VC對牛肉熏煮香腸中雜環胺和N-亞硝胺的抑制作用

Abstract：This studyexploredtheantioxidantcapacityofdiferentamountsofadded vitaminCandtheinhibitoryffectson heterocyclic amines and N. -nitrosamines in smoked and cooked beef sausage，and it also revealed the underlying molecular mechanism by using density functional theory.It was found that addition of vitamin C at 500mg/kg scavenged 60.25% of hydroxyl radical， 89.25% of1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl （DPPH） radical， 77.31% of superoxide anion radical and 58.46% of2，2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonicacid）（ABTS）cationradical，andreducedthecontentsof total heterocyclic amines and N -nitrosamines by 46% and 40% ，respectively.Moreover， it had the most significant inhibitory effecton 9H-pyrido[3，4-b]indole and N. -nitrosodimethylamine. Correlation analysis revealed highly significantly negative corelations betweenthehydroxylradical scavenging efectandthe totalheterocyclicaminecontent，andbetweenthe DPPH radical scavenging effect and the total N. -nitrosamine content （Plt;0.01 ）.Density functional theory calculationsshowed that the O3-HandO5-Hsitesof the dienolring in the vitamin Cmolecule jointlydominated theradical scavenging process throughhydrogenatomtransferandelectrontransfer-protontransfermechanisms.Inconclusion，vitaminCexhibitsexellnt antioxidant capacity and inhibitory effects on heterocyclic amines and N. -nitrosamines in smoked and cooked beef sausage.

Keywords：smoked and cooked beef sausage;vitamin C; heterocyclic amine; N. -nitrosamine; control of hazardous substances

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20250513-145

中圖分類號：TS251.6 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2025）10-0017-08

熏煮香腸是一種典型的低溫肉制品，以牛肉為主要原料，經原料肉處理、腌制、灌腸、蒸煮、干燥、煙熏、冷卻等工藝制成的蒸煮灌腸類肉制品[1]。在熱加工過程中，肉制品經過煮制、熏制及添加亞硝酸鹽等步驟易形成雜環胺和N-亞硝胺等有害物質。流行病學研究[2顯示，攝入雜環胺與N-亞硝胺會增加患直腸癌、食道癌、胃癌和其他疾病的風險。

隨著我國公眾健康意識的增強，利用天然抗氧化劑清除自由基已成為抑制肉制品中雜環胺生成的重要途徑之一[3]。這類物質的核心功效源于其含有的酚羥基結構賦予的強自由基清除能力，如花青素、草本提取物及香辛料等天然來源成分[4-6]。值得關注的是，維生素類物質在抑制雜環胺方面具有雙重作用，一方面，維生素是維持人體健康必需的營養素，另一方面，其抗氧化特性對雜環胺抑制具有顯著效果[7]。包香香研究顯示，VC、 VB₃ 和VB均可抑制羅非魚餅中致癌物2-氨基-3，8-二甲基咪唑并喹喔啉（2-amino-3，8-dimethylimidazo [4，5-β] quinoxaline，MeIQx）的生成，其中 VB₆ 效果最顯著，在模擬實驗和實際樣品中，其抑制率分別達 82.72% 和78.54% 。張晨霞在油炸雞肉中量化了茶多酚與VE的劑量效應關系，最佳濃度下分別實現 45.2% 和 167.2% 的抑制率，其機制涉及阻斷吡嗪陽離子自由基鏈式反應。Wong等[10]系統揭示了B族維生素（ ΔVB₁/VB₃/VB₆/VB₇ ）通過降低中間產物濃度抑制雜環胺合成的路徑。綜上所述，在肉制品中添加具有天然抗氧化性的維生素具備抑制雜環胺形成的潛力。VC是人體無法自主合成、必須通過膳食攝取的水溶性維生素，具有強抗氧化性。盡管其在抑制肉制品中脂肪和蛋白質氧化方面已有充分研究，但關于VC對熏煮香腸中雜環胺和N-亞硝胺的抑制作用鮮見報道。

本研究分析VC對牛肉熏煮香腸中雜環胺及N-亞硝胺形成的影響，并從分子角度利用密度泛函理論分析其清除自由基的抗氧化機理，為減少肉制品中雜環胺和N-亞硝胺的含量提供理論依據，有效降低此類致癌物帶來的健康風險，為開發兼具營養強化與食品安全保障功能的肉制品加工技術提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉購自省長春皓月清真肉業股份有限公司。

VC（食品級） 石藥集團維生藥業（石家莊）有限公司；氫氧化鈉、無水硫酸鈉、硫酸亞鐵、乙醇、水楊酸（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、濃氨水、過氧化氫、Tris-HCI、鄰苯三酚、鹽酸（均為分析純） 上海麥克林生化科技有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、 ^2，2′ -聯氮-雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ _2，2^′ -azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonicacid），ABTS）、乙酸乙酯、乙酸銨、二氯甲烷、甲醇（均為分析純） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；9H-吡啶[3，4-b]吲哚（9H-pyrido[3，4-b]indole，Norharman）、1-甲基-9H-吡啶并[3，4-b]吲哚（1-methyl-9H-pyrido[3，4-b]indole，Harman）、MeIQx、2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4，5-b]吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4，5-b]pyridine，PhIP）標準品美國SantaCruzBiotechnology公司。

1.2 儀器與設備

HX-J3099小型實驗用絞肉機 佛山市海迅電器有限公司；DK-98-1電熱恒溫水浴鍋 天津泰斯特儀器有限公司；UV-8000S紫外-可見分光光度計上海元析儀器有限公司；GB204電子天平 上海天普分析儀器有限公司；SYZ0.5D-A多功能煙熏爐 青島德維機械制造有限公司；FJ200-SH數顯高速分散均質機北京標本模型廠；TGL-10B臺式離心機上海安亭儀器廠；DHG-101-3A電熱恒溫干燥箱上海一恒科學儀器有限公司；API-4000高效液相色譜串聯三重四極桿質譜儀 日本島津公司；7000D氣相色譜-質譜儀 安捷倫科技（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牛肉熏煮香腸基本配方

牛肉 100.0g 、食鹽 2.5g 、復合磷酸鹽 、亞硝酸鈉 120.0mg 、大豆分離蛋白 3.0g 、馬鈴薯淀粉 3.0g 、味精 0.6g 、卡拉膠 0.3g 、白砂糖 1.0g 、五香粉 0.4g 、谷氨酰胺轉胺酶（酶活力 ?100U/g ） 0.6g 、水 20.0g 。

1.3.2 牛肉熏煮香腸制備工藝流程及操作要點

工藝流程：原料肉處理 $$ 絞肉 $$ 腌制 $$ 斬拌 ∣ 灌腸 $$ 煮制 $$ 熏制 $$ 冷卻 $$ 包裝 $$ 成品。

操作要點：原料肉處理、絞肉：將解凍后的牛肉修整，剔除其筋腱、脂肪和雜物，取修整后的原料肉，按11：89（m/m）肥瘦比絞成肉糜備用；腌制：添加食鹽、復合磷酸鹽和亞硝酸鈉腌制，與肉糜混合均勻，在4℃冰箱中腌制 12h ；斬拌：加入其他輔料與腌制好的肉糜均勻混合，斬拌 2min ；灌腸：將腌制好的肉糜灌入腸衣，扎針放氣；煮制：采用水煮法，于 80^°C 煮制 40min ；熏制：將煮制后的香腸放入煙熏爐中，在 80^°C 下熏制 140min 冷卻及包裝：冷卻后使用真空包裝機進行包裝；成品：將檢驗達標的熏煮香腸產品按規定冷藏保存。

1.3.3 單因素試驗設計

通過單因素試驗研究在腌制過程中分別加入100、200、300、400、 500mg/kg VC對牛肉熏煮香腸中雜環胺及N-亞硝胺形成的影響，并分析其對羥自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基、ABTS陽離子自由基的清除率。

1.3.4 羥自由基清除率測定

參考Jinap等[1]的方法并加以改進。稱取3.0g肉樣，研磨成肉泥，加入 .100mL50% （VIV）乙醇溶液， 60°C 條件下保溫 17h ，濾紙過濾2次，得到樣品提取液。取 4mL 樣品提取液，依次加入 4mL 9mmol/L FeSO4溶液、 4mL 9mmol/L 乙醇-水楊酸溶液，最后加入 4mL 8.8mmol/L H₂O₂ 溶液，搖勻，在 37°C 下恒溫水浴加熱20min 后取出，測定其在 527nm 波長處的吸光度。羥自由基清除率按式（1）計算：

羥自由基清除率

式中： A₁ 為樣品提取液 +FeSO₄ 溶液 + 乙醇-水楊酸溶液 +H₂O₂ 溶液的吸光度； A₂ 為未加入 H₂O₂ 溶液所測得的吸光度； A₀ 為以 4.0mL 去離子水替代樣品提取液所測得的吸光度。

1.3.5 DPPH自由基清除率測定

參考鄭大貴等[12]的方法并略作修改。稱取 3.0g 肉樣，研磨成肉泥，加入 .100mL50% （VIV）乙醇溶液，60^°C 條件下保溫 17h ，濾紙過濾2次，得到樣品提取液。取 2mL 樣品提取液于試管中，加 DPPH-無水乙醇溶液，充分混勻，室溫靜置 30min ，測定其在 517nm 波長處的吸光度。DPPH自由基清除率按式（2）計算：

式中： A₃ 為2mL無水乙醇 +2mL DPPH-無水乙醇溶液的吸光度； A₄ 為2mL樣品提取液 +2mL DPPH-無水乙醇溶液的吸光度； A₅ 為2mL樣品提取液 +2mL 無水乙醇的吸光度。

1.3.6 超氧陰離子自由基清除率測定

參照Shah等[13]的方法并略作修改。稱取1.0g攪碎的香腸樣品，用含 1% 鹽酸和 150% 甲醇（V/V）的鹽酸-甲醇混合溶液勻漿，將勻漿液定容至 40.0mL ，避光放置 ^2h ，離心（ 6000r/min 、 5min ）3次后，取 20mL 上清液，用甲醇稀釋至 50.0mL ，得到樣品提取液；取 4.5mL0.05mol/L

Tris-HC1緩沖液于試管中，加入 4.0mL 樣品提取液，混勻后， 25°C 恒溫水浴 20min ，取出后加入 0.5mL 經 25°C 恒溫預熱的 0.03mol/L 鄰苯三酚溶液，迅速混勻，倒入比色皿，反應 2min 后，于 325nm 波長處測定吸光度，超氧陰離子自由基清除率按式（3）計算：

超氧陰離子自由基清除率

式中： 為樣品提取液 + Tris-HCl緩沖液 + 鄰苯三酚混合液的吸光度； A₈ 為未加入鄰苯三酚溶液所測得的吸光度；A₆ 為以等體積去離子水替代樣品提取液所測得的吸光度。

1.3.7 ABTS陽離子自由基清除率測定

參考梁紅敏等[14]的方法，將 pH7.4 的0.1mol/L磷酸鹽緩沖液與 7.3mmol/L ABTS溶液1：1（V/V）混合，加入適量雙氧水，使其在 734nm 波長處的吸光度穩定在0.7～0.8 。稱取3.0g肉樣，研磨成肉泥，加入 .100mL50% （VIV）乙醇溶液， 60^°C 條件下保溫 17h ，濾紙過濾2次，得到樣品提取液。取 200μL 樣品提取液與 6mL 稀釋后的ABTS溶液于試管中，充分混勻，室溫靜置30min ，于 734nm 波長處測定吸光度。ABTS陽離子自由基清除率按式（4）計算：

式中： A_??HA 為 200μL 樣品提取液 +6mL 稀釋ABTS溶液的吸光度； A_IR^′ 為 1200μL 甲醇 +6mL 稀釋ABTS溶液的吸光度。

1.3.8 雜環胺提取和測定

參照先前報道 [14-16] 的方法從香腸中提取雜環胺。取（2.000±0.001 ）g碎肉樣品，依次加入 200μL 雜環胺內標工作液（ ）、 10mL 乙酸乙酯和 2mL 1mol/LNaOH溶液，經渦旋振蕩 3min （ 660×g ）、超聲處理（ 100W ） 20min （ 20°C ）及離心 5min （ 2 652×g） ，重復提取2次。上清液經PRS固相萃取小柱（ 5mL 二氯甲烷活化）處理后，依次用 6mL 二氯甲烷、 6mL0.1mol/L HC1溶液、 15mL 甲醇 .0.1mol/L HCI溶液（體積比1：1）和2mL蒸餾水洗脫，再通過 C₁₈ 小柱（甲醇/水活化）分離，最終收集非極性和極性組分各 1mL （甲醇、氨水體積比9：1洗脫），合并后經 .0.22μm 濾膜過濾。

參考ZhangYuxia等[17的方法，采用API4000高效液相色譜-串聯質譜系統，使用AgilentSB- ?C₁₈ 色譜柱（ 2.1mm×50mm ， 3.5μm ），流動相為 0.1% 甲酸（A）和乙腈（B），梯度程序： 0～2min ， 20% B;2～7min ， 45%B ； 7～13min ， 70%B ； 14～18min 20% B。質譜參數：電子電離源；電壓 5.5kV ；離子源溫度500°C ；霧化器壓力 50psi ；采用多反應監測模式；進樣體積 10μL ；流速 0.20mL/min ；以質量濃度 （1～50ng/mL ）為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制標準曲線，定量4種雜環胺（Norharman、Harman、MeIQx和PhIP）。

1.3.9 N. 亞硝胺提取和測定

參考YuanYuan等[18]的方法并進行適當修改。取香腸碎肉（ 10.00±0.01 ）g置于 50mL 燒杯，用 20mL 二氯甲烷萃取 15min ，經無水硫酸鈉脫水并過濾， 40°C 氮吹儀蒸干后，用 1.5mL 甲醇渦旋復溶 1min ，最后經 0.45μm 尼龍膜過濾，待測。

參照ZhouYajun等[的方法并適當修改，以進行N. -亞硝胺檢測和定量。使用氣相色譜-質譜儀搭載DB-Wax色譜柱（ 60m×250μm ， ），進樣量 1.00μL 進樣口溫度 250°C ；載氣系統含氮氣（ 2.25mL/min ）和氮氣（ 1.50mL/min ），升溫程序：初始溫度 80^°C ，保溫 3min ，以 10^°C/min 升溫至 240°C ，保溫 15min ，傳輸線溫度 260°C ；質譜采用特定離子監測模式，溶劑延遲3.83min ，總流速 54.00mL/min ，系統壓力19.36psi。該方法可定量分析11種N-亞硝胺化合物。

1.3.10 VC分子羥基鍵解離晗計算

參考Martinez等[20的方法，VC分子羥基鍵解離晗按式（5）計算：

VC分子羥基鍵解離晗/

式中： H_??? 為VC分子自由基的自由能/（ ；H_AF 為H原子的自由能／（ kJ/mol ）； H_vc 為VC的能量/（kJ/mol）。

1.4 數據處理

使用ORCA5.0.4量子化學軟件[21]，采用以水為溶劑的導體極化連續模型，通過密度泛函理論在rSCAN-3c基組水平進行VC的結構優化、解離焓計算，并利用Multiwfn程序22的定量分子表面分析功能結合VMD軟件作圖功能，進行前線軌道（最高占據分子軌道（highestoccupiedmolecularorbital，HOMO）、最低未占分子軌道（lowestunoccupiedmolecularorbital，LUMO））和分子表面靜電勢的可視化分析。

2 結果與分析

2.1 VC對牛肉熏煮香腸中自由基的清除能力

由圖1可知，在牛肉熏煮香腸體系中，隨著VC添加量不斷增加，羥自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基和ABTS陽離子自由基的清除率均呈持續上升趨勢。這一現象可能是由于VC分子中的烯二醇結構可作為供氫體，通過電子轉移直接中和羥自由基、DPPH自由基等，將它們還原成穩定分子；同時，VC還能與單線態氧發生反應，通過能量傳遞使其轉化為基態氧。而且，VC在脫氫反應中生成的中間產物半脫氫VC自由基，可通過歧化反應循環再生，進而起到持續的抗氧化作用[23]。隨著VC添加量的增加，這些多途徑的協同作用使自由基清除效率顯著提高（ ?Plt;0.05 ）。當VC添加量提高至 500mg/kg 時，體系內羥自由基與ABTS陽離子自由基清除率分別達60.25% 和 58.46% ，而DPPH自由基和超氧陰離子自由基清除率相對更高，分別為 89.25% 和 77.31% 。

2.2 VC對牛肉熏煮香腸中雜環胺形成的影響

由表1可知，當VC添加量從 100mg/kg 增加至 500mg/kg 時，總雜環胺含量由 9.96ng/g 下降至 5.42ng/g ，清除率達到 46% 。其中，Norharman含量降低幅度最大，下降54% ，而MeIQx因結構具有穩定性，抑制難度較高，含量降低約 27% 。這種現象的主要原因是VC通過阻斷自由基生成減少美拉德反應中的羥自由基等、抑制脂肪氧化、干擾美拉德反應路徑、抑制前體物質轉化，以及絡合金屬離子等機制協同作用，從而顯著降低雜環胺的生成[24-25]。袁怡等7研究水溶性維生素對三文魚烤制中雜環胺形成的影響，結果表明，水溶性維生素可以明顯抑制雜環胺的形成，這與本研究結果一致。

表1 VC添加量對香腸中雜環胺含量的影響Table1 EffectofvitaminCadditiononheterocyclicaminecontentsin beef sausage

注：同行小寫字母不同表示差異顯著 （Plt;0.05 ）。表2同。

2.3 VC對牛肉熏煮香腸中N-亞硝胺形成的影響

由表2可知，隨著VC添加量的增加，總N-亞硝胺含量從 18.40±0.23 ） μg/kg 顯著降低至（ 11.01±0.33 ） μg/kg 中 ?lt;0.05 ），下降 40% 。這可能是由于VC具有阻斷N-亞硝基化合物合成的作用，使亞硝酸鹽氧化生成NO，通過降低 NO₃^- 濃度抑制亞硝化反應。這一抑制作用可能源于VC的多重機制：首先，其強還原性可通過競爭性還原亞硝酸鹽生成NO，降低亞硝化反應前體含量；其次，其抗氧化特性可清除自由基，減少蛋白質和脂質氧化產生的胺類物質。熊鳳嬌等2研究肉制品加工中控制N-亞硝胺形成的有效抑制劑，結果表明，VC可以有效抑制N-亞硝胺形成，與本研究結果相似。

表2VC添加量對香腸中N-亞硝胺含量的影響 Table2 EffectofvitaminCadditiononN-nitrosaminecontentsin beef sausages

μg/kg

注：NDMA.N-二甲基亞硝胺（ N -nitrosodimethylamine）;NDEA. N -二乙基亞硝胺（ N -nitrosodiethylamine）;NDIPA. N. 二異丙基亞硝胺（ N -nitrosodiisopropylamine）;NDPA. N -二丙基亞硝胺（ N -nitrosodipropylamine）;NDIBA.N-二異丁基亞硝胺（ N -nitrosodiisobutylamine）;NDBA. N -二丁基亞硝胺（ N -nitrosodibutylamine）;NDpheA. N -二苯基亞硝胺（ N -nitrosodiphenylamine）;NPIP. N -亞硝基哌啶（ N -nitrosopiperidine）；NPYR.N-亞硝基吡咯烷（ N -nitrosopyrrolidine）；NMOR. N -亞硝基嗎啉（ N -nitrosomorpholine）；NDBzA. N -亞硝基二芐胺（N-nitrosodibenzylamine）。

2.4VC自由基清除能力與雜環胺和N-亞硝胺抑制能力的相關性分析

由表3可知，VC對羥自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基和ABTS陽離子自由基的清除率與香腸中總雜環胺含量均呈極顯著負相關（ Plt;0.01 ）。這可能是由于自由基是雜環胺生成過程中必不可少的物質，VC可以通過清除香腸中的自由基抑制雜環胺的形成。

表3VC自由基清除率和雜環胺含量的相關系數 Table3 Correlationcoefficientsbetween radical scavengingeffectsof vitaminCandheterocyclicaminecontents

注：*.顯著相關 （Plt;0.05） ；**.極顯著相關 （Plt;0.01） 。表4同。

由表4可知，VC對熏煮香腸中羥自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基和ABTS陽離子自由基的清除率與香腸中總N-亞硝胺含量均呈極顯著負相關（ ?Plt;0.01 ）。這可能是由于VC具有的抗氧化性可將亞硝酸鹽還原成NO，抑制自由基的鏈式反應，從而阻斷了N-亞硝胺的形成途徑[27]。

表4VC自由基清除率和N-亞硝胺含量的相關系數 Table4 Correlationcoefficientsbetweenradicalscavengingeffectsof vitaminCandN-nitrosaminecontents

2.5 基于密度泛函理論的VC清除自由基分子機制分析

2.5.1 VC分子的結構優化

首先，進行VC分子的平面結構初始構建，由圖2A可知，初始平面構型顯示該分子含有4個羥基基團，其中O3一H和O5一H位于六元環結構，而O2—H和O4—H則分布在側鏈碳原子上，同時分子骨架中存在特征性的連二烯醇共軛體系。采用密度泛函理論進行幾何優化后，獲得能量最低的立體構型，如圖2B所示。經振動頻率分析確認該優化結構位于勢能面全局極小點，滿足后續量子化學計算對基態結構的要求，為研究其抗氧化活性提供了可靠的理論模型。

圖2 VC分子的平面結構（A）和優化后的立體結構（B）Fig.2 Planarstructure（A）andoptimized three-dimensional structure（B）ofvitaminCmolecules

2.5.2 VC分子的前線軌道結構

基于量子化學理論，前線軌道（HOMO/LUMO）作為揭示分子反應活性的核心參數，其空間分布特征對闡明物質作用機制具有關鍵意義[28]。針對VC的軌道進行分析，由圖3A可知，其HOMO電子云密集分布于連二烯醇環結構區域，而LUMO則覆蓋整個環骨架及相鄰羰基位點。作為最高能級占據軌道，HOMO的電子因能量優勢更易脫離；LUMO作為最低能級空軌道則表現出顯著的電子親和力。由圖3B可知，這種軌道特性表明，環結構上的羥基官能團（特別是O3一H和O5一H）通過釋放質子實現電子轉移，構成VC清除自由基的主要作用路徑。軌道能級差與電子分布模式的綜合分析從量子化學層面解釋了該分子抗氧化活性的結構基礎。

圖3VC的HOMO（A）和LUMO（B） Fig.3 Highestoccupied molecularorbital（A） and lowestunoccupied molecularorbital（B）ofvitaminC

2.5.3 VC分子的表面靜電勢

由圖4A可知，負靜電勢區域在分子表面占據主導地位。如圖4B所示，負靜電勢區域（藍色部分）表示分子中具有較強電子供給能力的親核位點，這類區域易參與電子轉移反應，其還原能力與靜電勢負值呈正相關。相反，正靜電勢區域（紅色部分）則對應電子親和性較高的親電活性位點[29]，該分子表面靜電勢極值達到78.37kcal/mol （最大值），并且分子結構中的O3一H、O5一H和O6一H羥基基團表現出較高的正靜電勢特征，這些位點因具有較高的電子獲取能力，在抗氧化反應中展現出親核取代傾向。這種電子分布特性與VC分子在生物體系中的強抗氧化活性具有直接關聯。

圖4VC分子表面靜電勢面積分布 （A）和分子表面靜電勢極大值分布 （B） Fig.4Areadistributionof electrostatic potential（A） and distributionof maximumelectrostaticpotential（B）onthe surfaceofthevitaminCmolecule

2.5.4 VC分子的羥基鍵解離晗

由表5可知，各羥基位點的鍵解離焓存在明顯差異。具體而言，各羥基的鍵解離晗值按 O3-H

表5VC分子的羥基鍵解離晗Table5 Hydroxyl bond dissociation enthalpyin the vitamin Cmolecule

2.5.5 VC清除自由基分子機制

結合密度泛函理論的前線軌道分析、表面靜電勢分布及羥基鍵解離焓，VC在香腸體系中的自由基清除機理可系統歸納為：其連二烯醇環上的O3一H和O5一H位點因HOMO電子云高度局域化及最低羥基鍵解離焓，優先通過氫原子轉移機制釋放質子，直接中和自由基；同時，環骨架與炭基的LUMO低能級特性驅動電子轉移-質子轉移協同機制，即VC先向自由基轉移電子，隨后借助羥基正靜電勢區域釋放 ?H⁺ 完成電荷平衡。這2種路徑的協同作用在香腸的親脂性環境中被強化：環共軛體系通過離域效應穩定反應中間體，而靜電勢極性分布（負電勢占比 65% ）則定向引導自由基靶向攻擊高活性位點，從而高效抑制脂質過氧化進程。反應方程如式（6）、（7）所示：氫原子轉移機制[31]：

R?+BY?HR-H+BY?

電子轉移-質子轉移機制[32]：

R?+BY-HR-+BY-H⁺?R-H+BY?

式中：R·和BY-H分別代表自由基和VC；Y代表C或O原子。

3結論

本研究揭示了VC在牛肉熏煮香腸體系中的多重抑制作用及其分子層面的抗氧化機理。研究結果表明，隨著VC添加量的增加，其對羥自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基和ABTS陽離子自由基的清除能力顯著提升（ ?Plt;0.05 ），并有效抑制雜環胺與N-亞硝胺的生成，2類致癌物含量分別降低 46% 和 140% 。相關性分析結果進一步表明，VC的自由基清除能力與致癌物抑制能力呈極顯著負相關 （Plt;0.01 ）。分子機制上，結合密度泛函理論闡明了VC通過連二烯醇環關鍵位點主導氫原子轉移機制和電子轉移-質子轉移機制實現雙路徑自由基清除的過程。本研究有助于有效降低熱加工肉制品中致癌物風險，為開發基于VC的肉制品綠色加工技術提供了重要理論支撐。

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