美拉德反应作为日常和食品加工工业中最为重要、普遍的反应之一,其产物的安全性一直是食品领域研究的热点。丙烯酰胺和呋喃作为重要的美拉德反应危害产物,已分别被国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC)归类为可能是人类致癌物质的2A和2B组。但是,目前人们对美拉德反应危害产物的形成机理的研究并不是很透彻。本论文选择合适的美拉德反应模拟体系,通过找到中间产物来研究其与丙烯酰胺和呋喃两种危害物的形成联系,再结合动力学模型,较为完整地研究和描述两种物质的形成机制,为阻断或抑制食品加工过程中危害物的产生提供了理论基础。本文的主要研究内容如下:1、建立十个不同的美拉德反应模型体系(葡萄糖-丙氨酸、葡萄糖-缬氨酸、葡萄糖-脯氨酸、葡萄糖-甲硫氨酸、葡萄糖-甘氨酸、葡萄糖-丝氨酸、葡萄糖-天冬酰胺、葡萄糖-赖氨酸、葡萄糖-组氨酸和葡萄糖-谷氨酸模型),考察不同加热时间对于不同美拉德反应模拟体系中Amadori化合物形成的影响,并将每个模型生成危害物丙烯酰胺和呋喃的情况进行比较。结果发现,Amadori中间产物的生成规律与模拟体系中氨基酸的极性或非极性、带电或不带电并没有直接关联,有的会随着加热时间延长而浓度增加,有的会呈先升后降趋势。丙烯酰胺生成量最高的模型为葡萄糖-天冬酰胺。呋喃生成量最高的模型为葡萄糖-赖氨酸模型,其次是葡萄糖-天冬酰胺、葡萄糖-组氨酸和葡萄糖-丙氨酸模型。2、选取能产生较高浓度丙烯酰胺和呋喃的葡萄糖-天冬酰胺模型与葡萄糖-丙氨酸模型,分别研究这两个模型中葡萄糖、Amadori中间产物和危害产物三者之间的内在联系。研究发现,以葡萄糖和天冬酰胺为反应底物的美拉德模型中,参与反应的葡萄糖中,约有0.308%的葡萄糖通过与天冬酰胺反应生成中间产物果糖基天冬酰胺的路径生成了丙烯酰胺。通过果糖基天冬酰胺降解模型发现,有0.812%的果糖基天冬酰胺生成了丙烯酰胺,其转化率约为葡萄糖的2.64倍;以葡萄糖和丙氨酸为反应底物的美拉德反应模型中,约有3.807%的葡萄糖通过与丙氨酸反应生成中间产物果糖基丙氨酸的路径生成了呋喃。通过果糖基丙氨酸降解模型发现,有1.236%的果糖基丙氨酸生成了呋喃。3、建立葡萄糖-天冬酰胺模拟体系生成丙烯酰胺以及葡萄糖-丙氨酸模拟体系生成呋喃的简单动力学模型,考察在不同反应温度下,模拟体系中Amadori中间产物以及危害产物丙烯酰胺和呋喃的动力学变化规律。研究表明,不同温度下,Amadori化合物和丙烯酰胺、呋喃的总量随着反应时间的延长呈先增后减的趋势;呋喃和丙烯酰胺在100℃基本不生成,随着温度升高,其生成量明显增多。采用多种函数对两个模拟体系来建立动力学方程,通过SPSS曲线估计对实验数据进行拟合,三次项函数模型的拟合效果最好,R~2值均在0.86以上,拟合程度较高。