陳志堅(jiān)，陳 靜，黃 菊

(浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山316000)

近年來(lái)，水產(chǎn)品安全事件頻發(fā)，我國(guó)水產(chǎn)品因質(zhì)量安全問(wèn)題，導(dǎo)致出口屢遭發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)壁壘，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重?fù)p害了我國(guó)水產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的聲譽(yù)，同時(shí)也在一定程度上影響了人們對(duì)甲醛含量較高的水產(chǎn)品的消費(fèi)水平。其中魷魚(yú)產(chǎn)品中的甲醛含量超標(biāo)問(wèn)題尤為突出，關(guān)系到整個(gè)魷魚(yú)產(chǎn)業(yè)乃至全國(guó)水產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)的生存與發(fā)展，亟待解決。因此，探明魷魚(yú)及其制品加工過(guò)程中甲醛的產(chǎn)生機(jī)理，開(kāi)發(fā)有效的水產(chǎn)品甲醛控制技術(shù)，已成為迫切之需。隨著研究技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科間的深入交叉，魷魚(yú)及其加工制品中內(nèi)源性甲醛的形成機(jī)制已經(jīng)被逐步揭示，相應(yīng)的控制方法也隨之被開(kāi)發(fā)出來(lái)并取得較好的應(yīng)用效果。筆者就國(guó)內(nèi)外對(duì)魷魚(yú)甲醛的形成機(jī)制和控制方法的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述。

1 魷魚(yú)及其制品內(nèi)源性甲醛形成機(jī)制

國(guó)外對(duì)海產(chǎn)品內(nèi)源性甲醛生成機(jī)理有大量的研究。目前，認(rèn)為海產(chǎn)品中產(chǎn)生內(nèi)源性甲醛主要有2種途徑:一為酶途徑，主要是酶及微生物參與，研究集中在鱈魚(yú)科魚(yú)類(lèi)冷凍和冷藏過(guò)程中氧化三甲胺脫甲基酶(TMAOase)［1-3］，莖柔魚(yú)也分離到相似的分解酶［4］;二為非酶途徑，即高溫下氧化三甲胺裂解形成。

1.1 氧化三甲胺脫甲基酶(TMAOase)催化途徑 由于鱈魚(yú)科等海水魚(yú)類(lèi)大都生活在150～200 m以下的深海，身體中較高氧化三甲胺(TMAO)的含量具有維持細(xì)胞-體液間和體液-外界間浸透濃度平衡的作用，成為海魚(yú)體內(nèi)緩沖體系的一部分。氧化三甲胺在TMAOase的催化作用下分解形成三甲胺(TMA)和二甲胺(DMA)，在產(chǎn)生二甲胺的同時(shí)還伴隨著甲醛的形成。

朱軍莉等研究了秘魯魷魚(yú)不同組織中氧化三甲胺脫甲基酶(TMAOase)的活性及酶學(xué)性質(zhì)，并通過(guò)體外重組試驗(yàn)分析凍藏過(guò)程中TMAOase活性與甲醛生成的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)魷魚(yú)不同組織TMAOase活性均較低，而肝臟酶活相對(duì)較高，且與肌肉中TMAOase酶學(xué)性質(zhì)相似［5］。此外，還發(fā)現(xiàn)TMAOase催化活性需要一個(gè)輔助因子系統(tǒng)，包括Fe2+、抗壞血酸(Asc)和半胱氨酸(Cys)。但是，魷魚(yú)肝臟-肌肉重組體和TMAOase-肌肉重組體在凍藏過(guò)程中甲醛和二甲胺(DMA)含量顯著提高，而肌肉中DMA和甲醛含量無(wú)顯著增加，因此推測(cè)TMAOase酶學(xué)催化途徑并非魷魚(yú)及其制品中高含量甲醛的主要來(lái)源。

1.2 氧化三甲胺高溫裂解途徑(非酶催化途徑)研究發(fā)現(xiàn)，在鮮活魷魚(yú)肌肉組織中甲醛的含量并不高，低于相關(guān)法規(guī)的限量檢出標(biāo)準(zhǔn)，但是在魷魚(yú)絲、魷魚(yú)片等魷魚(yú)制品中卻檢測(cè)出了較高含量的甲醛，有的甚至超出國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)上百倍。Lin等發(fā)現(xiàn)，200℃時(shí)干魷魚(yú)甲醛和DMA生成明顯加速［6］;勵(lì)建榮等發(fā)現(xiàn)，在加工魷魚(yú)絲的蒸煮和焙烤這2個(gè)工序中甲醛增加明顯［7］，而這2個(gè)工序是整個(gè)魷魚(yú)絲加工過(guò)程所需溫度最高的;薛長(zhǎng)湖等也報(bào)道加熱工序促進(jìn)甲醛生成的相似現(xiàn)象［8］。并且目前的研究表明，氧化三甲胺高溫裂解產(chǎn)生甲醛的現(xiàn)象僅在魷魚(yú)加工過(guò)程比較普遍和顯著。Odziejska等發(fā)現(xiàn)，加熱的阿根廷滑柔魚(yú)甲醛和DMA生成明顯，波羅的海鱈甲醛和DMA只有微量改變［9］，而經(jīng)180℃高溫處理的鱈魚(yú)甲醛顯著下降［10］。

為進(jìn)一步闡明影響TMAO熱分解的關(guān)鍵因素，Spinelli等進(jìn)行了體外模擬試驗(yàn)，研究了TMAO標(biāo)準(zhǔn)溶液生成甲醛的非酶途徑，發(fā)現(xiàn)Fe2+、Sn2+、SO2、半胱氨酸和血紅蛋白等還原性物質(zhì)促進(jìn)TMAO的分解［11］。Lin等也做了相似的研究，發(fā)現(xiàn)Fe2+和抗壞血酸對(duì)TMAO熱分解的促進(jìn)遠(yuǎn)大于Fe2+和半胱氨酸［6］。以上研究基本明確了影響TMAO熱分解的關(guān)鍵因素，但未說(shuō)明這些關(guān)鍵因子發(fā)揮作用的途徑或者影響機(jī)理。

Ferris等假設(shè)并證實(shí)了TMAO在Fe2+催化下通過(guò)自由基反應(yīng)生成甲醛、DMA和TMA［12］，推測(cè)TMAO高溫?zé)岱纸馍杉兹┑姆磻?yīng)可能與反應(yīng)中的自由基存在一定關(guān)聯(lián)。針對(duì)這一推測(cè)，朱軍莉等以魷魚(yú)高溫條件下內(nèi)源性甲醛生成規(guī)律為切入點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建體外化學(xué)模型篩選影響TMAO高溫?zé)岱纸馍杉兹┑年P(guān)鍵因子，重點(diǎn)研究了高溫條件下反應(yīng)體系中自由基產(chǎn)生特性與甲醛生成的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)自由基是魷魚(yú)制品加工過(guò)程甲醛生成的重要誘因。綜上所述，高溫分解是魷魚(yú)制品內(nèi)源性甲醛的主要來(lái)源，而自由基則是主要的誘發(fā)因素。

2 魷魚(yú)及其制品中內(nèi)源性甲醛的控制

隨著魷魚(yú)及其制品中甲醛形成機(jī)制的逐漸明確，目前眾多甲醛控制方法被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，并取得了較好的控制效果?，F(xiàn)就以下幾種針對(duì)魷魚(yú)制品中甲醛控制的方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2.1 甲醛捕獲劑的應(yīng)用 甲醛是一種具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的化學(xué)物質(zhì)，容易被還原形成醇類(lèi)物質(zhì)，也容易被氧化生成二氧化碳和水，還能與酚類(lèi)物質(zhì)如苯酚等發(fā)生縮聚反應(yīng)形成酚醛樹(shù)脂。因此，研究人員從這些化學(xué)物質(zhì)中篩選出了安全、有效的甲醛捕獲劑應(yīng)用到魷魚(yú)制品的甲醛控制中。

2.1.1 天然提取物對(duì)魷魚(yú)制品甲醛的控制。研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚、甘草提取物、白藜蘆醇、蜂膠和葡萄籽提取物5種多酚類(lèi)物質(zhì)都能有效減少魷魚(yú)上清高溫條件下FA和DMA的形成，并且多酚提取物均表現(xiàn)良好的FA結(jié)合作用;隨著茶多酚濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)，茶多酚抑制魷魚(yú)中TMAO熱轉(zhuǎn)化FA和DMA形成的作用顯著增強(qiáng)，其中高于0.15%茶多酚效果較佳;5種兒茶素單體與茶多酚對(duì)魷魚(yú)TMAO熱分解表現(xiàn)相似的抑制作用，并且茶多酚和兒茶素單體(ECG和EGCG)能顯著降低魷魚(yú)高溫自由基信號(hào)的形成。因此，茶多酚通過(guò)抑制魷魚(yú)高溫TMAO熱分解和捕獲生成的甲醛實(shí)現(xiàn)降低甲醛含量，其中兒茶素單體是茶多酚抑制TMAO熱分解的主要物質(zhì)［13-14］。

2.1.2 有機(jī)酸對(duì)魷魚(yú)制品甲醛的控制。丁二酸、草酸、蘋(píng)果酸、酒石酸、檸檬酸和檸檬酸三鈉6種有機(jī)酸類(lèi)和鹽都能在高溫條件下減少魷魚(yú)上清FA和DMA的形成，且有機(jī)酸對(duì)FA無(wú)結(jié)合作用。隨著檸檬酸濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)，檸檬酸抑制魷魚(yú)中TMAO熱轉(zhuǎn)化FA和DMA形成的作用增強(qiáng)，且濃度高于5 mmol/L時(shí)抑制效果較好;檸檬酸能顯著降低魷魚(yú)高溫自由基信號(hào)的形成;因此檸檬酸降低魷魚(yú)高溫甲醛含量主要是通過(guò)抑制TMAO熱分解來(lái)實(shí)現(xiàn)［14］。

檸檬酸和茶多酚復(fù)合，發(fā)現(xiàn)0.05%茶多酚+5 mmol/L檸檬酸與0.15%茶多酚在抑制魷魚(yú)中TMAO分解的效果上表現(xiàn)相似的作用，兩組無(wú)顯著差異［14］。

但是茶多酚等天然提取物會(huì)影響產(chǎn)品的外觀，有機(jī)酸又會(huì)影響產(chǎn)品的口感。經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)嘗試，朱軍莉等研究評(píng)價(jià)了加工工藝中0.05%茶多酚復(fù)合5 mmol/L檸檬酸和5 mmol/L氯化鈣處理對(duì)秘魯魷魚(yú)絲25℃下貯藏過(guò)程中理化和感官特性的影響。結(jié)果顯示，魷魚(yú)絲在貯藏中不僅水分、蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗顯著降低，TMAO的降解也受到了抑制，從而使甲醛的形成受到了顯著抑制［15］。這樣的復(fù)合型甲醛捕獲劑具有協(xié)同增效的作用，不僅可以減少茶多酚、檸檬酸在魷魚(yú)絲中的添加量，還能更好地捕獲吸收甲醛，減少產(chǎn)品中甲醛的含量。

2.2 氧化三甲胺酶的抑制劑或抗凍劑的應(yīng)用 魷魚(yú)原料在冷凍或低溫貯藏過(guò)程中添加酶抑制劑或抗凍劑以抑制TMAO分解生成甲醛。Parkin等研究發(fā)現(xiàn)，水產(chǎn)品中富含的TMAO在低溫貯藏過(guò)程中仍會(huì)在酶的作用下不斷分解生成FA;而添加酶抑制劑后，TMAO分解大大受到抑制，F(xiàn)A生產(chǎn)量也隨之減少［16］。此外，Herrera等發(fā)現(xiàn)向魷魚(yú)原料中添加抗凍劑也能達(dá)到抑制FA的效果［17］。

2.3 加工工藝的改進(jìn)對(duì)魷魚(yú)甲醛形成的控制 勵(lì)建榮等研究發(fā)現(xiàn)，在秘魯魷魚(yú)絲加工過(guò)程中，甲醛含量發(fā)生了變化，其中在蒸煮和焙烤兩道工序下甲醛含量顯著升高［18］。但當(dāng)蒸煮條件降為90℃、4 min以及焙烤條件改為125℃、5 min后，魷魚(yú)絲的甲醛含量明顯降低至8.7 mg/kg(符合國(guó)家甲醛限量標(biāo)準(zhǔn))。辛學(xué)倩等在研究魷魚(yú)絲加工過(guò)程中得出了類(lèi)似的結(jié)論［19］，即通過(guò)流水冷卻以及改變焙烤技術(shù)可以大大減少魷魚(yú)產(chǎn)品中最終的甲醛。此外，Landolt等發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加工工藝中的清洗步驟能減少魷魚(yú)TMAO本底含量，從而達(dá)到減少TMAO分解生成FA的目的［20］。

2.4 不同包裝方式對(duì)魷魚(yú)制品甲醛含量的控制 自由基是誘發(fā)魷魚(yú)制品甲醛形成的主要因素，而光照、熱、氧氣等都是誘發(fā)自由基產(chǎn)生的主要因素。因此，控制自由基的產(chǎn)生也就在很大程度上阻斷了甲醛形成的路徑。相比普通包裝，真空包裝能顯著降低魷魚(yú)絲貯藏過(guò)程中水分流失、減少蛋白質(zhì)分解、抑制美拉德反應(yīng)和氧化三甲胺轉(zhuǎn)化為二甲胺和甲醛。因此，真空包裝結(jié)合0.05%茶多酚+5 mmol/L檸檬酸復(fù)合甲醛抑制劑對(duì)保持魷魚(yú)絲貯藏過(guò)程中品質(zhì)和抑制氧化三甲胺分解為甲醛和二甲胺效果最佳［14］。除此之外，還可以采用真空氣調(diào)包裝，這樣既可以控制甲醛的形成還能更有效地抑制魷魚(yú)制品在儲(chǔ)藏過(guò)程微生物的生長(zhǎng)。還可以采用深色和耐熱性好的包裝材料以防止在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、貨架期間的光、熱等影響?；蛘呤窃诎b袋內(nèi)放入甲醛捕獲包，里面加入一些甲醛捕獲劑，這樣不僅可以起到吸收甲醛的作用，還可以避免一些捕獲劑對(duì)魷魚(yú)外觀和口味的不良影響。

3 研究展望

綜上所述，對(duì)于魷魚(yú)及其制品中內(nèi)源性甲醛的形成機(jī)制主要是針對(duì)鮮活魷魚(yú)以及加工過(guò)程兩個(gè)環(huán)節(jié)。并且針對(duì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵點(diǎn)從原料到加工工藝再到產(chǎn)品包裝都開(kāi)發(fā)了很多甲醛控制方法及技術(shù)，已經(jīng)成功使得魷魚(yú)制品在剛生產(chǎn)出來(lái)的時(shí)候或者貨架期的前段時(shí)間甲醛含量控制在限量標(biāo)準(zhǔn)以下。但是，近年來(lái)國(guó)家相關(guān)監(jiān)督執(zhí)法部門(mén)在各大超市中抽查的魷魚(yú)制品，其甲醛含量都超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)幾十倍甚至幾百倍。由此說(shuō)明，魷魚(yú)制品中的甲醛在商品貨架期內(nèi)仍然不斷形成，那在這段時(shí)間內(nèi)是什么原因造成甲醛的大量形成，先前開(kāi)發(fā)的控制技術(shù)和方法為何在貨架期內(nèi)不再發(fā)揮作用或者如何提高它們?cè)谪浖芷趦?nèi)的作用，這些問(wèn)題都是魷魚(yú)制品所面臨的重要質(zhì)量問(wèn)題，也是亟需解決的主要問(wèn)題，同時(shí)更是魷魚(yú)制品內(nèi)源性甲醛形成機(jī)制方面的今后研究方向。

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