浙江大学博士学位论文 博士学位论文研究整体技术路线图 博士学位论文研究整体技术路线图 丙烯酰胺检测方法的建立 LC-MSMS栓测方法 第二章 植物类黄酮制剂对食品 中丙烯酰胺的抑制作用 证明生物黄酮 第三章 的抑制作用 丙烯酰胺低湿和微波 模式体系的建立 第四章 UPLC-MS/MS 货化后应 检测方法 体系参数 植物类黄丽制剂对丙烯 酰胺动力学的影响 初步确定生物黄酮的作用位点 第五章 与体系抗氧化性的关系 生物黄酮抑制丙烤酰胺 的构效关系 构建QSAR模型分析构效 第六章 土豆微波 最佳抑制 模式体系 作用浓度 UPLC-MS/MS同步检测方法 生物黄酮抑制丙烯酰胺 的机理 观察机理动力学参数变化 第七章 分析抑制作用位点
浙江大学博士学位论文 博士学位论文研究整体技术路线图 博士学位论文研究整体技术路线图 ；厂磊瓦磊菊磊习 。五五而忑孬磊习 第二章； i{ l莘警嘉菱震嚣雾磊嚣需F二二二二F二亏赢 I中丙烯酰胺的抑制作用r——1 证明生物黄酮 gg-章_； ： l 丙烯酰胺低湿和微波r———_———一 ： - l I ● ；—严1U◆一PLC-MS／MS l { 离陶期旱{ I一{ j I植物类黄酮制剂对丙烯i《—— l l 酰胺动力学的影响 Hi初步确定I生物黄酮的作用!位点 i l 。 。，厂再丽瓦蕊 ! I生物黄酮抑制丙烯酰胺 i： fl 的构效关系 第五章{ i L_————]—————_J L—_——r————] 第六章 l l l 掣掣．1 i l l 。，■五磊蕊雨磊 {l生物黄酉2茇翼于烯酰胺l i l 的机理 州I，厂_瓦蓁夏磊焉万再互丽 ：：!=!：!：二三竺：：二：兰：竺竺!： I‘．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．—．-．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一 l ● l一t ：I ULo-J -分7／析抑制作用位点 7I，11’Il丌，1 I卜，IJ。L二L．嚣、 ● IX 第七章{
新江大学博士学位论文 第一素文献综述与立题依据 第一章文献综述与立题依据 1.1热加工食品中的丙烯酰胺 1.1.1食品中丙烯酰胺的发现 2002年4月，瑞典斯德哥尔摩大学的研究人员首次在油炸或焙烤的马铃薯和谷物 类食品中发现了具有神经毒性的潜在致癌物丙烯酰胺(acrylamide),这一发现促使瑞 典国家食品管理局(SNFA)对随机抽取的-一百多种食品进行了检验和分析，并在其官 方网站上公布了检验结果(SNFA,2002)。5月，英国食品标准局(BFSA)公布了类 似的结果。随后，挪威、美国、澳大利亚、新西兰、加拿大等国负责食品安全的政府 机构对丙烯酰胺在食品中的含量也进行了测定并公布了结果，瑞典科学家的发现被证 实。与此同时，许多国际组织和研究机构对内烯酰胺在食品中的形成机理、毒理学、 风险评估等方面展开了研究。2005年3月，世界卫生组织(wH0)及联合国粮农组 织(FAO)食品添加剂联合专家委员会(JECFA)警告公众关注食品中的内烯酰肢， 呼吁采取措施减少食品中的内烯酰胺含量，确保食品的安全性(NFOSAN,2005)。 丙烯酰胺是一种白色品体，溶于水，乙醇、甲醇、二甲醚和丙酮，不溶于庚烷和 苯，其化学分子结构如图1】所示。它的α，邱不饱和氨基系统非常容易和亲核物质通 过Michael加成发生化学反应。固体丙烯酰胺在室温下比较稳定，但当温度接近其熔 点或受到紫外线照射时，内烯酰胺可以发生聚合反应生成聚内烯酰肢，氧化剂的存 在也会促使聚合反应的进行（张根义，2003）。 H2N 图11内烯酰胺的化学结构 Figure 1-1 The chemical structure of acrylamide 1
浙江大学博士学位论文 第一章文献综述与立题依据 第一章 文献综述与立题依据 1．1热加工食品中的丙烯酰胺 1．1．1食品中丙烯酰胺的发现 2002年4月，瑞典斯德哥尔摩大学的研究人员首次在油炸或焙烤的马铃薯和谷物 类食品中发现了具有神经毒性的潜在致癌物丙烯酰胺(acrylamide)，这一发现促使瑞 典国家食品管理局(SNFA)对随机抽取的一百多种食品进行了检验和分析，并在其官 方网站上公布了检验结果(SNFA，2002)。5月，英国食品标准局(BFSA)公布了类 似的结果。随后，挪威、美国、澳大利亚、新西兰、加拿大等国负责食品安全的政府 机构对丙烯酰胺在食品中的含量也进行了测定并公布了结果，瑞典科学家的发现被证 实。与此同时，许多国际组织和研究机构对丙烯酰胺在食品中的形成机理、毒理学、 风险评估等方面展开了研究。2005年3月，世界卫生组织(WHO)及联合国粮农组 织(FAO)食品添加剂联合专家委员会(JECFA)警告公众关注食品中的丙烯酰胺， 呼吁采取措施减少食品中的内烯酰胺含量，确保食品的安全性(1NFOSAN，2005)。 丙烯酰胺是一种白色晶体，溶于水、乙醇、甲醇、二甲醚和丙酮，不溶于庚烷和 苯，其化学分子结构如图1．1所示。它的伐，13．不饱和氨基系统非常容易和亲核物质通 过Michael加成发生化学反应。固体丙烯酰胺在室温下比较稳定，但当温度接近其熔 点或受到紫外线照射时，内烯酰胺可以发生聚合反应生成聚丙烯酰胺，氧化剂的存 在也会促使聚合反应的进行(张根义，2003)。 H2N 图1-1 丙烯酰胺的化学结构 Figure 1-1 The chemical structure ofacrylamide 1
浙红大学博士学位论文 第一廉文献综述与立愿依搭 1.1.2丙烯酰胺的毒性 急性毒性试验结果表明，大鼠、小鼠、豚鼠和兔的丙烯酰胺经口半数致死剂量 (LD0)为150-180mg/kg,属中等春性物质（卫生部，2005a)。此外，丙烯酰胺是 种公认的神经毒素，长期暴露童试验显示它可以引起人体和动物神经系统（主要是 外周神经)的损害(Tilson,1981;LoPachin&Lehning,1994):大鼠90天喂养试验显 示，以神经系统形态改变为终点，其未观察到的有害作用剂量(NOAEL)为0.2mgkg w天。哺乳动物体外细胞培养试验和体内试验均表明丙烯酰胺具有生殖毒性 (Dearficld et al,.1988;Costa et al.,1992)和致畸性(Dearfield et al,.l995)。大鼠生 殖和发育毒性试验得出其NOAEL为2 mg/kg bw/天。大鼠和小鼠长期试验研究表明， 丙烯酰胺与甲状腺癌、肾上腺癌、乳腺癌和生殖系统癌症的发病率存在剂量依嫠关 系（刘仁平&童建，2006），Olesen等(2008)通过前瞻性群组研究(prospective cohor study)表明，丹麦如女人群中丙烯酰胺的暴露量与乳腺癌的发病率具有一定的相关 性。国际癌症研究机构(ARC)已将丙烯酰胺列为2A组“人类可能的致癌物”。 丙烯酰胺具有较强的组织渗透性，可以通过未破损的皮肤、粘膜、肺和消化道进 入人体，经口摄入被认为是人体吸收内烯酰胺最快速和最完整的途径。日常生活中， 饮用水是入体摄入丙烯酰胺的主要米源，许多国家规定饮用水中丙烯酰胺的含量不 能超过025gL。食品包装材料内烯酰胺的迁移也是人体摄入丙烯酰胺的来源之 一，美国食品和药品管理局(USFD4)规定应用于与食品接触的纸张或纸板的聚丙 烯酰胺材料中丙烯酰胺单体的含量要限制在干分之二以下·（陈芳等，2006）。 1.1.3各类食品中丙烯酰胺的含量和人体可能暴露量 在JECFA第64次会议上(NFOSAN,2005),从24个国家获得的食品中丙烯酰 胺的检测数据共6752个，数据米源包含早餐谷物、土豆制品、咖啡及其类似制品、 奶类、糖和蜂蜜制品、蔬菜和饮料等主要消费食品，其屮含量较高的三类食品是： 高温加工的土豆制品（包括薯片、萝条等），平均含量为0.477mgkg,最高含量为 5.312mgkg:咖啡及其类似制h,平均含单为0.509mgkg,最高含量为7.300mgkg 早餐谷物类食品，平均含量为0,313mgkg,最高含量为7.834mgkg:其它种类食品 2
浙江大学博士学位论文 笫一章文献综述与立题依据 1．1．2丙烯酰胺的毒性 急性毒性试验结果表明，大鼠、小鼠、豚鼠和兔的丙烯酰胺经口半数致死剂量 (LD50)为150．180 megkg，属巾等毒性物质(卫生部，2005a)。此外，丙烯酰胺是一 种公认的神经毒素，长期暴露量试验显示它可以引起人体和动物神经系统(主要是 外周神经)的损害(Tilson，1981；LoPachin&Lehning，1994)；大鼠90天喂养试验显 示，以神经系统形态改变为终点，其未观察到的有害作用剂量(NOAEL)为0．2 mg／l(g bw／天。哺乳动物体外细胞培养试验和体内试验均表明丙烯酰胺具有生殖毒性 (Dearfield et a1．，1988；Costa et a1．，1992)和致畸性(Dearfield et a1．，1995)。大鼠生 殖和发育毒性试验得出其NOAEL为2 mg／l(g bw／天。大鼠和小鼠长期试验研究表明， 丙烯酰胺与甲状腺癌、肾上腺癌、乳腺癌和生殖系统癌症的发病率存在剂量依赖关 系(刘仁平&童建，2006)。Olesen等(2008)通过前瞻性群组研究(prospective cohort study)表明，丹麦妇女人群中丙烯酰胺的暴露量与乳腺癌的发病率具有一定的相关 性。国际癌症研究机构(1ARC)已将丙烯酰胺列为2A组“人类可能的致癌物"。 丙烯酰胺具有较强的组织渗透性，可以通过未破损的皮肤、粘膜、肺和消化道进 入人体，经口摄入被认为是人体吸收丙烯酰胺最快速和最完整的途径。日常生活中， 饮用水是人体摄入丙烯酰胺的主要来源，许多国家规定饮用水中丙烯酰胺的含量不 能超过0．25烬几。食品包装材料-I，丙烯酰胺的迁移也是人体摄入丙烯酰胺的来源之 一，美国食品和药品管理局(US FDA)规定应用于与食品接触的纸张或纸板的聚丙 烯酰胺材料中丙烯酰胺单体的含量要限制在千分之二以下．(陈芳等，2006)。 1．1．3各类食品中丙烯酰胺的含量和人体可能暴露量 在JECFA第64次会议上(INFOSAN，2005)，从24个国家获得的食品巾丙烯酰 胺的检测数据共6752个，数据来源包含早餐谷物、土豆制品、咖啡及其类似制品、 奶类、糖和蜂蜜制晶、蔬菜和饮料等丰要消费食品，其·}-含量较高的三类食品是： 高温加工的土卫-删口I口!(包括薯片、薯条等)，平均含量为O．477 mgAg，最高含量为 5．31 2 mg／kg：咖啡及其类似制占占，平均含量为0．509 mg／kg，最高含量为7．300 mg／kg； 早餐谷物类食品，平均含量为O．313 mg／kg，最高含量为7．834 mg／kg；其它种类食品 2
浙江大学博上学位论文 第一章文献综述与立题依据 的丙烯酰胺含量基本在0.1mg/kg以下，结果如表1-1所示（卫生部，2005a)。 表1-1各类食品中丙烯酰肢的含量 Table 1-1 Acrylamide contents in various foods 食品种类 样品数 均值(gkg) 最大值(gkg) 谷类 3304(12346) 343 7834 水产 52(107) 25 233 肉类 138(325) 勿 313 乳类 62147 5.8 36 坚果类 81(203) 84 1925 豆类 44(93) 51 320 根茎类 2068(10077 47 5312 煮土豆 33(66) 16 烤土豆 22(99) 169 1270 炸土豆片 874(3555) 2 4080 炸土豆条 1097(6309) 34 5312 冻土豆片 42(48) 110 750 糖、蜜（巧克力为主） 58(133) 112 蔬菜 84(193) 202 煮、蝶头 45(146) ，烤、炒 39(47) 9 咖啡、茶 469(0455) 509 730 咖啡（煮） 93(101) 13 116 咖啡（烤、磨、未煮） 205(709) 288 咖叶提取物 20(119) 1100 4948 咖啡（去咖啡因） 26(34) 668 5399 可可制品 23(23) 220 909 绿茶（烤） 29(101) 306 660 66(99) g 46 注：数据米源于2005年我国卫生部发布的丙烯酰胺危险性评佔报告
浙江大学博士学位论文 第一章文献综述与立题依据 的丙烯酰胺含量基本在0．1 mg／kg以下，结果如表1-1所示(卫生部，2005a)。 表1-1各类食品中丙烯酰胺的含量 Table 1-1 Acrylamide contents in various foods 注：数据来源于2005年我国卫生部发布的丙烯酰胺危险性评似报告。 3
浙江大学博士学位论文 第一章文献综述与立恩依据 由中国疾病预防控制中心营养与食品安全研究所提供的资料显示，被监测的100 余份样品中，丙烯酰胺含量为：薯类袖炸食品平均含量0.78mgkg,最高含量3.21 mgkg:谷物类油炸食品平均含量0.15mgkg,最高含量0.66mgkg:谷物类烘烤食 品平均含量0.13mgkg,最高含量0.59mgkg:其它食品，如速溶咖啡为0.36mgkg 大麦茶为0.51mgkg、玉米茶为0.27mgkg(卫生部，2005a)。就所检样品的测定结 果看，我国食品中的丙烯酰胺含量与其它国家相近。 对世界上17个国家内烯酰胺摄入量的评估结果显示，一般人群平均摄入量为 0.3-2.0 g/kg bw/天，90-97.5百分位数的高消费人群其摄入量为0.6-3.5μg/kg bw/天， 99百分位数的高消费人群其摄入量为5.1 g/kg bw/天。按体重计，儿童丙烯酰胺的 摄入量为成人的2-3倍。其中丙烯酰胺主要来源食品为炸土豆条(16-30%)、炸士豆 片(6-46%)、咖啡(13-39%)、饼干(10-20%)、面包(10-30%)，其余均小于10% JECFA根据各国的调查资料，认为人类的平均摄入量大致为1 ug/kg bw/天，而高消 费者大致为4 ug/kgbw/天，其中包括儿童（卫生部，2005a)。由于食品中以油炸薯类 食品、咖啡食品和烘烤谷类食品中的丙烯酰胺含量较高，而这些食品在我国人群中 的摄入水平应该不高于其它国家，因此，我国人群丙烯酰胺的摄入水平应不高于 JECFA评估的一般人群的摄入水平。 1.1.4丙烯酰胺摄入的危险性评估 动物试验结果表明，丙烯酰胺引起神经病理性改变的NOAEL值为0.2mg/kgbw, 根据人类平均摄入量为1 g/kgbw/天，高消费者为4 g/kg bw/.天进行计算，则人群 平均摄入和高摄入的暴露界限(M0E)分别为200和50：丙烯酰胺引起生殖毒性的 NOAEL值为2 mg/kg bw,则人群平均摄入和高摄入的MOE分别为2000和500. JECFA认为，此类副作用的危险性可以忽略，们是对于摄入量很高的人群，不排除 引起神经病现性改变的可能。鉴于流行病学调查资料及动物和人的生物学标记物数 据均不足以进行全面评价，放根据动物致癌性试验结果，对其致癌作用进行分析， 推算引起动物乳腺癌的基准剂量下限(BMDL)为0.3 mg/kg bw/天，根据人类平均摄 入主为1μe/kg bw/天，高消费者为4μg/kgbw//天计算，平均摄入和高摄入量人群的
浙江大学博七学位论文 第一章文献综述与立题依据 由中国疾病预防控制中心营养与食品安全研究所提供的资料显示，被监测的100 余份样品中，丙烯酰胺含量为：薯类油炸食品平均含量0．78 mg／kg，最高含量3．21 mg／kg；谷物类油炸食品平均含量0．1 5 mg／kg，最高含量0．66 mg／kg；谷物类烘烤食 品平均含量O．13 medkg，最高含量0．59 mg／kg；其它食品，如速溶咖啡为0．36 mg／kg、 大麦茶为0．51 mg／kg、玉米茶为0．27 mg／kg(卫生部，2005a)。就所检样品的测定结 果看，我国食品中的丙烯酰胺含量与其它国家相近。 对世界上17个国家丙烯酰胺摄入量的评估结果显示，一般人群平均摄入量为 0．3—2．0 pg厂kg bw／天，90-97．5百分位数的高消费人群其摄入量为0．6—3．5弘g／l(g bw／天， 99百分位数的高消费人群其摄入量为5．1 pg／l(g bw／天。按体重计，儿童丙烯酰胺的 摄入量为成人的2．3倍。其中丙烯酰胺主要来源食品为炸土豆条(16-30％)、炸土豆 片(6-46％)、咖啡(13-39％)、饼干(10．20％)、面包(10．30％)，其余均小于10％。 JECFA根据各国的调查资料，认为人类的平均摄入量大致为1 pg／kg bw／天，而高消 费者大致为4¨g／l(g bw／天，其中包括儿童(卫生部，2005a)。由于食品中以油炸薯类 食品、咖啡食品和烘烤谷类食晶中的丙烯酰胺含量较高，而这些食品在我国人群中 的摄入水平应该不高于其它国家，因此，我国人群丙烯酰胺的摄入水平应不高于 JECFA评估的一般人群的摄入水平。 1．1．4丙烯酰胺摄入的危险性评估 动物试验结果表明，丙烯酰胺引起神经病理性改变的NOAEL值为0．2 mg／kg bw， 根据人类平均摄入量为1“g／l(g bw／天，高消费者为4 rte非g bw／天进行计算，则人群 平均摄入和高摄入的暴露界限(MOE)分别为200和50；丙烯酰胺引起生殖毒性的 NOAEL值为2 mg／kg bw，则人群平均摄入和高摄入的MOE分别为2000和500。 JECFA认为，此类副作』f]的危险性可以忽略，{只是对于摄入量很高的人群，不排除 引起神经病理性改变的可能。鉴于流行病学调查资料及动物和人的生物学标记物数 据均不足以进行全面评价，故根据动物致癌性试验结果，对其致癌作川进行分析， 推算引起动物乳腺癌的基准剂量下限(BMDL)为O．3 mg／kg bw／天，根据人类平均摄 入量为l rtg／kg bw／天，高消费者为4}tg／kg bw／灭计算，平均摄入和高摄入量人群的 4