Mutagenicities of Carbonyl Compounds Derived from Maillard Reaction and their Desmutagenicity Mechanisms

Maillard 반응 유래(由來) 저분자 카르보닐화합물의 돌연변이원성과 그 억제기구

The present study was attempted to investigate the mutagenicities of carbonyl compounds(methyl glyoxal, glyoxal, diacetyl, dihydroxyacetone, glycolaldehyde, glyceraldehyde and furfural) derived from Maillard reaction toward Salmonella typhimurium TA 100(base-substitution mutant) without metabolic activation . And for further Investigation of mutagenicity mechanism including desmutagenicity, active oxygen scavengers (cysteine, ${\alpha}-tocopherol$, tris (hydroxymethyl) aminomethane, catalase, ascorbic acid) and reducing agents (glutathione, sodium bisulfite) were also used. Among carbonyl compounds tested, methyl glyoxal, glyoxal, dihydroxyacetone, glycolaldehyde and glyceraldehyde exhibited mutagenicities, and methyl glyoxal showed the strongest mutagenic activity. On the other hand , the mutagenicities of carbonyl compounds were significantly suppressed by cysteine, tris (hydroxymethyl) aminomethane, glutathione and sodium bisulfite. Also, these active oxygen scavengers and reducing agents alone did not show mutagenicity in the present study.

식품의 안전성 평가를 위한 기초자료로서 각종 활성산소 소거제 및 환원제를 사용하여 식품성분간의 상호반응에 의하여 당의 분해로 생성되는 저분자 카르보닐 화합물의 돌연변이원성과 그 억제기구를 검토하였다. 그 결과, 카르보닐화합물의 돌연변이원성은 glyceraldehyde 등의 ${\alpha}-hydroxycarbonyl$ 화합물보다 glyoxal등의 ${\alpha}-dicarbonyl$ 화합물이 큰 것으로 나타났으며, 그 중에서 methyl glyoxal이 가장 큰 것으로 밝혀졌다. 각종 활성산소 소거제 및 환원제의 돌연변이원성 억제작용은 cysteine, glutathione 및 sodium bisulfite의 억제작용이 큰 것으로 나타나 이들 카르보닐화합물의 돌연변이원성은 주로 산화에 의해 생성되는 일중항산소$(^1O_2)$ 및 그 자체의 반응성에 크게 기인하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 이들 카르보닐화합물의 돌연변이원성은 첨가된 활성산소 소거제에 의하여 카르보닐화합물의 자동산화로 생성된 일중항산소, 수산라디칼, 과산화수소 및 superoxide anion 등의 소거 및 환원제에 의하여 카르보닐화합물의 반응성의 소실로 인하여 억제되는 것으로 생각된다. 한편, 공시한 각 활성산소 소거제 및 환원제 단독으로는 돌연변이원성이 없는 것으로 나타났다.