杂环胺(HAAs)是一类广泛形成于富含蛋白质食品中的具有致癌和致突变危害的杂环芳香烃类化合物。HAAs的形成规律、机制和抑制途径已成为科研领域关注的焦点。迄今为止HAAs的形成机制并未完全得到阐明,现有的HAAs测定技术存在回收率低、重现性差等特点,给HAAs形成规律的研究带来了很大的不便。由于研究方法和手段的限制,尚不能对真实体系中HAAs、前体的同步变化,以及加工条件对体系中HAAs整体的影响进行考察。另外,肉制品工业中常用的配料以及天然抗氧化剂对HAAs形成的影响和影响机制尚未明确。因此,本课题主要从建立新的HAAs检测方法、同步研究HAAs及其前体在加工过程中变化规律以及探索食品配料和抗氧化剂的添加对HAAs形成的影响等层面,对烤肉实际体系中HAAs的形成规律和影响机制进行了全面而深入的探讨,为深入明确复杂肉制品体系中HAAs的形成机制和抑制途径提供理论依据。论文首先建立了肉制品中17种HAAs的UHPLC-MS/MS检测方法。确定源温和脱溶剂气温度分别为120和350 oC。选择Acquity BEH C18柱用于分离17种HAAs。通过对前处理方法的优化,建立了一种可快速高效检测极性HAAs的新预处理法。该方法包括0.1 M盐酸的单步萃取和Oasis MCX小柱的固相萃取净化两个步骤。方法的回收率为58.2–107.6%,较现行传统方法有显著提高(P<0.05)。同时,该方法具有检测限低(LODs 0.026–0.659 ng g-1)、重现性良好(RSD%<12.03%)、基质效应不显著(Rn 0.89–1.18)等特点,并证实可以成功应用于五种市售肉制品商品中的检测。其次,为阐明加热过程中HAAs及其前体的同步变化规律,本研究在盐酸提取法的基础上建立了能够同步测定HAAs及其前体化合物的检测新方法,并应用该方法探讨了猪肉体系中HAAs和前体的同步变化规律。通过比较发现,采用0.1 M盐酸提取、Waters Atlantics d C18柱分离结合UHPLC-MS/MS可成功应用5种HAAs及其8种前体的同步测定,方法回收率为48.1–122.2%,线性良好(r2>0.991),精密度高(RSD<15.7%)。分别建立含水和不含水的冻干猪肉模拟体系,并同步测定体系中HAAs和前体化合物在200oC下0–120 min内含量的变化。结果表明,5种HAAs均在加热的5 min后才开始形成,Ph IP和4’-OH-Ph IP随时间的推移持续形成,而喹喔啉类HAAs在加热30min后发生少量降解。HAAs的前体氨基酸、肌酸和糖在反应初期的5min内均大量降解,而后降解趋于平缓。肌酸酐则呈现一个先上升再下降的变化趋势。含水体系中的水分可显著抑制Ph IP和4’-OH-Ph IP的形成,同时减缓了其对应的前体氨基酸Phe和Tyr的消耗速率。而对IQx、Me IQx和4,8-Di Me IQx来说,水分的添加对其形成和降解,均有一定的促进作用,但对其相应的前体化合物Gly和Ala的消耗速率的影响却并不显著。再次,本论文探讨了加工条件和前体化合物的变化对真实烤肉体系中HAAs形成的影响。建立HAAs谱,利用主成分分析法探讨了温度和时间对HAAs谱的影响。并采用Pearson线性相关模型对不同加工条件下各前体的变化与HAAs形成之间的相关性进行了分析。结果表明:烤肉中的HAAs谱主要由包括DMIP在内的12种HAAs组成。通过主成分分析发现,不同温度下的HAAs谱差异显著,且焙烤温度较高的烤肉样本中,HAAs谱受焙烤时间的影响更为明显。Ph IP、4’-OH-Ph IP、Me IQ和IQ[4,5-b]是HAAs谱受到温度和时间变化影响的关键HAAs。不同种类的HAAs的形成过程差异明显。175 oC下加热前20 min HAAs形成的不同是致使喹喔啉和咔啉类HAAs形成差异的主要原因。前体与HAAs的相关性研究发现,肌酸的消耗与除DMIP外的大多数HAAs的形成呈正相关(P<0.05);而肌酸酐则相反,呈现负相关。Glc仅与DMIP和TMIP显著相关。而Thr仅与TMIP的形成呈强相关性。Phe、Tyr、Gly和Trp与除IQ外的所有HAAs密切相关。随后,本研究接着考察了加入2.5、5.0、7.5、10.0%4种常用的配料,大豆分离蛋白(SPI)、组织蛋白(TP)、淀粉和大豆膳食纤维(SDF)对烤肉中HAAs形成的影响,并对SPI的作用机制进行了初步的探索。同时将SPI分别添加至Ph IP模拟体系、喹喔啉HAAs模拟体系和咔啉HAAs模拟体系中,验证SPI对HAAs形成的促进作用。通过测定SPI在加热前后游离氨基酸、羰基的含量变化,结合SPI对上述模拟体系中HAAs的中间体(甲醛、乙醛、苯乙醛和2,5-二甲基吡嗪)形成的影响,进一步探讨了SPI对HAAs形成的促进机制。结果表明,添加2.5%上述4种配料对烤肉中测出的9种HAAs的形成均有不同程度的促进作用。而随着添加浓度上升,促进作用开始逐渐减弱。直至添加量达到10.0%时,SPI、淀粉和SDF对Me IQx和4,8-Di Me IQx,TP对1,5,6-TMIP、4’-OH-Ph IP和Me IQx均产生了不同程度的抑制作用。在添加SPI后,上述三个模拟体系中对应的HAAs的含量均显著上升。加热后,SPI中游离氨基酸和羰基的含量均显著增加。同时,SPI的添加可显著促进上述中间体的形成。可推测,SPI对HAAs形成的促进作用可能包含两条途径:(1)SPI热解产生更多游离氨基酸促进HAAs的形成;(2)加热过程中SPI形成的羰基促进Strecker降解形成更多中间体。最后,本研究考察0.2 mmol 8种不同种类的天然抗氧化剂(槲皮素、柚皮素、橙皮苷、木犀草素、EGCG、二乙烯基二硫醚<DAD>、二丙基二硫醚<DD>和维生素C<Vc>)的添加对烤肉中HAAs形成的影响,并对作用机制进行了探索。,。接着,将同样浓度的柚皮素、DAD和DD添加至模拟体系(同SPI促进作用验证实验)中,验证了这三种抗氧化剂对HAAs的影响效果。从中间体角度进一步探讨了柚皮素、DAD和DD对HAAs形成的抑制机制。结果发现;不同抗氧化剂对HAAs的作用效果差异很大,其中,槲皮素对DMIP、1,5,6-TMIP以及4’-OH-Ph IP抑制效果最佳,柚皮素则对Ph IP、Norharman和Harman具有最强的抑制。DD对极性HAAs有显著的抑制效果,而DAD则有截然相反的效果。橙皮苷比木犀草素多出的糖苷键对非极性HAAs的形成有一定的促进作用。模拟体系中柚皮素、DAD和DD对HAAs的作用情况与烤肉中一致。柚皮素和DD的添加能显著降低四种HAAs中间体的形成量含量,而DAD仅对甲醛的形成量有一定的抑制作用。中间体清除实验发现,柚皮素和DD对苯乙醛、甲醛和乙醛均有显著的清除效果,说明清除HAAs中间体醛类是这两种化合物抑制HAAs形成的重要途径。最后,本研究在真实烤肉体系中初步鉴定出两种苯乙醛-柚皮素加合物和一种甲醛-柚皮素加合物,可进一步说明柚皮素对苯乙醛和甲醛的清除是通过形成新的加合物的途径完成的。