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高温水热技术广泛应用于物质的萃取及改性,普遍的应用于化工业及食品加工业,并且被认为是一种高效、无污染、极具潜力的新兴分离提取技术。有研究表明,在天然活性物质提取过程中会因发生美拉德、焦糖化等一系列反应而产生新的活性物质,从而使得提取过程中成分活性增强,同时这一系列反应也可能生成有毒有害产物,如致癌物丙烯酰胺。目前,大部分研究都只关注高温水热提取技术有益的一面,而对有害物质的生成及其与活性物质的产生之间的关系未有研究。本论文以高温水热条件下葡萄糖-天冬酰胺美拉德反应体系为研究对象,对其反应产物的性质、丙烯酰胺和类黑精生成量及其相互关系进行研究,从而更深入地探明高温水热条件下丙烯酰胺的生成及美拉德反应特性,进而实现高温水热处理过程中反应产物的途径优化(生成更少的丙烯酰胺、更好的生物活性及感官性质),为高温水热的应用以及高温高湿条件下食品生产的有效调控提供理论基础。主要研究内容与结论如下:1、建立了高温水热条件下天冬酰胺-葡萄糖美拉德反应产物丙烯酰胺的高效液相色谱检测法。最优的色谱检测条件为:Phenomenex C18长柱(5μm,250mm×4.6mm),流动相:甲醇:水体积比5:95,流速0.4mL/min,柱温:30℃,检测波长205nm,进样量10μL。该方法通过了方法学的检验,分析结果较好,能满足后续实验的需求。2、研究了高温水热不同因素对丙烯酰胺生成量的影响。高温短时间热处理利于丙烯酰胺的生成,高温长时间的热处理可导致丙烯酰胺的降解。反应的初始pH值为8和10时利于丙烯酰胺生成,pH值为4、6和12时均抑制丙烯酰胺的生成。与高浓度比的天冬酰胺和葡萄糖体系相比,低浓度比的天冬酰胺和葡萄糖条件下生成丙烯酰胺的速率及生成量明显增加,160℃单独热处理天冬酰胺没有检测到丙烯酰胺的生成。3、研究了高温水热不同因素对类黑精生成量的影响。结果表明,长时间的高温热处理有利于类黑精的形成,高温条件下类黑精是比较稳定的物质。随葡萄糖与天冬酰胺浓度比增加,产物类黑精的生成量及生成速率都逐渐升高;反应初始pH值为10时,最利于类黑精的生成。4、研究了高温水热不同因素对产物抗氧化活性的影响。在处理温度120和140℃时,随反应时间的延长,产物还原能力和DPPH自由基清除率均逐渐增强;当温度为160℃和180℃时,随反应时间的延长,产物的还原力呈先增强后略微降低的趋势,而DPPH自由基清除率呈先增强后保持稳定的趋势;由此可知,具有还原能力的产物高温长时间热处理不稳定。随葡萄糖与天冬酰胺浓度比增加,抗氧化活性物质生成速率逐渐增加;葡萄糖与天冬酰胺浓度比≤0.5条件下,随反应时间的延长,产物还原能力和DPPH自由基清除率均逐渐增强;葡萄糖与天冬酰胺浓度比≥1条件下,产物还原力有先增强后略微降低的趋势,而DPPH自由基清除率先增强后保持不变。产物还原力和DPPH自由基清除率分别在初始pH值为10和8时最强。还原力的变化趋势跟DPPH自由基清除率有一定的差异,说明还原力和DPPH自由基清除率测定抗氧化性的机理上存在一定的差异。5、研究了高温水热条件下不同处理温度和时间对产物的褐变、色泽及荧光性的影响。温度≤160℃时,随处理温度升高、时间延长,产物的A294、A420均呈逐渐升高的趋势,温度180℃处理时,产物的A294、A420先升高后保持不变,A294与A420值变化趋势相似,可知第二阶段反应产物是作为高级反应阶段产物褐变聚合物的前体物质;120℃和140℃条件下,随热处理时间的延长,产物荧光强度逐渐增强,160℃和180℃条件下逐渐降低,且180℃产物降低的速率小于160℃,说明高温条件下产生的荧光性物质更加稳定;随处理时间延长,温度的升高,产物色泽变暗,黄度增加,总色差也变大,但在处理温度≤160℃处理时,a*值有逐渐升高的趋势,处理温度180℃时,逐渐降低,由此可知产物中呈红色物质是反应的中间产物,随反应的进行会进一步参与反应。6、通过对产物的性质与产物生成量之间的相关性进行研究,得出:类黑精生成量与产物抗氧化能力有很好的相关性,证明类黑精是产物主要的抗氧化性物质;丙烯酰胺生成量与抗氧化性有很好的相关性,可知丙烯酰胺同抗氧化物质在美拉德反应中的形成在相同的反应阶段及相同的生成速率;丙烯酰胺的生成量同a*值有很好的相关性,a*值可以作为衡量丙烯酰胺生成量的一个指标。产物荧光性同抗氧化性及类黑精、丙烯酰胺的生成量之间没有明显的相关性。