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小麦谷朊蛋白在面制品加工中起决定性的作用,对面制品的结构、口感、色泽等影响很大。然而,作为食品配料由于溶解性较差,限制了其在食品中的应用。通过糖基化改性提高小麦蛋白的功能性质是目前常用的加工手段。然而,在糖基化改性以及面制品加工过程中,小麦谷朊蛋白与糖会发生美拉德反应,不可避免地产生一定的中间产物1,2-二羰基化合物[甲基乙二醛(MGO)、乙二醛(GO)等]和晚期糖基化终产物(AGEs);这些物质的摄入及在体内积聚会引起糖尿病、衰老等慢性病症。本文模拟糖基化改性条件分别建立了小麦醇溶蛋白-葡聚糖、谷蛋白-葡聚糖改性体系;模拟烘焙条件建立了谷朊蛋白-葡萄糖加工体系,研究改性和烘焙条件下各影响因素对体系中MGO/GO和AGEs形成的影响,在研究了各种天然产物对体系中MGO/GO和AGEs的抑制效果后,采用HPLC-MS/MS技术分析单一和两种抑制剂复配对MGO/GO抑制的作用机制,为食品加工生产的安全性提供理论依据。1、模拟糖基化改性条件,分别建立醇溶蛋白-糖和谷蛋白-糖体系,讨论了糖种类(包括单糖、二糖、多糖),常用多糖(葡聚糖)浓度,改性温度,时间,以及天然抑制剂对体系中有害产物MGO/GO和AGEs形成的影响。谷蛋白糖基化过程中产生的有害产物高于醇溶蛋白;单糖产生的各种有害产物的量在两种蛋白体系中均远远高于多糖,尤其是MGO生成量远高于GO。以葡聚糖作为改性剂,两种小麦蛋白体系中MGO/GO和AGEs的生成量均随着葡聚糖浓度、改性温度和时间的增加而增加,趋势先剧烈增加后趋于稳定;由于醇溶蛋白-葡聚糖改性是强碱性条件,而常用的天然抑制剂儿茶素、槲皮素、芦丁、染料木素、阿魏酸、绿原酸、大黄素、辣椒素等在此条件结构不稳定,所以抑制效果不够理想,但是半胱氨酸对MGO和AGEs的抑制率均能达到70%以上,而且使得改性蛋白乳化性依然保持较好的改善。2、模拟烘焙加工条件,建立了谷朊蛋白-糖体系,考察了加工条件(时间、温度)、反应底物(糖种类、糖浓度、谷朊蛋白质含量)、添加剂(食盐、泡打粉、塔塔粉)、主体配料(淀粉、蛋白质、油)、抑制剂等对谷朊蛋白-糖体系中MGO/GO和AGEs生成量的影响。MGO/GO和AGEs的形成量均与时间、温度、糖浓度、pH呈正相关,且MGO的生成量大于GO;15-20 min,MGO和AGEs的增幅较大;三种有害产物随加工温度(160、180、200℃)的变化,生成量大幅度提高;七种糖中五碳糖(阿拉伯糖和木糖)比六碳糖(果糖和葡萄糖)产生的GO和AGEs多(特例:果糖产生的MGO的量最多);六碳糖比二糖(麦芽糖、蔗糖)产生的三种有害产物多。随着添加剂(食盐、泡打粉、塔塔粉)的添加量增多,三种有害产物形成量均减少;主体配料(淀粉、卵白蛋白、玉米油)对有害产物MGO/GO和AGEs形成量的影响不大。抑制剂选择辣椒素(生物碱)、槲皮素(黄酮)、没食子酸丙酯(多酚)、阿魏酸(酚酸)分别与木犀草素(黄酮)复配添加到谷朊蛋白-葡萄糖体系中,均对MGO/GO和AGEs的抑制效果具有一定的叠加效应。其中没食子酸丙酯与木犀草素有协同增效作用。3、采用LC-MS/MS分别分析木犀草素-没食子酸丙酯、木犀草素-槲皮素、木犀草素-辣椒素复配以及单一添加后体系中产物的变化,分析抑制MGO/GO形成的作用机制。结果表明三个体系中具有相近的作用机制,复配后两者均能保持在单一体系中的活性和作用路径。即:1、捕获MGO形成加合产物MM和DM;2、黄酮类加合产物还原脱氢形成醌,表明黄酮类加合物产物可以在体系中继续发挥后续抗氧化效应。(一)木犀草素-没食子酸丙酯复配体系中,木犀草素捕获MGO形成加合产物MM-L(1种)和DM-L(3种);与MGO的加合产物脱氢形成醌MMQ-L(1种)和DMQ-L(1种)。同时没食子酸丙酯分别捕获MGO和GO,各形成一加合产物MM-P和MG-P。两者复配使用和单独使用产物种类一致。对照单独使用的木樨草素体系,PG提高了木犀草素的产物的转化率,起到协同增效作用。(二)在木犀草素与辣椒素复配体系中,木犀草素抑制体系中MGO/GO的作用产物与木犀草素单独使用体系中一致,但辣椒素低温条件下没有变化,只有在高温条件下才有MGO/GO的加合产物形成,从而产生活性叠加效应。(三)在木犀草素与槲皮素复配体系中,两种黄酮均能通过捕获MGO形成加合物MM-L-1(1种),DM-L-1(1种)和DM-Q-1(1种);其次,两种黄酮与MGO所形成的加合产物均能脱氢成醌DMQ-L(3种),DMQ-Q(1种)。对照两种黄酮单独使用,木犀草素-槲皮素复配后,相互促进,加速了黄酮与MGO的反应历程,从而产生了叠加抑制MGO/GO的效能。