UVC改性的没食子酸（UVC-GA）对鱿鱼鱼糜的质量和细胞毒性的影响

《Food Research International》：Effects of UVC-modified gallic acid (UVC-GA) on the quality and cytotoxicity of squid surimi

油炸食品在高温加工中易发生质量劣变和杂环胺（HCA）生成，传统抗氧化剂效果有限。本研究通过225 nm紫外C（UVC）辐照6小时制备UVC-改性鞣酸（UVC-GA），发现GA转化为萘醌、邻苯醌和苯醌类化合物。UVC-GA将油炸损失降低51.73%，持水率达52.64%，显著改善鱿鱼鱼糜的弹性和色泽，其抗氧化效果优于茶多酚、甘草酸等7种常见天然抗氧化剂。浓度为0.01%时，UVC-GA使HepG2、HEK293和SW480细胞增殖抑制率降低40%-60%，提示其潜在安全性。研究证实UVC-GA通过共轭体系重构提升性能，但转化率受限且缺乏长期毒理评估。

　　

王伟生|吕敏|阮志德|庞继坤|秦启云|潘传燕|魏伟豪|王辉|罗旭|马华为|蒋光正

广西中医药大学药学院，中国南宁530200

摘要

油炸食品在高温加工过程中容易发生质量下降和杂环胺（HCA）的形成。传统的抗氧化剂效果有限，而通过光动力修饰来提高天然抗氧化剂性能的研究也还不够充分。在本研究中，将没食子酸（GA）用225纳米紫外C（UVC）照射6小时，制备出UVC修饰的没食子酸（UVC-GA）。随后研究了UVC-GA对油炸鱿鱼鱼糜的质量和细胞毒性的影响。结果表明，没食子酸转化为了萘醌、邻苯醌和苯醌类化合物。与未修饰的GA相比，UVC-GA使油炸损失减少了51.73%，并保持了52.64%的水分含量。同时，它提高了产品的嫩度（35.28牛顿）和颜色，改善了质地，并且在七种测试的抗氧化剂中表现最佳。在0.01%的浓度下，UVC-GA对三种细胞系（HepG2、HEK293和SW480）的细胞毒性比未修饰的GA降低了40%–60%，这表明基于体外实验数据具有初步的应用安全性潜力。本研究揭示了UVC-GA的优异性能，并为在高温加工食品中应用修饰后的天然抗氧化剂提供了科学依据。不可否认，本研究也存在局限性：GA转化为醌的转化率有限，且细胞毒性评估仅基于体外实验，没有长期暴露观察和细胞屏障功能的指标。

引言

油炸食品因其独特的风味和质地而受到全球广泛喜爱。油炸是一种常见的食品加工方法，通过脂质氧化和蛋白质变性等反应赋予食品独特的风味和感官特性（Ma等人，2023年）。然而，高温加工带来了多重挑战。一方面，脂质氧化和蛋白质变性会导致质量下降，如水分流失、油炸损失增加以及质地变硬。此外，杂环胺（HCAs）等潜在有害物质的形成威胁着食品安全（Ceylan & Gokoglu，2022年；Khan等人，2022年）。研究表明，食用油的脂肪酸组成在反复油炸过程中会发生变化，不饱和脂肪酸会发生氧化降解，从而加剧油炸食品的营养损失和质量下降，限制了该行业的可持续发展（Khan等人，2025年）。

由于天然抗氧化剂具有出色的自由基清除能力和生物相容性，它们逐渐取代了化学合成的抗氧化剂成为研究热点（Wang等人，2023年）。向油炸食品中添加抗氧化剂可以有效调节质量下降（Zeng等人，2017年）。目前，已证明七种典型的天然抗氧化剂如茶多酚（TP）、甘草酸（GLA）和没食子酸（GA）可以改善油炸食品的质量（Khan等人，2024年）。例如，GLA和GA可以抑制油炸罗非鱼的HCA形成和水分流失（Bao等人，2020年）。作为典型的天然多酚抗氧化剂，没食子酸（GA）表现出强大的自由基清除活性。它不仅在食品工业中用作抗菌剂，还应用于食品包装和保存领域。例如，将GA掺入Schiff碱交联明胶-二醛纤维素薄膜中，可以显著提高材料的耐水性和抗菌性能（Khin等人，2025年）。此外，GA被认为是未来用于生物基食品包装材料（如3D打印和可降解材料）中的抗氧化剂和抗菌剂的理想候选者（McWilliam等人，2023年；Meng等人，2025年）。然而，GA也存在局限性，如抗氧化效率有限、在高温加工中易降解以及具有一定的细胞毒性，这些限制了其在高温食品加工中的大规模应用（Casanova等人，2025年；Vimala等人，2014年）。

近年来，通过光动力修饰和酶水解等技术修改天然抗氧化剂的结构和功能成为研究趋势。例如，对毒素敏感的Litsea cubeba精油脂质体通过结构修饰提高了肉制品的安全性（Chen等人，2025年）。紫外（UV）照射是一种非热性的绿色光动力修饰技术，可以在不添加外源物质的情况下通过光化学反应实现目标分子的结构重排和功能优化，符合食品行业的清洁生产趋势（Fernández-Hernández等人，2025年；Kurdziel等人，2022年）。现有研究表明，UVC照射使GA形成具有强抗氧化活性的醌衍生物（Bogacz等人，2021年；Khan等人，2022年）。我们团队之前的研究阐明了UVC-GA的光诱导形成机制及其在油炸鱿鱼鱼糜中的比UVB修饰产品更好的抗氧化效果（Gan等人，2020年；Luo等人，2026年；Ma等人，2023年；Pan等人，2025年）。然而，仍存在不足之处：缺乏UVC-GA的质量调节效果与七种典型抗氧化剂的系统比较，其与蛋白质的相互作用机制尚不清楚，其在高温油炸过程中的结构稳定性和细胞毒性的评估也不充分，这些限制了其大规模应用。

基于研究背景和现有空白，本研究提出了核心假设：UVC照射可以重构GA的分子结构，将其转化为萘醌、邻苯醌和苯醌等醌衍生物。这增强了其抗氧化活性并降低了细胞毒性，从而实现了油炸鱿鱼鱼糜的质量调节和安全性保障。

本研究的核心目标如下：（1）使用超高性能液相色谱-质谱（UHPLC-MS）确定UVC-GA中醌成分的类型和含量，通过紫外-可见光谱（UV–Vis）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征UVC-GA的结构信息，并揭示UVC照射促进没食子酸转化为醌产物的反应过程；（2）通过与七种典型抗氧化剂（包括茶多酚、茶黄素和迷迭香酸）进行比较，系统评估UVC-GA对油炸鱿鱼鱼糜的油炸损失率、水分含量、pH值、嫩度、颜色和质地的影响，阐明UVC-GA对油炸鱿鱼鱼糜质量影响的机制，并建立UVC-GA成分/结构与质量变化之间的结构-活性关系；（3）研究UVC-GA对人类肝细胞癌细胞（HepG2）、人类胚胎肾细胞（HEK293）和人类结肠腺癌细胞（SW480）的增殖抑制、凋亡诱导和膜完整性的影响，从质量影响和细胞毒性的角度为其实际应用提供科学依据。

UVC-GA的制备

UVC-GA的制备方案基于先前的研究结果进行了少量修改（Gan等人，2020年）。将0.02克纯度大于99%的没食子酸（广西小岩生物技术有限公司，中国南宁）溶解在200毫升蒸馏水中，浓度为0.01%，置于玻璃培养皿中，溶液厚度约为5厘米，然后在UV28X紫外辐照仪（深圳生化仪器有限公司，中国广州）中照射

UVC-GA的组成成分和结构表征

本研究通过UHPLC-MS、UV–Vis和FTIR系统分析了UVC辐射对GA的修饰效果及其产物的组成，揭示了GA在照射下的成分动态演变和反应机制。首先，使用UHPLC-MS分析了不同时间点UVC-GA系统的组成成分和相对丰度特征。结果显示，没食子酸（保留时间4.18分钟）、萘醌（7.28分钟）

讨论

本研究通过UHPLC-MS、UV–vis光谱和FTIR光谱的多技术交叉验证，构建了从成分鉴定到结构演变的完整证据链。UHPLC-MS明确了系统中的成分及其相对丰度，确认没食子酸是主要成分，并部分转化为萘醌、邻苯醌和苯醌。UHPLC-MS的保留时间和质谱信号

结论

本研究聚焦于UVC-GA在油炸鱿鱼鱼糜中的应用。通过UHPLC-MS、UV–vis和FTIR等技术发现，UVC照射促进了没食子酸向萘醌和邻苯醌等产物的结构演变，证实了它通过共轭系统重构改善了功能特性并降低了毒性。与茶多酚和迷迭香酸等七种典型抗氧化剂相比，UVC-GA可以显著减少

CRediT作者贡献声明

王伟生：撰写——初稿、方法学、数据管理、概念构思。吕敏：撰写——初稿、方法学、数据管理、概念构思。阮志德：撰写——初稿、验证、资源获取、项目管理、数据管理。庞继坤：撰写——审稿与编辑、数据管理、概念构思。秦启云：撰写——审稿与编辑、数据管理、概念构思。潘传燕：监督、正式分析、数据管理。魏伟豪：

未引用参考文献

Cai等人，2022年

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了广西壮族自治区重大科学技术基金（AB23026134和AB23026063）、广西自然科学基金（2024GXNSFBA010400）、自治区重大人才项目（百桂青年拔尖人才）、广西重点研发（AB23026035）以及国家自然科学基金（32360628）的支持。