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MGO(丙酮醛)是美拉德反应过程中产生的活性中间产物,具有高反应活性,MGO进一步与氨基酸、肽以及蛋白质的游离氨基形成一系列不可逆转、稳定的糖基化终末产物晚期糖基化终末产物(AGEs)。该物质在体内积聚引起羰基应激,导致氧化应激和组织损伤,进而会诱发糖尿病并发症和心脑血管疾病等慢性疾病。本文构建槲皮素与MGO为反应体系,合成槲皮素转化的中间产物及终产物(MM-1和DM-2),并且通过Lys-葡萄糖-槲皮素体系、槲皮素-MGO体系、卵白蛋白-葡萄糖-槲皮素体系研究证明了槲皮素在美拉德反应中通过发挥抗氧化功效形成醌类物质,捕获MGO形成槲皮素-MGO一加合产物(MM-1)及槲皮素-MGO一加合产物DM-2;加合产物依然具有抗氧化、氧化还原功能进一步抑制MGO/GO形成;通过槲皮素-DM-2进一步形成加合产物TM等多种方法抑制体系中MGO/GO和AGEs的形成,从而完善黄酮抑制美拉德反应中有害糖基化终产物的反应机制。主要研究如下:1、构建槲皮素与MGO的反应,合成并制备MM-1和DM-2,通过Sephadex LH-20、TLC等色谱技术,得到了纯度均大于92%的MM-1和DM-2。通过液相色谱串联三重四极杆质谱(HPLC-MS/MS)、紫外光谱(UV)以及核磁共振(NMR)等技术鉴定其结构,槲皮素在C-8位加成一分子MGO形成MM-1,其中MM-1中的酮与烯醇存在互变异构体(MM-1A和MM-1B);槲皮素在C-6和C-8位加成两分子MGO形成DM-2,DM-2中存在四组酮与烯醇的互变异构体(DM-2A、DM-2B、DM-2C 和 DM-2D)。2、对照槲皮素考察槲皮素加成产物(MM-1和DM-2)的生物活性。(1)槲皮素、MM-1和DM-2均具有良好的抗氧化清除自由基能力;低浓度时(<0.01 mmol/L)DM-2和MM-1的还原性高于槲皮素,高浓度时(≥0.01 mmol/L),槲皮素的还原性高于MM-1和DM-2;常温下对DPPH自由基的清除效果,依次为槲皮素、MM-1,DM-2;高温条件下,Rancimat油脂氧化稳定性测定仪考察猪油的诱导时间,对油脂的抗氧化活性依次是槲皮素>MM-1>DM-2。(2)槲皮素、MM-1和DM-2均有清除羰基自由基的能力。在食品加工条件下的氨基酸-葡糖糖,卵白蛋白-葡萄糖模拟体系中,当添加量为100 μmmol/L时,三者对GO的抑制率均在46%以上,对MGO的抑制率略低在25%以上,对AGEs的抑制率较高75%以上;在牛血清蛋白-葡萄糖模拟的生理条件下,对GO的抑制率为12%以上,对MGO的抑制率为11%以上,对AGEs的抑制率为46%以上。以上结果表明槲皮素与MGO的加成产物在不同条件下的美拉德反应中均具有抗氧化、抑制MGO/GO和AGEs的功能活性。3、构建Lys-葡萄糖-槲皮素体系,采用LC-MS/MS技术跟踪监测黄酮的变化、中间产物的形成以及中间产物的后续变化来推测其作用历程,并通过槲皮素-MGO体系、卵白蛋白-葡萄糖-槲皮素体系加以论证。结果表明:(1)在槲皮素-Lys-葡萄糖体系中,在Lys-葡萄糖反应的前期(5 min),槲皮素主要是通过清除自由基的作用,氧化脱氢形成的醌类物质(QD-A和QD-B)来抑制体系中产生的MGO/GO;在反应的中期(10 min),主要通过捕获MGO形成槲皮素-MGO加合产物(MM-1和MM-2)来抑制MGO的形成;反应继续持续(30 min),槲皮素抑制MGO形成的作用路径分别为:a、通过捕获MGO的进一步形成多种加合产物槲皮素-MGO(MM-1,MM-2),槲皮素-2MGO(DM-1,DM-2,DM-3,DM-4);b、槲皮素-3MGO(TM-1);c、槲皮素-MGO的加合产物MM和DM通过氧化还原反应脱氢形成醌(MMQ-1,MMQ-2,MMQ-3,DMQ-A1,DMQ-A2,DMQ-B,MGQ-1,MGQ-2)。(2)论证 MM-1/DM-2 的反应机制。在 MM-1-MGO反应体系中,在5 min后MM-1即可与MGO形成槲皮素-2MGO加合产物DM-1和MM氧化脱氢形成的MMQ-1醌类物质。在DM-2-MGO体系中,DM-2与MGO反应的产物有三类:DM-2的同分异构体;DM与MGO进一步反应形成的槲皮素-3MGO加合产物TM-1、TM-2;DM脱氢形成的醌类物质DMQ-A2、DMQ-B2和DMQ-A3。(3)在槲皮素-卵白蛋白-葡萄糖体系,同样检测到了槲皮素-MGO的加成产物(MM)和槲皮素-2MGO(DM)以及MM脱氢形成的醌MMQ-3。