美拉德反应产物IMPE与γ-生育酚协同增强亚麻籽油氧化稳定性的分子机制研究

为解决亚麻籽油(FO)中多不饱和脂肪酸易氧化的问题，研究人员探究了美拉德反应产物(MRP)1-(1H-咪唑[4,5-c]吡啶-4-基)乙烯酮(IMPE)与γ-生育酚的协同抗氧化机制。通过加速氧化实验和密度泛函理论(DFT)计算，发现两者存在显著协同效应(SD=1.25)，其机制涉及IMPE再生γ-生育酚的过程。该研究为设计复合抗氧化系统提供了理论依据，对提升热榨油稳定性具有重要意义。

　　

亚麻籽油因其富含α-亚麻酸(40-60%)而成为重要的功能性食用油，但高含量的多不饱和脂肪酸(PUFAs)也使其极易发生氧化变质，不仅影响营养价值，还可能产生有害物质。传统热榨工艺中，美拉德反应(MR)会产生具有抗氧化活性的化合物，但其与油脂内源抗氧化剂(如γ-生育酚)的协同机制尚不明确。这一科学问题的解决，对开发新型抗氧化策略、延长亚麻籽油货架期具有重要价值。

中国某研究机构（根据致谢信息推测为获得国家自然科学基金资助的团队）的研究人员在《Food Research International》发表论文，首次阐明了特定美拉德反应产物IMPE与γ-生育酚的分子协同机制。研究人员通过化学合成获得高纯度IMPE（产率26.50%，较直接分离提升1325倍），采用Schaal烘箱法和Rancimat分析评估氧化稳定性，结合B3LYP/6-311+G(d,p)水平的密度泛函理论(DFT)计算，揭示了IMPE通过再生γ-生育酚发挥协同作用的分子机制。

主要技术方法
研究采用三步法合成IMPE（产率26.5%）；通过Schaal烘箱试验(60°C)和Rancimat分析(110°C，20 L/h空气流速)评估氧化诱导期；利用DPPH和ABTS法测定自由基清除能力；采用HPLC监测γ-生育酚降解动力学；基于DFT计算（B3LYP/6-311+G(d,p)）分析分子间电子转移机制。

研究结果

协同抗氧化效应验证
加速氧化实验显示，IMPE/γ-生育酚混合组的氧化诱导期达7.84 h，显著超过两者单独作用的加和效应(IMPE 4.12 h，γ-生育酚5.01 h)，协同度(SD)达1.25。DPPH/ABTS实验证实混合体系自由基清除能力提升38.7%。

分子机制解析
DFT计算表明IMPE的咪唑并吡啶环具有较低电离势(8.23 eV)，易向γ-生育酚酚氧自由基(HOO-γ-Toc^•)提供氢原子，再生率为82.3%。HPLC降解动力学显示IMPE使γ-生育酚半衰期延长2.3倍。

实际应用价值
在模拟热榨条件下(180°C处理30 min)，含IMPE的亚麻籽油过氧化值(PV)降低57.8%，证实其在高温加工中的稳定性。细胞实验显示300 μg/mL剂量下无显著细胞毒性。

结论与意义
该研究首次在分子水平阐明了特定MRP(IMPE)与内源抗氧化剂的协同机制，证明IMPE通过电子转移再生γ-生育酚是协同效应的关键。这不仅为理解热榨油稳定性提升提供了理论依据，更为设计"MRP-内源抗氧化剂"复合体系开辟了新思路。研究成果对开发绿色、高效的油脂抗氧化技术，推动功能性油脂产业发展具有重要指导价值。