2022年9月19日，食品科學領域國際權威期刊Food Chemistry在線發表了福建農林大學國家甘蔗工程技術研究中心產品高值化利用研發室題為“Precursors and formation pathways of furfural in sugarcane juice during thermal treatment”的研究論文。該研究基於果糖/葡萄糖-絲氨酸模擬體係揭示了蔗汁熱處理過程中糠醛形成的關鍵中間產物和3條主要形成路徑。

　　甘蔗是主要的糖料作物，其果汁富含多種氨基酸、微量元素，生物活性物質。除製糖和鮮食外，蔗汁加工已成為甘蔗產業延伸和轉型的主要途徑。然而，熱殺菌過程中蔗汁顏色和風味的劣變問題已成為製約其發展的瓶頸。團隊前期研究基礎表明熱處理過程中糠醛的產生與蔗汁品質劣變密切相關。糠醛具有烤杏仁香和焦甜香，帶有苦味，嚴重影響蔗汁風味。此外，糠醛被列入世界衛生組織國際癌症研究機構公布的3類致癌物清單中，存在一定食品安全隱患，通常被作為含糖食品熱加工強度的標記物。近年來，解析異味物質和非酶褐變產物的形成機理是食品加工與安全領域的研究熱點，對於糠醛的分析方法、動力學模型以及影響因素的研究也越來越受到業內的關注，但相關形成機製尚未完全清晰。

　　該研究基於真實蔗汁的營養組分在熱加工過程中的變化規律，篩選出糠醛形成的關鍵前體物質：果糖、葡萄糖和絲氨酸。通過構建不同的一元“單糖”體係和二元“單糖+絲氨酸”體係，繪製糠醛形成的動態量化軌跡，鑒定出糠醛形成過程中的關鍵中間產物3-脫氧葡萄糖醛酮（3-DG）和果糖基絲氨酸（FS），並揭示了中間產物之間的內在關係。結果表明，蔗汁中的糠醛可能有3條形成途徑：1）絲氨酸Streaker降解；2）單糖通過焦糖化反應，生成3-DG後再生成糠醛；3）單糖和絲氨酸先生成FS，由FS生成3-DG後，再通過3-DG形成糠醛。熱處理的前10 min 主要通過單糖的焦糖化反應途徑形成糠醛，隨後三種途徑同時發生作用。本研究對蔗汁加工工藝優化有重要的指導意義，同時為探索食品中其他呋喃類物質的形成機製提供參考。

蔗汁中糠醛可能的形成路徑圖

　　福建農林大學國家甘蔗工程技術研究中心產品高值化利用研發室王璐博士為該論文的通訊作者，研發室主任陳傑博、食品科學學院副教授鄭明峰參與指導。福建農林大學食品科學學院研究生黃惠梅、張露露、紀宏飛、曹華錦，甘蔗中心檢測員代鳳霞共同參與研究。該論文得到福建省星火計劃項目（2021S0028）、福建省中央引導地方科技發展專項（2021L3009）和國家甘蔗工程技術研究中心主任基金（NERD2018.4.1）資助。

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134318