-甲基咪唑的生成量最大。以此工藝條件下的羰氨縮合反應(yīng)作為后續(xù)進行4(5)-甲基咪唑形成抑制研究的模式體系。
　　3.分別選擇硫酸亞鐵、亞硫酸鈉和氨基酸（甘

5、氨酸、賴氨酸、半胱氨酸）作為抑制劑，研究其對模式反應(yīng)體系中4(5)-甲基咪唑生成的抑制作用。以抑制率為主要指標，綜合對反應(yīng)產(chǎn)物耐鹽性、色澤和風味等品質(zhì)指標的影響，確定甘氨酸為最適抑制劑，其在模式反應(yīng)體系中的最適添加水平為0.2 mol/L。然后，采用Logistic-指數(shù)動力學模型擬合模式反應(yīng)體系中甘氨酸的抑制動力學過程。結(jié)果表明，甘氨酸在反應(yīng)前期顯著抑制了4(5)-甲基咪唑的形成，而在反應(yīng)后期對4(5)-甲基咪唑的消除過程無顯著影響。

6、
　　本文建立了同步檢測食品中2-甲基咪唑和4(5)-甲基咪唑的UPLC-MS/MS法，面上調(diào)研發(fā)現(xiàn)市售食品中普遍存在較高含量的4(5)-甲基咪唑。通過葡萄糖-氨水的模式反應(yīng)體系研究其形成和抑制動力學，篩選出甘氨酸為最適抑制劑，當添加劑量為0.2 mol/L時，可達50％以上的抑制效果，同時不僅沒有弱化反應(yīng)產(chǎn)物的品質(zhì)，反而對（紅）色值有一定的提升作用。鑒于甘氨酸本身就是一種大規(guī)模生產(chǎn)的、高性價比的食品添加劑，其在焦糖色素制造過程中