FSHW | 常见食品中晚期糖基化终产物（AGEs）的综合分析：提供膳食AGEs和相关暴露评估数据库

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Abstract

晚期糖基化终产物（AGEs）是一组在加热加工食品中形成的异质化合物，已被证明对人体健康有害。本研究首先建立了一种同位素稀释UHPLCQqQ-MS/MS同时定量食品中10种主要AGEs的方法。在334种食品中检测到这些AGEs的含量，涵盖了西方和中国人群消费的所有主要人群。Nε-羧甲基赖氨酸、甲基乙二醛衍生的氢咪唑酮异构体和乙二醛衍生的氢咪唑酮-1是大多数食品中发现的主要AGEs。加工坚果、烘焙食品和某些类型的谷物和肉类中的AGEs总量较高（＞150 mg/kg），而乳制品、蔬菜、水果和饮料中的AGEs总量较低（＜40 mg/kg）。对估计每日摄入量的评估表明，在不同的饮食模式下，食物组对每日AGE摄入量的贡献差异很大，选择高AGE食物可使每日膳食中AGEs摄入量增加2.7倍。提出的AGE数据库允许准确评估饮食暴露于这些糖毒素，以探索其对人体健康的生理影响。

Introduction

目前还没有一个涵盖不同饮食模式的常见食物中AGEs含量的综合数据库。缺乏这方面的知识将阻碍对膳食AGEs进行准确的风险评估。在本研究中，首次建立了一种基于稳定同位素稀释超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）的同时定量食品基质中10种主要AGEs的方法。通过这种有效的方法，在330多种食品中测定了这些AGEs的含量，这些食品是根据西方和中国人群的习惯和频繁消费选择的。在建立的综合数据库基础上，评估不同膳食模式下AGEs的膳食摄入量。本研究结果将在很大程度上扩展对AGEs膳食来源的现有认识，并使我们能够可靠地估计AGEs的每日摄入量，以评估其对人体健康的影响。

Results

AGEs检测方法的验证以及AGEs在常见食物中的分布

为了建立全面的膳食数据库，建立了一种同位素稀释UHPLC-QqQ-MS/MS同时检测食品中10种AGEs的方法。本文列举了不同食品中AGEs的含量，结果如下图。

图1 常见食品中10种AGEs的含量分为（A）高、（B）中、（C）低浓度

影响加工食品中AGEs形成的因素

基于上述综合膳食AGE数据库，可以看出制备方法和添加糖、脂肪等某些易感成分可能会严重影响热处理过程中形成的AGE水平。就食物制备方法而言，与煮猪肉相比，炒、煎、烤和炒使五花肉的AGEs含量分别增加2.2倍、2.2倍、2.6倍和2.9倍，而猪里脊肉的AGEs含量分别增加1.6倍、1.9倍、2.2倍和3.3倍（图2A1和A2）。同样，煎鳕鱼的AGEs含量是煮鳕鱼的1.45倍。在蔬菜中也观察到类似的趋势，其中生蔬菜和煮蔬菜的AGEs含量最低，而炒西红柿的AGEs含量增加了2.4倍，西兰花增加了1.4倍，薯类和洋葱等根茎类蔬菜增加了1.3倍（图2A3）。在鸡蛋中，与煮鸡蛋相比，煎蛋卷和煎鸡蛋的AGEs含量分别高出4.4倍和12.1倍（图2A4）。

对于易受影响的成分，添加糖，特别是像高葡萄糖/果葡糖浆这样的单糖，可能有助于解释一些烘焙产品中AGEs含量高的原因；此外，加工过的坚果和肉类在强烈干热下的高AGEs水平可能部分是由于脂肪部分的存在。为了进一步检验AGEs主要产生于富含糖和脂肪的食物这一假设，本研究对总蛋白质、碳水化合物和脂肪含量与标注营养成分的预包装食品亚组中的AGEs水平进行了Spearman相关分析（n＝157）。如图2B1所示，总蛋白质与AGEs含量的相关性最强，其次是总碳水化合物和脂肪。一般来说，蛋白质和碳水化合物含量高的食物，经过高温和长时间的严格热处理，往往含有更多的AGEs。在考虑到不同食物基质和MR本身的复杂性的同时，某些成分对个体AGE的贡献机制值得在未来的研究中使用模型系统进行调查。

品牌内部/品牌之间的变化和重复的准备

不同品牌/批次的食品或重复使用类似烹饪方法制备的食品是否会产生不同水平的AGEs？基于此做了研究，结果显示，不同品牌之间的差异虽然较低，但普遍高于同一品牌不同批次之间的差异（图2C1和C2）。与即食食物相比，在家制作的食物可能会带来额外的变异来源（图2C3-C7），重复烹饪似乎对个别类型食物中AGEs的分布模式影响不大。

PCA结果

结果显示，除水果、乳制品、坚果、糖果和零食等部分项目外，样品主要沿PC1轴分布。低AGEs范围的类别（如蔬菜）主要集中在第二和第三象限，而中等到高AGEs范围的类别（如糕点和饼干）主要分布在对面。食物的聚类更有可能依赖于食物基质和加热程序的综合效应，而不是按照明确定义的特征分成一组（数据未显示）。同样，由于不同食物系统和核磁共振本身的复杂性，未来的研究应该采用模型系统来调查不同成分或加热程序在核磁共振形成过程中作用背后的机制。

评估不同饮食模式下的膳食摄入量

计算了中国和西方人口对每一类食物的平均每日消费量。如表1和表2所示，中餐和西式饮食中总AGEs的EDI中位数分别为0.55和0.66 mg/（kg·d），而高暴露情景下的EDI中位数分别为1.4和1.8 mg/（kg·d）。

进一步评估不同食物类别对日粮AGE摄入量的贡献比例。如图4所示。在不同的饮食模式下，结果差异很大:在中国式饮食中，谷物和谷物制品占每日AGEs摄入量的65%以上，主要由于中国人口食用大量主食。相比之下，在西式饮食中，除了谷物（29.16%）外，肉类和家禽以及面包也是膳食中AGEs的主要来源，分别占每日AGE摄入量的21.23%和15.52%。

表1 不同饮食模式下AGEs的EDI比较，使用各类别AGE的中位数浓度

表2 比较不同饮食模式下AGEs的EDI，采用每类AGE的第95百分位浓度

Conclusion

在这项研究中，作者通过建立同位素稀释UHPLCQqQ-MS/ms同时定量食物基质中10种AGEs的方法，建立了第一个涵盖西方和中国人群消费的所有主要类别的330多种食物中AGEs的综合膳食数据库。CML、MG-H1/3、MG-H2和G-H1是在大多数食品中发现的主要AGEs。AGEs的数量与易感成分的存在和烹饪条件密切相关，并且主要在经过严格加热程序制备的加工坚果、烘焙产品、肉类和谷物中含量很高。EDI值的评估进一步证实，在不同的饮食模式下，食物组对每日AGE摄入量的贡献差异很大。有了这个新的数据库，通过将其与从食物频率问卷或饮食召回中收集的数据联系起来，可以准确估计饮食中AGEs的摄入量，这将在观察性和干预性研究中调查饮食中AGEs在人类疾病中的病理作用。鉴于中国地域辽阔，各地区饮食习惯差异较大，未来的研究可以在不同的区域饮食习惯下进行，在现有的数据库中增加更多的区域消费特产。此外，基于在某些食品类别中获得的结果，还可以在模型食品系统中进行研究，旨在揭示食品中AGEs形成的机制和影响因素。

Comprehensive analysis of advanced glycation end-products in commonly consumed foods: presenting a database for dietary AGEs and associated exposure assessment

Qiaozhi Zhanga,1, Huatao Lia,1, Ruixing Zhengb, Lili Caob, Shufen Zhangb, Shuifeng Zhangc, Huadong Shengc, Yuhao Jianga, Yanbo Wanga, Linglin Fua,*

a Food Safety Key Laboratory of Zhejiang Province, School of Food Science and Biotechnology, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018, China

b Ningbo Academy of Product and Food Quality Inspection (Ningbo Fibre Inspection Institute), Ningbo 315048, China

c National Pre-packaged Food Quality Supervision and Inspection Center (Zhejiang), Zhejiang Fangyuan Test Group Co., Ltd., Hangzhou 310018, China

1 Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Advanced glycation end-products (AGEs) are a group of heterogeneous compounds formed in heat-processed foods and are proven to be detrimental to human health. Currently, there is no comprehensive database for AGEs in foods that covers the entire range of food categories, which limits the accurate risk assessment of dietary AGEs in human diseases. In this study, we first established an isotope dilution UHPLC-QqQ-MS/MS-based method for simultaneous quantification of 10 major AGEs in foods. The contents of these AGEs were detected in 334 foods covering all main groups consumed in Western and Chinese populations. Nε-Carboxymethyllysine, methylglyoxal-derived hydroimidazolone isomers, and glyoxal-derived hydroimidazolone-1 are predominant AGEs found in most foodstuffs. Total amounts of AGEs were high in processed nuts, bakery products, and certain types of cereals and meats (> 150 mg/kg), while low in dairy products, vegetables, fruits, and beverages (< 40 mg/kg). Assessment of estimated daily intake implied that the contribution of food groups to daily AGE intake varied a lot under different eating patterns, and selection of high-AGE foods leads to up to a 2.7-fold higher intake of AGEs through daily meals. The presented AGE database allows accurate assessment of dietary exposure to these glycotoxins to explore their physiological impacts on human health.

Reference:

ZHANG Q Z, LI H T, ZHENG R X, et al. Comprehensive analysis of advanced glycation end-products in commonly consumed foods: presenting a database for dietary AGEs and associated exposure assessment[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(4): 1917-1928. DOI:10.26599/FSHW.2022.9250159.

翻译：王小云（实习）

编辑：梁安琪；责任编辑：孙勇

封面图片来源：图虫创意