摘 要

羰基化合物（包括醛、酮、羧酸及其衍生物等）广泛存在于食品中，对食品风味和人体健康均有不小的影响。本文综述了对于食品中羰基化合物的研究及其检测方法，详细论述了食品中羰基化合物的来源与分类、食品中羰基化合物对食品风味及人体健康的影响、常见的前处理方法及检测方法等问题，并对食品中羰基化合物的检测这一课题作出了总结与展望。

关键词：食品；羰基化合物；前处理方法；检测方法

Abstract

Carbonyl compounds (aldehydes, ketones, carboxylic acids and their derivatives, ect) are widely distributed in foods, which have great influence on food flavor and human health. In this thesis the origin and classification of various carbonyl compounds in foods are summerized, the effects of carbonyl compounds on food flavor and human health are introduced. What’s more, the conventional analytical strategies as well as sample pretreatment methods for carbonyls were explained,At the end ,a conclusion was given.

Key Words: foods; carbonyl compounds; pretreatment methods; analytical methods

目 录

第1章 引言 1

1.1 食品中羰基化合物的来源与分类 1

1.1.1 食品添加剂中的羰基化合物 1

1.1.2 加工、储存过程中产生的羰基化合物 2

1.2 羰基化合物对食品风味及人体健康的影响 4

1.2.1 食品中羰基化合物对食品风味的影响 4

1.2.2食品中羰基化合物对人体健康的影响 4

1.3 影响食品中羰基化合物浓度的因素 5

1.4 食品中羰基化合物的检测方法 6

1.4.1分光光度法 6

1.4.2色谱法 6

1.4.3核磁共振法 7

第2章 前处理方法及检测方法 8

2.1 前处理方法 8

2.1.1 萃取和富集 8

2.1.2 化学衍生法 10

2.2 检测方法 13

2.2.1 气相色谱-质谱联用技术（GC-MS） 13

2.2.2 液相色谱-质谱联用技术（LC-MS） 13

2.2.3液相色谱-荧光检测器联用技术（LC-FLD） 14

第3章 总结与展望 16

参考文献 17

致 谢 21

第1章 引言

《汉书》有云：王者以民为天，而民以食为天。这句话形象地表达了食品对于人类而言的重要意义，我们每天都需要从食品中摄入能量及各种营养物质，从而维系正常的生命活动。随着经济的发展与科技的进步，食品行业也获得了飞速的发展，而人们对于食品的要求也逐渐从填饱肚子发展到吃得安全，吃得美味。而广泛存在于各种食品中的羰基化合物也因为其对食品风味的影响以及对人体健康的影响渐渐引起了人们的注意。

1.1 食品中羰基化合物的来源与分类

食品中的羰基化合物主要有各种醛、酮、羧酸衍生物（羧酸、酯、酰胺）等，主要来源有两种，第一种是人为添加到食品中用于改变风味、保质期等性质的食品添加剂，另一种是在加工、储存过程中通过食品中的各种分子发生化学反应产生的,图1.1中列出了食品中常见的几种羰基类化合物。

图1.1 食品中常见的羰基化合物举例

1.1.1 食品添加剂中的羰基化合物

有许多的食品添加剂都含有羰基化合物，如异麦芽酮糖、糖精等作为甜味剂；山楂核烟熏香味料，玫瑰油等作为香料。这些食品添加剂的使用原则、最大使用量等都在我国2015年开始实施的GB2760-2014中有较为详细的规定。

1.1.2 加工、储存过程中产生的羰基化合物

在加工、储存过程中，食品中的各种分子主要通过美拉德反应、糖类物质的自氧化和脂类的自氧化等^[1]反应产生羰基类化合物。

美拉德反应（Maillard reaction），是指羰基化合物和氨基化合物相互作用，通过一系列化学变化最终产生棕黑色的类黑精的反应，因此又称非酶棕色化反应或羰胺反应。如图1.2所示，美拉德反应经历以下几个阶段^[2]：首先，醛糖与氨基化合物发生反应，生成N-葡萄糖基胺，而后，该中间产物经Amadori重排形成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖，后续反应与体系的pH值有关，若反应体系pH ≤ 7，则1-氨基-1-脱氧-2-酮糖经过2,3-烯醇化成羟甲基糖醛或糖醛；若反应体系pH大于7，则会生成还原酮；另外，重排产物在没有空气的水溶液中产生对氨基苯乙酸的Strecker降解。最后，中间产物聚合，形成不饱和的，有颜色的聚合物类黑素。

图1.2 美拉德反应流程^[2]

糖类物质的自氧化是指还原糖受到催化，生成醛类，内酯，酸等物质的反应。如图1.3所示，糖类^[3]通过羰基与氨基反应生成Schiff碱，经过重排形成Amadori中间体，中间体进一步重排成为晚期糖基化终末产物。过程中可以生成多种羰基化合物，主要发生于糖类含量高的食物中。

图1.3 糖类自氧化反应历程^[3]

脂类的自氧化^[4]是指脂类在空气中受到催化，与氧气发生的一种较为缓慢、温和的反应。如图1.4所示，脂类的自氧化通常可分为如下四个阶段：诱导期，在诱发剂（如酶、过渡金属等）的作用下脂类（RH）与氧气作用生成自由基R·和ROO·；传播期，R·和ROO·自由基攻击其他脂类分子，产生氢过氧化物和新自由基，反复进行；终止期，自由基不断聚集，随着浓度增大，相互碰撞概率增加，若两自由基之间发生有效碰撞，则形成二聚物；二次产物的形成期，分解反应和聚合反应继续进行，形成羰基小分子化合物和更大的聚合物。

图1.4 脂类自氧化历程^[4]

1.2 羰基化合物对食品风味及人体健康的影响

1.2.1 食品中羰基化合物对食品风味的影响

食品风味是指，当人们摄入食物时产生的味觉、嗅觉、触觉等多种感觉综合而成的一种复杂的生理感觉^[5]。由于各人喜好不同，人们对于食品风味的评价也带有极强的主观性，但近年来随着科学技术的发展，人们也正在寻求更系统化更科学的评价方法与检测手段。

有许多羰基化合物本身就是重要的食品风味物质，如大多数的有机酸具有很浓的水果香味^[6]，酰基吡啶有类似薄脆饼干的味道^[7]，呋喃酮有类似焦糖的味道，反-2-壬烯醛带有卡板纸味，酯类具有水果香气等，我国现行食品添加剂使用标准中规定的天然香料如白柠檬油中也含有许多这样的羰基化合物，如带有强烈柠檬香味的柠檬醛，带有强烈柑橘香味的橙花醛^[8]等；还有很多羰基化合物是来自于美拉德反应的中间体或产物，如丙酮醛、糖醛等，丙酮醛具有辛辣刺激性气味和焦糖样甜味，糖醛有杏仁气味；脂类对于食品风味的影响主要来源于脂类的氧化及水解降解，形成多种不饱和醛，产生一种被称为氧化酸败的风味缺陷^[9]。