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水果与蔬菜是重要的膳食资源。持续多年来,果蔬的种植与生产在我国一直呈现增长趋势,2018年的总产量为世界第一位,蔬菜的总产量超过了7亿吨、水果的总产量超过了2.5亿吨。但产业问题也比较明显,比如年损耗率同样较高,达到了惊人的30%-40%,应用于产品加工的比例也相对较低。脱水干制及果蔬粉制备是果蔬加工的主要形式之一。截至目前,在果蔬干制、果蔬粉制备的生产中,人们往往只关注产品的脱水程度及过程中的热效率,对于脱水/干制过程中成分的变化也仅关注原料中原本含有的维生素、类胡萝卜素、黄酮等功效成分,而对于原料中不同成分间发生的化学反应、发展进程及所形成的新组分对人体健康的影响,则缺乏充分、系统的研究。在果蔬干制过程中,还原糖与氨基酸等含氨基成分会不可避免地发生美拉德反应并形成初期产物——Amadori化合物,这被认为是一种具备多种生理功能的有益成分,近年来多项研究显示其对于果蔬制品的功能活性提升具有关键影响。提高果蔬制品中Amadori化合物的含量,遏制其随着加工程度的加深向美拉德终末期物质转变具有极高的研究价值与应用潜力。所以系统研究Amadori化合物的形成规律、评价Amadori化合物的物理化学性质和对人体健康的影响并提出精确的调控策略成为果蔬干制、果蔬粉生产领域的关键技术基础,亟待解决。本文主要针对以上情况开展研究并取得如下成果:(1)对Amadori化合物的真空脱水合成法(VDR)进行了工艺考察与机理分析,大幅度地提高了6类共12种Amadori化合物的产率。本文首先对三种不使用有机相的清洁Amadori化合物合成法进行筛选,随后对其中效果最好的真空脱水合成法(VDR)进行工艺优化和关键因素考察。根据结果得知,真空脱水法中,温和温度(90℃)最适合反应进行,氨基酸种类、水分活度(Aw)和p H值是对Amadori化合物的合成产生影响的关键因素。真空脱水加工可以使反应体系保持在Amadori化合物较为稳定的酸性环境,调节真空度可以有效地控制反应体系内的Aw快速到达最适状态。6类Amadori化合物的产率大小为:酸性和碱性>特殊类>极性中性>脂肪族类>芳香族类。在最佳反应条件下,12种Amadori化合物的产率区间为17.89%-90.73%,其中7种Amadori化合物的产率超过80.00%。此效果远好于传统的水相合成法,产率平均提高40倍以上。且高于大部分被报道的有机相合成的结果。(2)改良了Amadori化合物的分离纯化方法,并证明了Amadori化合物具有统一的质谱碎裂规律和良好的贮藏、加工和消化稳定性。改良分离纯化方法后,12种Amadori化合物纯品的平均得率提高至41.70%,最高可达到65.34%。并确定了12种Amadori化合物质谱碎裂的统一规律,证实了主要特征碎片离子包括[M+H]+、[M+H-n H2O]+、[M+H-n H2O-CO]+和[AA+H]+等。稳定的物理化学性质是活性成分应用的基础与前提,在获得足够的12种Amadori化合物纯品后,对其稳定性进行了分析。在4℃-37℃条件下,经历不同p H和额外添加葡萄糖与氨基酸的连续60天贮藏反应后,除了在较高p H(>9)条件下,12种Amadori化合物均未观察到剧烈的降解现象,表现出了良好的稳定性,且Amadori化合物在酸性环境中的稳定性更好。但环境温度高于90℃时,高温会破坏Amadori化合物的结构,在强酸性或碱性环境中尤为明显。同时,12种Amadori化合物的消化稳定性均较好,不会被人体内的消化酶分解造成明显的含量下降。且其与人血清蛋白发生蛋白糖化反应的程度远低于葡萄糖。(3)证明了12种Amadori化合物均具有不同程度的Cu2+、Fe2+和Zn2+离子螯合能力并且可以抑制金属离子所造成的负面效应。Amadori化合物螯合金属离子的强度与浓度呈现正相关,Zn2+离子的螯合能力为三种金属离子中最弱,而Cu2+和Fe2+离子的螯合能力则会根据Amadori化合物的种类存在不同差异。其中Fru-His对三种金属离子的螯合能力最强。紫外可见吸收光谱(UV-vis)和场发射扫描电镜(SEM)证明了Amadori化合物与金属离子反应后螯合物的形成与表面结构的变化。傅里叶红外光谱(FTIR)证明金属离子主要与Amadori化合物中的氨基酸残基结合,并改变了果糖残基构象。并且Amadori化合物对于金属离子所造成的氧化自由基形成有明显的抑制效果,可以有效地抑制Cu2+离子所造成的DNA氧化损伤、Fe2+离子所引起的芬顿反应和还原Fe3+离子。(4)评价了12种Amadori化合物的血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性并进行相关抑制机理的分析,其中酸性和碱性Amadori化合物的抑制效果最好。12种Amadori化合物的IC50值区间为0.150 m M-4.204 m M,其中仅Fru-His和Fru-Glu的IC50值低于1m M。以Fru-His、Fru-Glu和Fru-Gly三种Amadori化合物作为代表,对Amadori化合物的ACE抑制机理进行分析,主要分析手段包括动力学分析、荧光光谱分析、热力学分析、圆二色光谱分析和分子对接模拟。结果证明了Fru-His和Fru-Glu为竞争性抑制剂,Fru-His可直接与ACE的活性中心Zn离子结合,而Fru-Gly为非竞争性抑制剂。Amadori化合物与ACE间的相互作用为自发现象,在低温下更易进行,主要结合力为彼此间氢键的形成,并且结合后会造成ACE蛋白质二级结构的改变,ACE的催化活性基团会向亲水环境中转移。3种Amadori化合物与ACE的结合强度为:Fru-His>Fru-Glu>Fru-Gly。(5)对真空干燥(VD)工艺进行了分析与优化,籍此开发了一款高Amadori化合物含量的樱桃番茄粉,含量最高可达42.69 mg/g干重。高Amadori化合物加工对樱桃番茄粉的感官品质不会产生负面影响,且会增强样品的色泽鲜艳度和鲜味感知。同时样品中总酚含量高于新鲜番茄,番茄红素和总黄酮也得到了很好的保留。高Amadori化合物含量的VD樱桃番茄粉展现出了较好的功能活性。相较于其他干燥样品、新鲜番茄和商品番茄粉,其展现出了更好的ACE抑制效果、二价金属离子螯合能力和部分抗氧化活性。相关性分析和偏最小二乘(PLS)回归分析均显示这些生理活性的提高与样品中Amadori化合物的含量间存在紧密关联。综上,本文系统地对6类共12种Amadori化合物进行了分析和研究,开发出了高效清洁的Amadori化合物合成方法,验证了其稳定性与功能活性,并开发出了一款高Amadori化合物含量的樱桃番茄粉制品,为Amadori化合物在模拟体系和实际产品加工中的调控与应用提供了理论基础与新的思路。