热加工食品中美拉德反应危害物（Maillard reaction harmful products,MRHPs）是食品安全领域的热点问题。马铃薯制品是一类消费量大、消费受众广的典型MRHPs高暴露食品。近年来,马铃薯制品对健康的影响受到诸多关注,但仅从反式脂肪酸、血糖指数和血糖负荷值等因素无法充分解释不同加工方式的马铃薯制品之间对健康影响的差异。考虑到不同方式加工的马铃薯制品中MRHPs含量有显著差异,因此有理由怀疑其也是马铃薯制品影响健康的关键因素。但现有研究聚焦于马铃薯制品中的丙烯酰胺,而忽视了其中还可能存在的其它MRHPs。多种MRHPs的形成受到哪些因素的影响,同时被机体摄入后对健康产生怎样的影响。因此,明确马铃薯制品中多种MRHPs的生成影响因素及其对健康的影响,对于马铃薯制品健康性问题至关重要。基于此,本论文以马铃薯制品为研究对象,分析主要MRHPs的组成和含量,在此基础上通过循证医学和动物实验的手段探究马铃薯制品及其MRHPs对生物体健康的影响。本研究首先对83种商品化马铃薯制品中主要MRHPs的种类及含量水平进行了调查,并以油炸、焙烤、挤压膨化和蒸煮四类加工方式进行了分类统计。在此基础上,以MRHPs含量较高的油炸和焙烤两种加工形式为重点,对中国主要马铃薯产区的九种马铃薯中可能影响上述三类MRHPs生成的主要组成成分进行了测定,并测定了三类MRHPs的生成情况,最后基于主成分分析和典型相关性分析相结合的多元统计分析方法对所得到的数据集进行综合分析初步探讨了热加工过程中马铃薯组分对多种MRHPs生成的影响。结果显示,商品化马铃薯制品中丙烯酰胺的含量为0.06μg/g～2.60μg/g;两种晚期糖基化产物（CML和CEL）的含量水平分别为1.05μg/g～11.24μg/g和1.78μg/g～14.4μg/g,要略低于热加工肉制品中CML和CEL的含量;而杂环胺主要是两种β-咔啉类杂环胺:Harmane和Norharmane,其含量略低于咖啡制品中β-咔啉类杂环胺的水平（10μg/kg～40μg/kg）。马铃薯原料组分对于三类MRHPs生成有显著影响,赖氨酸、谷氨酸、3-CQA和5-CQA与丙烯酰胺和Harmane的形成呈典型负相关性;天冬氨酸、α-卡茄碱和α-茄碱则分别与丙烯酰胺和Harmane的形成呈典型正相关性。为明确马铃薯制品特别是其中MRHPs与人类慢性疾病风险的关联,论文采用meta分析方法,将目前不同热加工方式马铃薯制品与慢性疾病的前瞻性队列研究的风险比结果通过随机效应模型进行合并,并结合亚组分析和剂量效应分析探究长期摄入不同热加工方式马铃薯制品对人体健康的影响,结果显示不同热加工方式马铃薯制品与慢性疾病风险的关联呈现显著差异。与蒸煮马铃薯相比,长期摄入油炸和焙烤马铃薯与糖尿病、高血压和结肠癌的患病风险显著相关。剂量效应分析结果具体指出,每天增加100 g马铃薯的摄入会将糖尿病的发生风险提升5%,每天增加100 g油炸马铃薯的摄入会将糖尿病的发生风险提升10%。而蒸煮马铃薯制品则与慢性疾病风险不存在显著的关联。基于马铃薯制品中三类MRHPs含量数据和动物实验剂量数据,详细研究了丙烯酰胺（2 mg/kg体重/天）、CML（2 mg/kg体重/天）和Harmane（1 mg/kg体重/天）单独和混合摄入对Sprague-Dawley（SD）大鼠健康的影响。血清生化、组织病理学以及代谢组学结果发现,Harmane没有对SD大鼠的健康造成显著不良影响。丙烯酰胺和CML分别造成了SD大鼠胰岛素敏感性降低和胰腺损伤并导致空腹血糖上升,还会通过氧化应激导致肝脏、腓肠肌和神经纤维发生不同程度的病理改变和功能异常。由于Harmane具有抗氧化和抗糖尿病活性,三类MRHPs混合摄入时对氧化应激、血糖代谢以及胰腺和神经损伤的影响有所减弱。但MRHPs混合摄入时又会引发肾脏损伤和功能异常以及肿瘤风险增加等新的健康问题产生。这主要与Harmane的辅助致癌性,以及三类MRHPs均对精氨酸生物合成通路造成影响,导致MRHPs混合摄入时富马酸代谢和关联的TCA循环异常有关。上述结果表明多种MRHPs混合摄入时对机体健康的影响和机制并不能简单的根据MRHPs单独作用时的结果进行预测。考虑到上一部分研究发现马铃薯制品中三类MRHPs对SD大鼠血糖水平和脏器组织造成不良影响,本文进一步探究了三类MRHPs单独和混合摄入对糖尿病GotoKakizaki（GK）大鼠健康的影响。从血清生化、氧化炎症应激、胰岛细胞凋亡及代谢通路等角度初步探究了MRHPs对GK大鼠糖尿病进展的影响及其机制。结果显示,丙烯酰胺以及CML介导GK大鼠氧化炎症应激、造成胰腺病理损伤和胰岛β细胞分泌功能受损、糖代谢及能量代谢通路紊乱,最终导致GK大鼠糖尿病进展恶化。Harmane则没有对GK大鼠糖尿病进展造成显著影响,并且Harmane具有抗氧化和抗糖尿病作用,上调了糖代谢通路相关代谢物的表达。因此,MRHPs混合摄入对GK大鼠氧化应激水平、胰腺功能以及糖代谢通路的影响有所降低,但考虑MRHPs混合摄入造成了胰腺病理损伤,最终还是会对GK鼠糖尿病进展造成不良影响。其次,从血清生化和代谢组学分析了MRHPs对GK大鼠糖尿病并发症的影响发现,MRHPs与GK大鼠脑和神经系统、肝肾等糖尿病并发症的发生密切相关,MRHPs混合摄入还与肿瘤风险增加有关。最后,基于上一部分研究发现三类MRHPs影响GK大鼠脑部并发症的结果,本文以认知和记忆功能障碍这一重要的糖尿病脑部并发症为例,从氧化炎症应激关联的神经胶质细胞激活、神经元损伤和神经细胞凋亡以及Aβ沉积、糖代谢和胰岛素信号传导等多个途径具体分析和比较了三类MRHPs单独和混合摄入对GK大鼠认知和记忆功能及其相关机制的影响。研究发现丙烯酰胺和CML会介导GK大鼠体内氧化应激,激活脑部神经胶质细胞并引起炎症应激,造成Aβ在脑部积累增加和脑部正常的葡萄糖转运功能受损,从而导致GK大鼠的认知和记忆功能受损。此外,丙烯酰胺还会造成脑部神经突触功能蛋白下调、细胞凋亡蛋白上调,对GK大鼠认知和记忆功能产生严重不良影响。Harmane没有对GK大鼠认知和记忆功能造成显著不良影响,并且三类MRHPs混合摄入对GK大鼠认知和记忆功能的影响较单独摄入时显著减弱,这主要与Harmane发挥抗氧化活性降低了其它MRHPs混合摄入时对氧化和炎症应激水平和神经突触功能和细胞凋亡的影响有关。因此,马铃薯制品中多种MRHPs对GK大鼠脑部认知和记忆功能的不良影响的机制主要与脑部血糖代谢异常和Aβ沉积有关。