食品中的羧甲基赖氨酸及其危害论文_田敬敬

食品中的羧甲基赖氨酸及其危害论文_田敬敬

摘要:羧甲基赖氨酸是晚期糖基化终末产物代表之一,普遍存在于烘焙面制食品中,当人体摄入过多羧甲基赖氨酸,体内含量达到一定程度,会对人体的健康带来一定的危害。所以能引起蛋白质变性,导致营养流失和AGEs的形成,而且其本身具有毒性,同时还有快速生成对人体有危害的AGEs的特性,两者都参与许多慢性疾病的发展,故研究食品中的羧甲基赖氨酸及其危害具有重要的意义。

关键词:食品;羧甲基赖氨酸;危害

引言

羧甲基赖氨酸(CML)是一种研究较多的一类有显著危害的AGEs,因为其含量与食品中AGEs的总含量具有直接的相关性,在检测过程中CML含量的测量具有重要的意义。

1羧甲基赖氨酸在食品中的分布

有些食品中CML含量较高,随着饮食进入人体,从而增加CML在人体中的含量分布,对人体健康带来一定危害。因此,科研工作者对食品中CML进行了研究分析,以避免摄入过多CML含量较高的食品。刘慧琳等研究结果发现,高温烘焙食品中的CML含量最高,其次,酱油中CML含量也较高,因为酱油是豆类发酵产品,大豆蛋白被微生物水解为游离氨基酸,容易产生CML。Fenaille等[2]研究发现,经过加工处理后的牛奶,CML含量也较高。如奶粉经过脱脂或者喷雾干燥变成奶粉后,CML的含量都升高。Chao等[3]也发现经过酱油调味的肉制品的CML的含量要明显高于未经处理的肉制品。因此,食品领域从业者,应当通过合理方法,尽量在食品加工过程中,降低CML的产生。

2食品中的羧甲基赖氨酸危害

科研工作者就CML对人体生理的影响也进行了大量的实验,积累了大量实验数据。研究发现,CML能够诱导人胰岛β细胞凋亡,导致细胞内氧化应激。Liu等[14]研究发现,CML能导致人脐静脉内皮细胞功能障碍。Lee等[15]研究发现,CML能够诱导细胞内质网应激,促进内皮细胞凋亡。Joshua等[16]研究发现,CML的积累对髋骨骨折的风险有所提高。体内CML含量的积累会促进糖尿病患者视网膜病变。摄入高含量CML的食品,能够明显增加血液和尿液中CML含量,从而增加了心血管疾病的致死率。Barone等[19]研究发现,体内CML的积累会增加急性心肌梗塞的风险。因此,经过大量实验发现,CML在人体内达到一定含量,对人体组织器官的生理产生不同程度的危害。

3羧甲基赖氨酸的控制方法

3.1通过控制加工工艺条件控制CML的形成

加热温度、加热时间、水分含量等加工条件对CML的形成有很重要和直接的影响,例如相同的食物原料经高温、低湿加工产生的含量比低温、高湿处理产生的CML含量高很多。因此,通过改善食品加工工艺条件可以更直接地达到对CML形成的抑制效果。实验结果表明CML的含量虽然与加热时间有一定的相关性,但是与加热温度之间是非线性关系,在碱性环境中更利于CML的生成,在高温的加工条件下,会加剧CML的生成,因此,在实际生产过程中可以通过控制这些加工条件来控制发酵食品中CML的形成,主要的控制途径有以下3个方面:一是降低食品加工温度;二是缩短食品加工时间;三是减少食品加工步骤。

3.2通过添加外源添加剂对CML的控制

研究表明,通过加入一些外源添加剂可以控制CML的形成。例如,柠檬酸是一种酸度调节剂,通常在食品的生产加工过程中,为了抑制CML的形成,可以通过添加适量的柠檬酸来调节食品体系的酸碱度。赖氨酸在碱性环境中会发生脱质子化反应形成具有更高反应活性的自由基,利于CML的生成;相反,酸性环境中会抑制赖氨酸变成具有较强反应活性的自由基,因此导致CML的形成受阻。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆硼氢化钠(NaBH4)是化学合成抗氧化剂中最常用的CML抑制剂,它之所以作为最常用的抑制剂是因为其具有很强的选择性还原,它的分子结构中有4个呈-1价的H原子,可以将酮类、醛类和酰氯类等羰基化合物中的羰基选择还原成羟基。NaBH4能够通过还原CML的中间产物乙二醛(GO)和果糖赖氨酸(FL)来抑制CML的形成。付全意对葡萄糖-赖氨酸模拟反应体系的研究发现,NaBH4不仅能够还原CML的中间产物GO,而且还可以将形成CML的主要中间产物FL还原,终止其氧化裂解生成CML,从而抑制CML的形成。

3.3通过底物种类对其完成控制

在相同的反应条件下,对不同类糖而言,α-二羰基化合物的生成速率的排序:单糖>二糖>寡聚糖>多糖;同类糖:还原性强的糖>还原性弱的糖。所以,为了减少α-二羰基化合物的生成,在生产过程中尽量选择还原性较小的原料,比如糖类选择淀粉为原料,选择原料的顺序应与α-二羰基化合物生成速率的顺序相反。马毛毛实验研究显示:当加热温度为120℃时,这7种糖与赖氨酸发生美拉德反应产生α-二羰基化合物含量的大小顺序为果糖>葡萄糖>核糖>麦芽糖>蔗糖>P-环糊精>淀粉。

大量的研究实验证明,还原糖均可以与赖氨酸反应生成CML。Ruttkat等建立了4种不同的还原糖与赖氨酸生成CML的模拟反应体系,经检测发现,4种还原糖的模拟反应体系均能生成CML,而且在果糖、山梨糖、葡糖糖和半乳糖4种反应体系中形成CML的数量依次升高。建立了3种糖与赖氨酸生成CML的模拟反应体系,结果发现在蔗糖、葡萄糖和乳糖这3种反应体系中形成CML的量依次增大。但是Sakai等指出,果糖的糖基化能力比葡萄糖更强;Hinton等的研究也表明,在葡萄糖-牛血清白蛋白体系中产生的CML含量要低于果糖-牛血清白蛋白体系。因此,是在果糖中生成的CML含量高还是在葡萄糖中生成的CML含量高,针对此研究结果目前还存在一些差异性,想要得到更确切的结果还需要进一步的研究。此外,Wu Qian等研究发现,高糖环境能够加速非酶糖基化和葡萄糖自氧化产生CML,抑制消化道中碳水化合物水解酶(α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶)的活性来延迟葡萄糖的吸收,从而抑制CML的形成。

结束语

总而言之,羧甲基赖氨酸是晚期糖基化终末产物代表之一,普遍存在于食品和人体之中,当人体摄入过多羧甲基赖氨酸,体内含量达到一定程度,会对人体的健康带来一定的危害。羧甲基赖氨酸能促进糖尿病、肾病、动脉粥样硬化等疾病的发展和人体器官的快速衰老。因此,人们应当从饮食上,避免食用过多高含量羧甲基赖氨酸食品,如高温烘焙食品、酱油等,以避免羧甲基赖氨酸摄入过多对人体健康造成危害。

参考文献

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[3]韩文凤,谭兴和,林晓丽,邱泼,孟宏昌.食品中羧甲基赖氨酸的危害和检测方法的研究进展[J].现代食品科技,2017,33(09):299-305.

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[5]郑良清.羧甲基赖氨酸对小鼠脑组织的损伤作用及机制[D].武汉轻工大学,2016.

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论文作者:田敬敬

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/5/22

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