3-氨基丙酰胺对丙烯酰胺消减的影响

摘要

3-氨基丙酰胺（3-APA）是天冬酰胺与还原糖发生美拉德反应的中间产物，同时也是丙烯酰胺的直接前体，它在高温下脱氨形成丙烯酰胺。我们研究发现:在一定条件下，3-氨基丙酰胺既可生成丙烯酰胺，也可引起丙烯酰胺的消减。本研究发现3-氨基丙酰胺可与丙烯酰胺形成加合物，在此基础上研究了一种加合物对Caco-2细胞的细胞毒性和几种食品成分对3-氨基丙酰胺消减丙烯酰胺的影响。主要结论如下： （1）3-APA可通过迈克尔加成反应消除丙烯酰胺 3-APA与3-APA/丙烯酰胺分别在160℃中加热20min后，其反应产物的高效液相谱图中不仅有3-APA和丙烯酰胺的吸收峰，还出现了两个新的吸收峰A1和A2。采用液相色谱-质谱联用和高分辨质谱对产物进行分析，结果显示：A1和A2的分子量分别为159和230，其分子式分别为C6H13N3O2与C9H18N4O3，A2在液相色谱中的保留时间与3,3′,3′-次氮基三丙酰胺的保留时间相同；且其质谱中的碎片离子峰也与3,3′,3′-次氮基三丙酰胺高度吻合，由此可知，A2为3,3′,3′-次氮基三丙酰胺（加合物2），且由3-APA与丙烯酰胺通过迈克尔加成反应生成。进一步研究发现，反应温度、时间和反应物浓度比对加合物生成有着显著影响，当丙烯酰胺与3-APA浓度比例为3︰5，在160℃下反应20min，有47.29%的丙烯酰胺通过形成加合物被消除。 （2）加合物2对Caco-2细胞的细胞毒性显著小于丙烯酰胺 研究了加合物2和丙烯酰胺对Caco-2细胞的细胞活力、细胞形态与细胞周期的影响。结果显示：加合物2添加组的细胞存活率要远大于丙烯酰胺添加组：采用16mM丙烯酰胺处理24和48h后，细胞存活率分别为23.3%和19.1%，但经64mM加合产物处理24和48h后，细胞存活率仍分别达到83.0%和81.1%；丙烯酰胺的添加对Caco-2细胞形态和细胞周期均有显著的影响，而加合物2的添加对Caco-2细胞形态和细胞周期的影响不大。添加丙烯酰胺后，一些细胞开始变圆、皱缩，并脱落死亡细胞。随着浓度的进一步增大，上述变化更为明显；另外，丙烯酰胺浓度为0.5mM时，停留在G1期的细胞比例略有上升，随着浓度的继续增大，停留在G1期的细胞比例不断下降，而停留在G2期的细胞比例则不断增大。其中，丙烯酰胺浓度为0.5-1mM时，细胞主要停滞在G1期；当浓度为2-4mM时，细胞主要停滞在G2期，说明丙烯酰胺对Caco-2细胞细胞周期的影响具有明显的浓度效应；添加加合物2培养后的细胞外液中检测到少量的丙烯酰胺，其含量在加合物2浓度的3%以下。由此可见：3-氨基丙酰胺与丙烯酰胺通过迈克尔加成反应生成加合物后，可显著降低丙烯酰胺的细胞毒性。 （3）3-APA对丙烯酰胺的消减作用受到葡萄糖、咖啡酸、奎尼酸的影响 由于3-氨基丙酰胺具有与氨基酸相似的活泼氨基，因此还原糖可与3-氨基丙酰胺发生Maillard反应而影响丙烯酰胺含量。研究表明，添加葡萄糖（Glu）后，丙烯酰胺含量增加，且产物中只有加合物1生成。因此，葡萄糖可通过抑制丙烯酰胺的消减而增加丙烯酰胺含量。在3-APA/Glu体系中添加咖啡酸与奎尼酸，发现两者的添加水平、反应温度和反应时间均影响体系中的3-APA形成丙烯酰胺。推测两者可能通过以下2种方式影响体系中丙烯酰胺的量：咖啡酸与奎尼酸的降解产物消耗了3-APA；咖啡酸与奎尼酸产生自由基促进了丙烯酰胺的聚合，从而使体系中丙烯酰胺的量降低。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 3-氨基丙酰胺

1.2 食品中丙烯酰胺的发现及其性质

1.3 食品中丙烯酰胺的形成机理

1.4 影响丙烯酰胺形成的因素

1.5 丙烯酰胺抑制剂的研究进展

1.6 迈克尔加成反应

1.7 咖啡酸与奎尼酸的性质

1.8 立题背景

1.9 主要研究内容及创新之处

第二章 3-氨基丙酰胺消减丙烯酰胺机理的研究

2.1 前言

2.2 实验材料与设备

2.3 实验方法

2.4 结果与分析

2.5 本章小结

第三章 加合物2对Caco-2细胞的细胞毒性

3.1 前言

3.2 实验材料与设备

3.3 实验方法

3.4 结果与分析

3.5 本章小结

第四章 咖啡酸与奎尼酸对3-APA转化为丙烯酰胺的影响

4.1 前言

4.2 实验材料与设备

4.3 实验方法

4.4 结果与分析

4.5 本章小结

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2展望

参考文献

附录A几种添加剂对丙烯酰胺消减的影响

附录B英文缩略释义

致谢

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