食品加工伴生危害物是食品加工中长期存在的一个问题,这些伴生危害物不仅会影响到食品的风味及品质,还会对人体造成一定的危害。运用科学的手段系统性地对这些伴生危害物进行分析以及研究如何降低食品加工体系中伴生危害物的产生很有必要。本文聚焦于美拉德反应物副产物5-羟甲基糠醛(5-HMF),对5-HMF与几种生物大分子的结合机制进行了研究,并且探究了5-HMF在化学模型中的形成规律及酚酸对其产生的抑制作用。主要的研究内容如下:1.通过多光谱学方法结合多元曲线解析-交替最小二乘法(MCR-ALS)和分子模拟对5-HMF和人血清白蛋白(HSA)的相互作用进行了研究。MCR-ALS方法证实产生了 5-HMF-HSA复合物,通过荧光谱图分析明确静态猝灭是其猝灭机理,结合常数为5.25 × 104 L mol-1(298 K),结合力中贡献最大的是氢键以及范德华力。5-HMF的结合区域为Sudlow位点Ⅰ,主要作用氨基酸为Lys106、Pro147和Gln29,5-HMF的结合使得HSA的结构发生了紧缩。食物营养素维生素C、绿原酸和根皮素可以降低两者的结合强度。2.探究了 5-HMF与β-酪蛋白(β-CN)的结合机制及对β-CN结构和功能的影响。研究发现5-HMF通过静态猝灭的方式与β-CN形成了基态复合物,结合区域位于β-CN的疏水空腔区域,主要作用力为疏水力。5-HMF的结合导致β-CN主要荧光团(酪氨酸、色氨酸)的微环境产生了变化,使得β-CN的疏水性和乳化性增加,乳化稳定性减弱。表面活性剂的存在可增加5-HMF与β-CN的结合亲和力。3.研究了 5-HMF与小牛胸腺DNA(ctDNA)的结合模式和机理。5-HMF与ctDNA以较弱结合力(103 Lmol-1)结合,在5-HMF-ctDNA复合物的形成过程中氢键和范德华力是主要作用力,通过MCR-ALS方法获得了复合物的光谱图及浓度曲线,确证了该复合物的形成。荧光竞争、粘度、熔点等实验结果证明5-HMF与ctDNA为沟槽结合,并且5-HMF可诱导ctDNA的结构从B型向A型转变甚至导致DNA双链的断裂。4.建立了蔗糖-谷氨酸化学反应模型,探究了该化学模型中5-HMF的产生规律。研究发现5-HMF的生成量随加热温度和加热时间的增加而增加,阿魏酸和咖啡酸能够有效抑制体系中5-HMF的产生,在实验添加量0.125～0.50 mM范围内其抑制率可达80%;同时在该浓度范围内,两种酚酸对体系中丙烯酰胺的抑制率也可以达到80%。