《Food Research International》:Effects and mechanism of litchi shell polyphenols on the formation of free and bound heterocyclic aromatic amines in roasted pork patties
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•荔枝壳多酚对结合态IQ表现出强烈的抑制作用(高达100%)。•荔枝壳多酚对活性羰基表现出清除效果。•游离HAA抑制:自由基清除和活性羰基封存。•结合态HAA抑制:前体竞争和位点遮蔽。引言肉类在高温加热过程中会发生脂质氧化、蛋白质热解和美拉德反应,产生各种潜在有害物质。杂环芳
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荔枝壳多酚对结合态IQ表现出强烈的抑制作用(高达100%)。
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荔枝壳多酚对活性羰基表现出清除效果。
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游离HAA抑制:自由基清除和活性羰基封存。
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结合态HAA抑制:前体竞争和位点遮蔽。
引言
肉类在高温加热过程中会发生脂质氧化、蛋白质热解和美拉德反应,产生各种潜在有害物质。杂环芳香胺(HAAs)是一个代表性类别(Adeyeye等,2025)。HAAs是在富含蛋白质的食品热加工过程中产生的,属于高致癌性和致突变性的杂环芳香化合物,可分为游离态和结合态两种形式(Bulanda & Janoszka, 2022; Chen等,2017)。游离HAAs已被长期证实可直接被吸收,通过肝脏代谢和活化形成亲电产物,与DNA结合诱导突变。长期膳食暴露还会显著增加结肠癌和乳腺癌的风险(Bellamri等,2021)。尽管近年来一些学者逐渐开始关注蛋白质结合态HAAs的潜在毒性,但相关研究仍相对有限。蛋白质结合态HAAs在肠道微生物或消化酶水解作用下可释放大量的毒性游离HAAs(Xue等,2022a,Xue等,2022b)。因此,两种形式的HAAs均不可忽视。开发有效的减缓和控制措施仍然是一个严峻的挑战,并持续成为研究的焦点。
外源添加剂是减少HAAs危害的直接且可控手段。Gibis等人发现,含有迷迭香或葡萄籽提取物的油性腌料可有效抑制炸牛肉饼中MeIQx和PhIP的形成(Gibis & Weiss, 2012)。Li等人证明蓝莓提取物对大黄鱼中的HAAs具有显著的抑制作用,对Norharman和PhIP的抑制率分别为94.85%和71.15%(Li等,2022)。此外,Xu等(2024)报道桑叶提取物中的酚类化合物可有效抑制游离态和结合态HAAs,抑制率分别为64.43%和43.44%。荔枝加工过程中会产生大量副产品,如果壳和果核等不可食用部分,通常作为废弃物处理。荔枝壳富含花青素、黄酮类等生物活性成分,占果重的15%-20%。它们是膳食多酚的重要来源,具有很高的利用价值(Zhao等,2020)。Cano-Gómez等(2024)的研究表明,荔枝壳具有抗氧化、降血糖、抗癌活性、心脏保护和肝脏保护等生物特性。Yang等(2022)发现荔枝壳提取物具有很高的自由基清除活性,可增强老年小鼠抗氧化酶的活性,从而减少氧化损伤。此外,植物多酚已被广泛证明具有优异的抗氧化和自由基清除能力。它们是安全性高的天然提取物,满足消费者选择的需求,也已成为理想的HAAs抑制剂来源(Nadeem等,2021; Yang, 2025)。
然而,目前关于荔枝壳多酚(LC)在高温肉类加工过程中对HAAs抑制作用的研究尚缺乏。因此,基于我们先前研究中建立的LC定性和定量图谱(Chen等,2025),本研究调查了LC及其三种特征儿茶素——即儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)——对烤猪肉饼中游离态和结合态HAAs及其关键中间产物的影响。此外,还进行了相关性分析和构效关系(SAR)评估,以阐明其潜在抑制机制。本研究选择PhIP、IQ和MeIQx作为目标分析物,因为它们是热加工肉制品中常见的HAAs,且具有强致癌性和致突变性。尽管Norharman本身不直接致癌,但它作为协同致突变物可显著增强其他HAAs的致突变活性,因此也被纳入本研究。本研究为食品加工过程中减缓和控制HAAs提供了有价值的理论基础。同时,也为荔枝加工副产品的增值利用提供了新的策略。
章节摘要
化学试剂
EC、EGC和EGCG(纯度≥98%)购自源叶生物科技(中国上海)。纯度为70%的LC购自湖北康美迪化工有限公司。美国Santa Cruz Biotechnology公司提供了四种HAAs标准品,包括2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4,5-b]吡啶(PhIP)、9H-吡啶[3,4-b]吲哚(Norharman)、2-氨基-3-甲基咪唑[4,5-f]喹啉(IQ)和2-氨基-3,8-二甲基咪唑[4,5-f]喹喔啉(MeIQx),均为HPLC级98%纯度。
荔枝壳多酚对烤猪肉饼中结合态HAA水平的影响
如图1所示,在对照组中,结合态HAAs的总浓度为0.573 μg/kg,其中MeIQx最为主要(0.232 μg/kg),其次是IQ(0.161 μg/kg)、Norharman(0.119 μg/kg)和PhIP(0.062 μg/kg)。在研究LC及其特征儿茶素的影响时发现,儿茶素(EC)对结合态HAAs的抑制率在37.39%至76.41%之间。此外,在EC处理组中这四种结合态HAAs的水平为
结论
本研究发现,添加LC及其特征儿茶素对结合态IQ的抑制效果最佳。除Norharman外,LC及其特征儿茶素对另外三种游离HAAs的形成表现出一定的抑制作用。此外,LC及其特征儿茶素对游离HAAs的抑制作用主要归因于酚羟基的自由基清除能力以及对活性羰基中间体的封存作用。
CRediT作者贡献声明
黄晓军: 撰写——初稿,概念化。陈琦: 撰写——初稿,验证。钱敏: 可视化,调查。马飞: 调查,数据整理。蔡克州: 形式分析。李培军: 形式分析。曾晓芳: 监督,资源提供。白卫东: 撰写——审阅与编辑,监督。李祥鸾: 形式分析,数据整理。李光辉: 形式分析。董浩: 资源提供,项目管理。
利益冲突声明
作者声明,他们没有已知的经济利益冲突或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本工作得到广东省重点领域研发计划(2025B0202130003)、广东省高校重点领域专项(2025ZDZX2031)、广东省重点建设学科科研能力提升项目(2025ZDJS004、2024ZDJS005)的资助。
黄晓军|陈琦|钱敏|马飞|蔡克州|李培军|曾晓芳|白卫东|李祥鸾|李光辉|董浩