机械化学法解析麦芽糖-肌肽复合物中糖苷键与肽键断裂机制及其在美拉德反应中的多重Amadori产物生成

本研究针对传统制备美拉德反应中间体Amadori重排产物(ARPs)的溶剂残留和低产率问题，采用机械化学法高效合成麦芽糖-肌肽复合物，通过高分辨串联质谱(MS/MS)揭示质子化/钠化离子分别倾向糖苷键断裂与肽键断裂的规律，并发现机械力可诱导糖肽复合物产生3种新型ARPs，为食品风味前体开发提供绿色合成策略。

　　

在食品化学领域，美拉德反应（Maillard reaction）作为风味物质形成的关键途径，其早期中间体Amadori重排产物（ARPs）的制备一直面临两难困境：传统有机溶剂法产生有害残留，而水相合成又效率低下。更棘手的是，双糖与二肽形成的复合物在反应中可能发生糖苷键（glycosidic bond）和肽键（peptidyl bond）断裂，产生复杂的产物谱，但这一过程的机制尚不明确。加拿大麦吉尔大学的研究团队独辟蹊径，采用机械化学（mechanochemistry）球磨技术，以麦芽糖-肌肽（maltose/carnosine）为模型系统，揭示了不同离子化状态下键断裂的选择性规律，相关成果发表于《Food Chemistry》。

研究团队运用三大核心技术：1）机械化学球磨实现无溶剂固相合成；2）高分辨串联质谱（HRMS/MS）分析质子化（[M+H]⁺）与钠化（[M+Na]⁺）离子的差异裂解路径；3）U-¹³C₆-葡萄糖同位素标记验证含糖碎片。样本来源于Sigma-Aldrich的标准试剂，通过对比葡萄糖/肌肽体系，阐明双糖系统的特殊反应性。

【Results and discussion】部分显示：1）质子化Amadori化合物优先发生糖苷键断裂和脱水反应，而钠化离子主要展现肽键和C₂-C₃糖键断裂；2）机械力作用下观察到3种新型Amadori产物生成；3）在葡萄糖体系中，肌肽可进一步糖基化形成N,N-双糖基化产物（N,N-di-glycated carnosine），同时伴随组氨酸和β-丙氨酸的糖基化修饰，证实肽键断裂的普遍性。

【Conclusions】强调：1）双糖-二肽系统的键断裂选择性直接影响产物分布；2）机械化学为ARPs的工业化生产提供绿色路径；3）该发现对烧烤调味料和速食食品的风味调控具有应用价值。研究首次系统阐释了机械力场中糖肽复合物的断裂规律，为美拉德反应中间体的定向设计奠定理论基础。Xue Xia和Varoujan Yaylayan通过NSERC和中国国家留学基金委支持的工作，展示了多学科交叉在食品化学中的创新潜力。