丙烯醛是一种具有高活性的不饱和醛，广泛存在于各种食品中。食品中的丙烯醛主要来源于油脂过氧化反应和美拉德反应。内源性脂质过氧化和多胺代谢也会产生丙烯醛。2017年世界卫生组织国际癌症研究机构已将丙烯醛列入三类致癌物，长期吸入或通过饮食摄入富含丙烯醛的食物会诱发心血管疾病、糖尿病、肺癌、肾病、阿尔茨海默症，同时丙烯醛具有较高的细胞毒性，可导致DNA损伤，引起细胞凋亡。因此，抑制食品中丙烯醛的形成，减少其对人体健康的危害具有研究价值。
南京师范大学食品与制药工程学院的卢永翎、吕丽爽*和南京晓庄学院共青团南京晓庄学院委员会的章鼎敏等人前期研究表明杨梅素具有很高的丙烯醛清除活性，其作用机制为捕获丙烯醛形成加合物，并制备得到了杨梅素与丙烯醛的一加合物（MA）和二加合物（DA-1）。该研究团队对照杨梅素考察了MA和DA-1的总还原能力、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除能力、油脂抗氧化能力；研究MA和DA-1捕获丙烯醛的活性，以及在卵白蛋白-葡萄糖模型体系中，菜籽油热处理和蛋糕实际体系中对丙烯醛形成的抑制效率，为研究杨梅素及其加合物在食品加工过程中抑制丙烯醛的作用机制提供理论支撑。 1、杨梅素与丙烯醛加合物MA、DA-1的抗氧化活性
由图2可知，杨梅素与丙烯醛的加合物依然具有较强的还原能力，在浓度为0.01～0.1 mmol/L时，MA和DA-1的还原能力与VC之间没有显著性差异（P＞0.05），略低于杨梅素。当浓度增加至0.5 mmol/L时，杨梅素的还原能力显著增强（P＜0.05），MA、DA-1的还原能力略低于VC。由此可知，杨梅素与丙烯醛加合物依然具有一定的还原能力。
由图3可知，随着浓度的增加，杨梅素与丙烯醛加合物对DPPH自由基的清除率逐渐升高。MA（0.01～0.1 mmol/L）和DA-1（0.01～0.05 mmol/L）对DPPH自由基的清除率均强于VC，清除率均可达到60%以上，表明杨梅素捕获丙烯醛后依然具有较强的DPPH自由基清除活性，MA和DA-1结构上保留的羟基可以提供质子，还原具有氧化性的自由基。在0.01～0.5 mmol/L浓度范围内，杨梅素及其加合物对DPPH自由基的清除率存在显著性差异（P＜0.05），但MA和DA-1依然显示出较强的DPPH自由基清除能力。
从图4和表1中可以看出，空白对照组的菜籽油氧化诱导时间为11.41 min，MA和DA-1在高温下可将菜籽油的氧化诱导时间延长至约1.3～1.4 倍，与杨梅素将氧化诱导时间延长至约1.5 倍的效果相近，均可一定程度上提高菜籽油的氧化稳定性，减缓菜籽油的氧化酸败。推测可能是由于这3 种化合物中的酚羟基均可提供氢质子与自由基结合，破坏了脂肪酸氧化的链式反应，同时通过螯合油样中的金属离子也有助于发挥抗氧化作用。
2、杨梅素与丙烯醛加合物MA、DA-1对丙烯醛活性的影响
如图5所示，当浓度在0.05～0.25 mmol/L时，DA-1、MA和杨梅素3 种化合物对丙烯醛的抑制率存在显著性差异（P＜0.05），MA对丙烯醛的抑制率是DA-1的2 倍左右。当浓度增大至0.5 mmol/L时，DA-1对丙烯醛的抑制率大幅度增强，达60.7%，MA与杨梅素较为接近，高达80.5%。MA和DA-1对丙烯醛的高清除活性说明两种加合物仍有继续捕获丙烯醛的能力。
从图6A中可以看出，随着反应时间的延长，体系中丙烯醛的含量逐渐增加，在反应初期（5～10 min）反应速率最大，体系中丙烯醛含量迅速上升，在30 min时产生大量丙烯醛（149.9 µg/g），随后体系中丙烯醛的含量维持在一定范围内，因此选择30 min（平台期）作为后续实验的反应时间。由图6B可知，杨梅素及丙烯醛加合物可降低该体系中丙烯醛的含量，且随着浓度的增加，抑制率显著提高（P＜0.05）。当浓度为1.0 mmol/L时，DA-1和MA的抑制率分别为26%和34%，杨梅素的抑制活性较高，可以清除48%的丙烯醛，接近半抑制率。
3、杨梅素与丙烯醛加合物MA、DA-1对菜籽油中丙烯醛形成的影响
本实验选择菜籽油为考察对象，由图7A可知，0～60 min内，由于体系中亚麻酸含量高，丙烯醛生成量迅速增加，随着反应的进行亚麻酸被破坏分解，在60～120 min内丙烯醛含量增长缓慢至最大值（87.4 μg/g）。继续加热（120～240 min），体系中丙烯醛的含量呈下降趋势，其原因可能为：1）丙烯醛热稳定性较差，在高温下会分解成丙二醛等化合物；2）在较高的温度下，随着反应时间的延长菜籽油中的三酰甘油会形成三酰甘油聚合物，而不是氧化产生丙烯醛。鉴于加热60 min时丙烯醛含量接近最大值，后续实验选择60 min作为反应时间。由图7B可知，DA-1、MA和杨梅素对菜籽油热加工过程中产生的丙烯醛均有一定的抑制效果，且随着浓度的增加呈明显上升趋势。当浓度为0.25 mmol/L时，DA-1和MA对体系中产生的丙烯醛抑制效果较弱，抑制率不到20%；当浓度升高至1.0 mmol/L时，DA-1可清除体系中34%以上的丙烯醛，MA抑制率为43.4%。以上结果表明，杨梅素与丙烯醛的加合物在油脂加热过程中仍可发挥清除丙烯醛的功效，推测其作用机制可能是化合物捕获丙烯醛与抗氧化活性的共同作用。
4、杨梅素与丙烯醛加合物MA、DA-1对蛋糕加工中丙烯醛的抑制率
由图8可知，杨梅素与丙烯醛加合物对蛋糕烘焙过程中产生的丙烯醛有一定的抑制活性，当添加量从0.2 µmol/g增加至1.2 µmol/g时，DA-1对体系中丙烯醛的抑制率从10.1%显著提高至31.9%，MA从15.8%显著提高至41.4%（P＜0.05）。相同添加量时，抑制率从小到大依次为DA-1＜MA＜杨梅素。推测在蛋糕烘焙过程中一方面MA和DA-1仍具有捕获丙烯醛的活性位点，对于已产生的丙烯醛可将其捕获；另一方面，加合物发挥后续抗氧化作用，减缓了脂质的氧化速率，抑制了丙烯醛的产生，从而有效降低蛋糕中丙烯醛的含量。
结 论
杨梅素在捕获有害物质丙烯醛后，形成的加合物依然具有较强的后续抗氧化性和抑制丙烯醛的能力，体现了杨梅素反应的持续活性和长效性，从而有利于保证食品在加工和贮藏过程中的安全性。
本文《杨梅素-丙烯醛加合物抗氧化及捕获丙烯醛活性》来源于《食品科学》2020年41卷23期1-7页，作者：卢永翎, 章鼎敏, 肖留榜, 吕丽爽。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200418-237。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
