食品界

超高效液相色谱-稳定性同位素稀释质谱法测定预包装食品中不同阶段美拉德反应产物含量

美拉德反应，是在食品热加工、烹饪和贮存过程中自发且广泛存在的一种反应，也称为非酶褐变反应，是羰基化合物和氨基化合物间经过一系列复杂反应最终生成棕色甚至黑色稳定聚合产物的过程。美拉德反应各阶段会产生多种美拉德反应产物（MRPs）。MRPs在体内的过度积累会促进氧化应激和炎症，并密切参与多种慢性非传染性疾病的发病机制，如2型糖尿病、慢性肾衰竭、心血管疾病、神经退行性疾病和某些类型的癌症。因此，针对加工食品中MRPs的研究已成为近年来的热点和焦点。

浙江工商大学的李华韬、张巧智、傅玲琳*等研究建立基于稳定同位素内标稀释的超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱（UPLC-QqQ-MS/MS）法，可实现同时定量预包装食品中7 种不同美拉德反应阶段的MRPs。进一步利用该方法分析134 种常见预包装食品中MRPs的含量，结合预包装食品主要营养成分信息，使用主成分分析（PCA）、相关性分析等统计学方法，揭示不同预包装食品类别中MRPs的含量分布及其与主要宏量营养素成分间的关系，为食品中不同阶段MRPs的含量检测及对膳食MRPs摄入量的评估提供重要参考，这对未来深入探究食品中MRPs在人类疾病中的作用具有重要意义。

1 MRPs的UPLC-MS/MS分析

对样品中的MRPs进行分离以便进行后续的MS/MS分析，MRPs的保留时间见图1。优化后，在单次色谱运行中大多数分析物具有良好的分离效果和峰形，并能得到所有分析物可靠的MS/MS光谱。由于MG-H1和MG-H3具有相同的保留时间、分子质量和MS/MS图谱，因此无法分辨它们的响应信号。在酸水解过程中，MG-H1异构体可能部分转化为MG-H3异构体，进而导致对该2 种化合物的定量出现误差。因此，在本研究中，MG-H1和MG-H3的浓度值将基于这2 种异构体的峰面积之和进行计算，统称为MG-H1/3。

2 方法学评价

线性范围、检出限及定量限结果

制备质量浓度为5.0～800.0 ng/mL的混合标准系列溶液，以分析物质量浓度为横坐标（x），以分析物定量离子对信号响应峰面积与对应内标物峰面积比值为纵坐标（y），绘制标准曲线。如表3所示，每种分析物在5.0～800.0 ng/mL范围内均具有良好的线性关系，R²＞0.999。不断稀释标准溶液的质量浓度，当信噪比分别为3.0和10.0时，得到目标分析物的检出限和定量限。目标分析物的检出限和定量限分别为2.1～14.2 ng/mL和7.4～41.2 ng/mL。

加标回收率及精密度结果

为了验证该方法的准确性，以UHT牛奶、白面包和蚝油作为食品基质样品，根据UHT牛奶、白面包和蚝油样品中MRPs的含量分布，每种分析物的加标量选择200.0 ng/mL进行加标回收实验。对加标样品平行测定结果见表4。该方法得到的所有分析物的加标回收率在UHT牛奶中为89.1%～111.3%，在白面包中为88.4%～102.0%，在蚝油中为90.6%～101.4%，日内精密度分别为3.1%～6.8%、2.1%～7.9%和3.6～6.3%，日间精密度分别为4.2%～8.7%、3.4%～8.7%和5.1～7.3%。

3 常见预包装食品样品含量测定结果

利用所建立的检测方法分析134 种常见预包装食品中MRPs的含量（以每1 kg湿质量计），结果如图2所示。总体上，坚果制品（33.49～661.45 mg/kg）、糖果和零食（31.29～308.44 mg/kg）、糕点和饼干（16.53～278.22 mg/kg）、豆制品（11.36～143.06 mg/kg）和肉制品（12.46～167.54 mg/kg）中总MRPs的水平显著高于酱汁和调味品（3.15～107.69 mg/kg）、面包（70.74～98.85 mg/kg）、谷物制品（40.51～66.66 mg/kg）、乳制品（0.93～65.05 mg/kg）、蛋（25.31～39.23 mg/kg）、水果（11.79 mg/kg）、油（0～3.76 mg/kg）和饮料类食品（0～3.56 mg/kg）。CML、MG-H1/3、MG-H2和G-H1是大多数食品中发现的主要MRPs，相比之下，CEL和糠氨酸虽然可以在大多数食品样品中检测到，但其含量相对较低。

在分析的134 种常见预包装食品中，坚果制品的MRPs含量最高，主要是MG-H1/3、MG-H2和G-H1。其中，蜜焗和烤制增加了花生中MRPs的含量。糖果和零食、烘焙产品中MRPs的含量也相对较高。在乳制品中，冰淇淋和巴氏杀菌奶中MRPs的含量明显低于UHT牛奶。

此外，在肉制品和豆制品中也检测到了较高水平的MRPs，同时发现三文鱼罐头中MRPs的水平远高于烟熏三文鱼。在豆制品中，除酱油（老抽和生抽）外，发酵豆制品中的MRPs浓度，特别是CML高于未发酵和加工程度低的豆制品（白豆腐和豆浆）。总体上，不同类别预包装食品中MRPs的含量差距较大，这与食品的加工条件和组分差异密切相关。一系列外部和内部因素会对美拉德反应及MRPs的形成过程产生影响，特定MRPs的含量差异可用样品前处理方式、检测方法和食品组分的不同解释。

4 PCA及相关性分析

为了进一步了解预包装食品中MRPs的形成特点，对上述数据进行PCA，结果如图3A所示。预包装食品中主要的MRPs，即CML、CEL、G-H1、MG-H2和MG-H1/3与总MRPs的含量密切相关，且可基本由PC1定义。各个单个MRP与总MRPs含量之间相关性最强的是MG-H2（r=0.964，P＜0.001）和MGH1/3（r=0.960，P＜0.001），该两者可以作为预包装食品中MRPs含量的总体评价指标。

根据预包装食品营养成分标签上的信息得到对应食品中蛋白质、脂肪、总糖的含量，将其与各类MRPs的含量进行相关性分析，结果如图3B所示。可见，MRPs含量与蛋白质含量之间的相关性最强，其次是总糖和脂肪；除糠氨酸与脂肪之间不存在相关性外，其余均呈显著正相关。

5 结论

通过建立一种基于稳定同位素稀释的UPLC-QqQMS/MS方法，实现同时定量预包装食品中7 种不同阶段的MRPs（CML、CEL、G-H1、MG-H1/3、MG-H2、糠氨酸），并进一步利用该方法分析134 种常见预包装食品中的MRPs含量，提出了首个中式预包装食品MRPs数据库。经数据分析发现，CML、MG-H1/3、MG-H2和G-H1是大多数食品中主要的MRPs，且在坚果制品、糖果和零食、糕点和饼干、豆制品和肉制品中含量较高。在预包装食品中，7 种MRPs含量之间存在显著正相关，且与食品中蛋白质、脂肪、总糖含量呈显著正相关。本研究为食品中MRPs的检测分析以及对饮食中MRPs摄入量的准确评估提供了数据支撑，有利于研究人员在观察性和干预性研究中探究食源性MRPs在人类疾病中的病理作用。

本文《超高效液相色谱-稳定性同位素稀释质谱法测定预包装食品中不同阶段美拉德反应产物含量》来源于《食品科学》2023年44卷08期293-300页。作者：李华韬，张巧智，鲍宗燠，蔡庆霆，倪皓洁，郑睿行，张书芬，曹丽丽，王彦波，傅玲琳. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221026-272.