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1、食品中食品中2,33丁二酮形成機(jī)制和檢測(cè)方法綜述丁二酮形成機(jī)制和檢測(cè)方法綜述分析化學(xué)論分析化學(xué)論文2,3丁二酮又名雙乙酰、丁二酮,是一種黃色至淺綠色且具有強(qiáng)烈奶油香味的重要香料。2,3丁二酮天然存在于發(fā)酵乳制品和啤酒等發(fā)酵飲料中,1983年被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)規(guī)定為GRAS級(jí)(generallyrecognizedassafe),廣泛用作焙烤食品、非酒精飲料、糖果、乳制品替代品、奶油等食品的風(fēng)味物質(zhì)[1-4]。最近的研究表
2、明,2,3丁二酮具有導(dǎo)致閉塞性細(xì)支氣管炎、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激等毒性作用,食品中2,3丁二酮的安全性問題引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注[5-6]。本文綜述了食品中2,3丁二酮形成機(jī)制和檢測(cè)方法方面的研究進(jìn)展。1食品中2,3丁二酮形成機(jī)制在食品加工過程中,2,3丁二酮的形成途徑主要包括脂質(zhì)氧化、糖類分解、美拉德反應(yīng)、微生物發(fā)酵和核黃素光敏氧化等。1.1脂質(zhì)氧化富含脂肪酸的食品在烹調(diào)和熱加工過程中能夠產(chǎn)生2,3丁二酮等羰基化合物,其可能反應(yīng)途徑見圖1[4]
3、。不飽和脂肪酸在超氧陰離子(O-2)、單線態(tài)氧(1O2)、羥自由基(OH)等活性氧作用下發(fā)生過氧化反應(yīng),形成氫過氧化物、環(huán)氧化合物等中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物能夠繼續(xù)反應(yīng)并生成2,3丁二酮等活性羰基化合物[3,7]。例如,生牛乳中2,3丁二酮含量為5gkg,依次經(jīng)82℃加熱30min、146℃加熱4s后,2,3丁二酮含量升高到38gkg[8]。二酮是一種重要的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物,是構(gòu)成咖啡香味的主要物質(zhì)[10]。在D葡萄糖、氨水和亞硫酸鹽組成的美拉
4、德反應(yīng)模擬體系中,2,3丁二酮的生成量隨葡萄糖和氨水濃度的升高而升高,而美拉德反應(yīng)抑制劑Na2SO3能顯著抑制2,3丁二酮的生成[10]。此外,國(guó)外對(duì)美拉德反應(yīng)過程中2,3丁二酮的形成機(jī)制進(jìn)行了大量研究。在[13C-2]甘氨酸葡萄糖模擬反應(yīng)體系中,70%的2,3丁二酮分子結(jié)構(gòu)中含有1個(gè)13C原子,表明氨基酸參與了美拉德模擬反應(yīng)體系中丙酮醛到2,3丁二酮的轉(zhuǎn)化[11]。在[13C-2]甘氨酸乙二醛模擬反應(yīng)體系中,2,3丁二酮全部被13C標(biāo)
5、記而在[13C-2]甘氨酸丙酮醛模擬反應(yīng)體系中,2,3丁二酮全部含有1個(gè)13C原子1。以上結(jié)果表明,2,3丁二酮的形成涉及氨基酸中C原子與二羰基化合物之間的反應(yīng)[11]。綜上所述,美拉德反應(yīng)中除糖類化合物的熱分解反應(yīng)形成2,3丁二酮以外,氨基酸與糖類化合物降解產(chǎn)物(活性醛類化合物)之間的反應(yīng)也是形成2,3丁二酮的重要途徑。1.4微生物發(fā)酵1及發(fā)酵乳制品中,2,3丁二酮主要由微生物代謝產(chǎn)生[13-14]。影響微生物合成2,3丁二酮的因素主
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