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【学术速递】前沿综述:高级糖基化终产物与食品加工和人体健康关系

-Comprehensive reviews in food science and food safety


编译:海外食品华人协会 周小敏



本篇是 “海外食品学术速递” 平台启动以来第三篇文章,整理者为海外食品华人协会成员周小敏博士,在哥本哈根大学攻读营养代谢组学博士学位,对食品热加工、美拉德反应及其产物很感兴趣,在此分享一篇最新该领域的综述一篇。



2020年7月10日,浙江工商大学张巧智,王彦波和傅玲琳在Top 期刊Comprehensive reviews in food science and food safety(IF 9.912)在线发表该综述文章。  


摘要:

膳食高级糖基化终产物(dAGE)是食品加工和家庭烹饪过程中引发的非酶促糖基化反应产生的高度异质化产物。大量研究表明,dAGEs与各种慢性疾病密切相关,被吸收的dAGEs增加了体内AGEs含量,从而对机体造成不利影响。目前,由于不明确的生物利用度和dAGEs的快速肾脏清除作用,dAGEs与生物学AGEs之间的关系仍存在争议。在此,该研究团队提供了有关dAGE的最新信息,包括其在加工食品中的形成、分析和表征技术、代谢过程、与AGE受体的相互作用、对人体健康影响和消减策略。另外,陈述了dAGE与食物过敏之间相关性的可能依据。


图1具有代表性的游离和肽/蛋白质结合态的AGE化学结构
图1具有代表性的游离和肽/蛋白质结合态的AGE化学结构

AGEs广泛存在于食品中,其含量在很大程度上取决于羰基和氨基的活性和反应条件如pH和加热方式。AGEs一旦被消化、吸收并进入人体循环中,dAGEs将对机体产生有害作用途径重要有两种:一种依赖AGE受体的方式刺激细胞发生一系列信号,第二种是独立于AGE受体-通过形成复合物引发蛋白质功能失调。在食品加工过程中对dAGEs生成的抑制和减弱AGEs在膳食中含量是两种主要方式,以此达到降低对人体健康不利影响。为了阐明dAGE对人类健康的生物学作用,提出了以下重要展望:dAGE的分子大小和复杂性;未吸收的dAGE与肠道菌群之间的相互作用;热处理食品过程产生的这类化合物所扮演的作用。


图2 在食品加工和家庭烹饪的食物中AGEs的含量

图3 在口服方式下,膳食中AGEs可能的代谢途径。SCFAs,短链脂肪酸; BCFAs,支链脂肪酸。

结论与未来展望:

综上所述,dAGEs在食品科学和人体营养中变得越发重要。尽管dAGEs在上述方面取得了一些进展,但其在生物利用度,代谢方式以及与人体中生物蛋白相互作用的机制仍知之甚少。在常见的广泛食用的食物中,我们需要构建简单、快速和精确的技术以建立可靠的食物中AGEs含量数据库。dAGEs的消化和吸收特性,及其与AGE受体结合机理,都需建立在AGEs结构明确的基础上进行研究和论述。通过改变加工条件和应用抗糖基化生物活性剂来抑制dAGEs生成似乎挺有希望,同时优化加工工艺参数以平衡产品感官品质和AGEs生成含量也是一种方式。当阐述aAGEs在特定致病过程中所扮演的角色时,他们的分子质量和复杂性,与肠道菌群的相互关系,以及非AGEs在食物加工过程中所起到作用,这些信息目前是缺失的。而这些信息和研究又是今后的观察或干预试验和实验室实验(包括体内和体外)很重要的研究方向。    


图4 AGE-受体系统:下游信号通路和AGEs解毒方式。AGE-RAGE相互作用激活了一系列下游细胞信号,包括MAPK激酶,rho-GTPase,PI-3K和Jak / Stat级联反应。另,AGE-RAGE相互作用通过刺激NADPH氧化酶提高和促进ROS生成。激活途径将进一步刺激与炎症和氧化应激相关基因的转录。在有高AGE负担条件下,其他受体,也就是AG-RI和SR受体,通过受体介导的内吞作用与AGE结合,导致细胞内摄取和降解过量的AGE。另,AGE-RI通过上调SIRT1抑制RAGE介导的NF-κB活化。一旦加工产物dAGEs转移到肾脏系统,受体就可回收并转移回膜上。


图5 支持膳食中AGEs和食物致敏可能相关性的科学依据。

图 6 在加工食物中影响AGEs形成的内部和外部因素。

参考文献

DOI:10.1111/1541-4337.12593



专 家 简 介

张巧智,女,1990年10月生,黑龙江齐齐哈尔人,博士。2019年9月毕业于东北农业大学,获食品科学与工程专业博士学位,期间参与“十三五国家重点研发计划项目”、“黑龙江省自然科学基金重点项目”等多项国家、省部级科研项目,参与编撰多部专著、教材及会刊等。2017年11月至2018年12月赴美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校交流学习。2019年6月进入浙江工商大学食品与生物工程学院工作。目前在国内外学术期刊共参与发表论文30余篇,其中12篇被SCI/EI收录(第一作者),担任Journal of Functional Foods (IF=3.197)、Food & Function(IF=3.241)等杂志审稿人。


主要研究方向:食品加工内源性有害物质与疾病关系;食物过敏及食物致敏原消减方式;食源功能性组分与主要营养素互作机制。


王彦波,男,1978年1月生,山东东营人,博士,教授,博士生导师,曾在美国佛罗里达大学(University of Florida, UF)从事博士后研究,现任浙江工商大学食品与生物工程学院副院长,党委人才办公室副主任,兼任中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程专业委员会常务理事、中国食品科学技术学会第三届青年工作委员会委员、全国特殊膳食标准化技术委员会委员、中国生物工程学会食品生物技术专业委员会委员等,期刊《Food Science and Human Wellness》、《食品工业科技》、《食品研究与开发》等编委。入选国家“万人计划”领军人才,科技部创新人才推进计划、浙江省高等学校优秀青年教师资助计划、浙江省151人才工程培养人员、浙江省高等学校中青年学科带头人等。


迄今主持“十三五”国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、浙江省杰出青年科学基金项目、浙江省重点研发计划项目等国家和省部级任务近20项,由CRC Press、Elsevier、Springer等出版国际学术著作5部,科学普及著作5部,出版教材3部,授权国家发明专利12件,制修订国家标准15项,以第一/通讯作者共发表学术论文120余篇,ESI高被引学术论文2篇,其中近五年发表SCI收录论文40余篇(一区论文22篇),累计荣获中国商业联合会科学技术奖一、二等奖、浙江省科学技术进步奖二等奖、浙江省自然科学奖三等奖、浙江省高校优秀科研成果奖三等奖等奖励8项。

研究方向:食品安全与品质控制;食品应用微生物技术。

傅玲琳,女,1981年11月生,浙江浦江人,博士,教授,博士生导师,美国哈佛大学博士后,英国剑桥大学高级访问学者,兼任中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会常务理事、中国生物发酵产业协会益生制品分会理事、中国食品科学技术学会第三届青年工作委员会委员、全国工具酶标准化委员会委员、中国研究型医院学会过敏医学专业委员会食物过敏学组委员等,期刊《Food Science and Human Wellness》、《食品研究与开发》等编委。入选教育部长江学者奖励计划-青年学者、浙江省首批“万人计划”青年拔尖人才、浙江省杰出青年科学基金获得者、浙江省高等学校首批“院士结对青年英才计划”人选、浙江省高等学校中青年学科带头人、浙江省高等学校优秀青年教师资助计划等。荣获第十二届“浙江青年五四奖章”、第四届全省高校“最受师生喜爱的书记”等荣誉称号。

迄今主持“十三五”国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、科技部农业科技成果转化资金项目、浙江省杰出青年科学基金等国家和省部级课题17项,出版国际学术著作5部(CRC Press、Elsevier、Springer等出版社),科学普及著作5部,参编教材4部,授权国家发明专利10件,制修订国家标准5项,以第一/通讯作者共发表学术论文80余篇,其中近五年发表SCI收录论文近40篇(一区论文19篇)。近年来获中国商业联合会科学技术奖一等奖1次、二等奖2次,浙江省科学技术进步二等奖1次,浙江省自然科学奖三等奖1次,浙江省自然科学基金优秀论文奖1次等。

研究方向:食物致敏原与安全;食品加工产物安全评估及控制;食品原料贮藏安全



 









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