食品加工中晚期糖基化末端產(chǎn)物形成機(jī)制及消除技術(shù)研究進(jìn)展

張耀強(qiáng)　何新益　孫超　張博

一、晚期糖基化末端產(chǎn)物概述

1984年，首次有人提出了晚期糖基化末端產(chǎn)物（AGEs）這一說法。說法指出，AGEs是在美拉德反應(yīng)過程的最終周期內(nèi)，由多種物質(zhì)（糖類的羰基和多肽、氨基酸、蛋白質(zhì)等一些成分中的氨基）在非酶條件下所產(chǎn)生。AGEs不是以單體形式存在，屬于化合物，具有穩(wěn)定的化學(xué)性，品類較多，在生物體內(nèi)以不同形式存在。

目前，對于AGEs的化學(xué)結(jié)構(gòu)有很大一部分暫未明確，被識別出的AGEs主要為交聯(lián)素（Crosslines）、羧甲基賴氨酸（CML）以及羧乙基賴氨酸（CEL）等。AGEs分類的主要依據(jù)在于是否具有熒光性，具有熒光性的為戊糖素、交聯(lián)素等，不具有熒光性的則為羧甲基賴氨酸、羧乙基賴氨酸等。

1.AGEs的生成方式。AGEs的生成方式包括脂肪氧化或多元醇降解及美拉德反應(yīng)。其中，美拉德反應(yīng)大致經(jīng)過三步形成：首先，還原糖中的羰基與氨基酸等在非酶條件下生成薛夫堿（Schiff base），因?yàn)檠Ψ驂A的穩(wěn)定性較差，會經(jīng)過重新排列變?yōu)檩^為穩(wěn)定的早期糖基化產(chǎn)物;其次，經(jīng)過脫氫、氧化和重新排列等一系列反應(yīng)，形成主要為二羰基化合物的不飽和醛酮類化合物;最后，通過與蛋白質(zhì)、氨基酸中不穩(wěn)定的游離氨基、巰基反應(yīng)，形成AGEs。

2.AGEs的檢測方法。因?yàn)锳GEs的化學(xué)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且品類很多，大部分產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不夠明確，所以對于AGEs的檢測目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使用較為普遍的是熒光光譜法以及酶聯(lián)免疫法。

熒光光譜法具有檢測靈敏度和重復(fù)性較高的優(yōu)點(diǎn)，但其依據(jù)AGEs是否具有熒光性進(jìn)行測定，所以檢測值不是全部AGEs，也非單一組分AGEs，因此無法準(zhǔn)確測定沒有熒光性的AGEs，也無法對單一的AGEs進(jìn)行定量測定。Matiacevich等人則認(rèn)為，在食品加工貯藏期間，整個美拉德反應(yīng)都會產(chǎn)生熒光性AGEs，所以，不論在美拉德反應(yīng)的早期還是晚期，熒光性AGEs都可以用來定性衡量總體AGEs修飾蛋白質(zhì)的程度。

酶聯(lián)免疫法操作簡單，靈敏度高，特異性強(qiáng)，易觀察結(jié)果等。其檢測原理是基于待測抗原、固定抗原和特異性抗體之間的競爭結(jié)合來反應(yīng)待測抗原的水平，結(jié)合到固相抗原上的抗體量與待測樣品中的AGEs含量之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。目前主要采用Anti-CML以及Anti-MG等抗體來測定CML（羧甲基賴氨酸）和MG（丙酮醛）的含量，并以此來反映全部AGEs的情況。因?yàn)镃ML和MG的含量與總體AGEs的含量之間有著直接的相關(guān)性，因此，CML常被當(dāng)作檢測AGEs的主要目標(biāo)產(chǎn)物。

二、食品加工中晚期糖基化

末端產(chǎn)物形成的影響因素

1.加工條件對AGEs形成的影響。（1）加工溫度對AGEs形成的影響。房紅娟等人通過實(shí)驗(yàn)得出，在低溫時（<100℃）時，溫度對于熒光性AGEs形成的影響不明顯;當(dāng)溫度達(dá)到100℃后，BSA與Glucose極速生成熒光性AGEs;當(dāng)溫度超過100℃后，熒光性AGEs的生成減少，非熒光性的CML和CEL則隨著加工溫度的升高而極速增加。2010年，通過測量不同溫度處理下的雞蛋中的AGEs含量，發(fā)現(xiàn)較低溫度處理下的雞蛋中所含AGEs僅為高溫度處理雞蛋中所含AGEs的50%。2014年，劉薈萃等人在研究油炸食品加工和貯藏期間晚期糖基化末端產(chǎn)物形成機(jī)制時則發(fā)現(xiàn)，隨著油炸溫度的升高，油炸食品中的熒光性AGEs以及CML都呈現(xiàn)上升趨勢。

（2）加工時間對AGEs形成的影響。相同食物在相同溫度下處理不同時間，對于AGEs的生成有著顯著影響。房紅娟等人研究發(fā)現(xiàn)，在BSA-Glucose（牛血清蛋白-葡萄糖）模擬體系實(shí)驗(yàn)中，隨著加工時間的增長，大量熒光性AGEs生成，食品中CML和CEL也隨著加熱時間的延長呈現(xiàn)向上增長的趨勢，而且CEL普遍高于CML。而劉薈萃等人也得到了相似結(jié)論，在油炸麻花和方便面加工過程中，熒光性AGEs隨著油炸時間的延長而增加，CML的含量隨著油炸時間的延長亦表現(xiàn)出上升趨勢。

（3）加工pH對AGEs形成的影響。在食品加工過程中，pH對于AGEs的形成有著顯著影響。從房紅娟等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，熒光性AGEs在中性條件下生成最多，其次為堿性條件，最低AGEs含量的是酸性條件。而這與2010年所做研究結(jié)果相同，他們研究發(fā)現(xiàn)，在酸性條件下可以很好地抑制AGEs的生成，即通過醋酸以及檸檬浸泡后，食品中的AGEs明顯降低。所以在食品加工過程中，將產(chǎn)品pH調(diào)節(jié)至酸性，有利于抑制AGEs的生成。

（4）加工方式對AGEs形成的影響。在房紅娟等人所做的高蛋白食品加工模擬體系實(shí)驗(yàn)中，通過采用不同的加工方式（水煮、煎、油炸以及烘）加工高蛋白食品，最后得出較為普遍的結(jié)論，即高蛋白食品在經(jīng)過加工后，除了水煮處理外，AGEs普遍要高于未經(jīng)加工的對照組，而且基本呈現(xiàn)以下規(guī)律：烘>煎>油炸>對照組>水煮，這與Zhu等人所做實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。無獨(dú)有偶，水煮或者清蒸雞肉中的AGEs含量不足烤雞中的25%。而在Hull等人的研究中也發(fā)現(xiàn)，相同的食物用較低溫度和較高水分的加工方式，例如水煮所產(chǎn)生的CML較低;而高溫度和低水分的加工方式，例如油炸和烘烤則產(chǎn)生更多的CML。不同加工方式對AGEs生成的影響很大，隨著溫度增加以及與空氣接觸面積的逐步增大，會導(dǎo)致AGEs含量的不斷上升。所以在食品加工過程中，應(yīng)盡量采用水煮、蒸等加工方式來代替煎炸。

2.原料對AGEs形成的影響。食品加工時所采用的食品原料，對于AGEs的形成有著顯著影響。根據(jù)房紅娟等人所做的實(shí)驗(yàn)可知，蛋白質(zhì)和脂肪含量較高的食品所含的AGEs更高，高碳水化合物（非還原糖）食品的AGEs普遍低一些，水分含量較高的食品中所含的AGEs較低，高水平的抗氧化劑以及維生素含量的食品中所含的AGEs也很低。

朱鳳等人通過對市面上各種產(chǎn)品中的CML進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，樣品的CML均值含量由大到小的排序?yàn)椋喝忸?、糖果蜜餞、乳類、谷類、豆類與堅(jiān)果、水產(chǎn)品、蛋及蛋制品、薯類、飲料、水果蔬菜，而這與房紅娟等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果保持一致。

三、討論

食品本身是一個極其復(fù)雜的體系，其AGEs含量受到各個方面的影響，包括加工方式、加工溫度、加工時間以及加工時的pH，此外還有食品原料本身以及所添加的抑制劑。從上述論述可知，蛋白含量、脂肪含量較高的食品如果在干熱加工的條件下，會導(dǎo)致AGEs含量上升，因此在食品加工時應(yīng)盡量避免干熱加工，多采用低溫蒸煮的方式代替煎、油炸以及烘烤進(jìn)行加工。除此之外，還要盡量使用較低加工溫度、較短加工時間，或是選擇適合食品體系的抑制劑，從而有效減少AGEs的生成。

作者簡介：張耀強(qiáng)（1984-），男，漢族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，碩士研究生，乳品研發(fā)副高級工程師，研究方向?yàn)槭称芳庸づc安全。