董依迪,鄧思楊,石 碩,杜 鑫,暢 鵬,夏秀芳

(東北農業(yè)大學食品學院,黑龍江哈爾濱 150030)

雜環(huán)胺(Heterocyclic aromatic amines,HAAs)是肉制品經高溫加熱后產生的芳香族雜環(huán)化合物,HAAs具有致癌性與致突變性[1],人體若長期或過量攝入,易增加患癌風險。20世紀70年代,Sugimura等[2]首次在烤魚和烤牛肉的燒焦表皮中發(fā)現了HAAs的存在,HAAs可引發(fā)嚙齒動物部分器官的癌變(如乳腺癌、結腸癌和前列腺癌等)和毒理作用(包括唾液腺萎縮和心肌變性等)。流行病學調查結果表明[3],癌癥發(fā)病率和HAAs的攝入量呈正相關。目前,人類已發(fā)現近30種HAAs[4]。

肉制品在加工過程中工序繁瑣,形成HAAs的影響因素較多,形成機制也較復雜。在眾多影響因素中較為顯著的包括:加工條件(溫度與時間)、烹飪方法、前體物質以及原料肉中水分含量,其中加工溫度與時間對形成HAAs的影響最為顯著。郭海濤[5]研究表明:隨著加工溫度的升高、加工時間的延長,羊肉餅中形成HAAs的種類會逐漸增多,總含量也會明顯上升。梅競博[6]發(fā)現油炸豬肉中雜環(huán)胺類化合物的產生量隨溫度的升高,時間的增加而增加。徐琦[7]研究水產品在加熱的過程中雜環(huán)胺的形成規(guī)律時發(fā)現,溫度越高時間越長產生的雜環(huán)胺的種類越多,生成量顯著增加。萬可慧[8]發(fā)現牛肉干制品中雜環(huán)胺類物質隨著加工溫度的升高、時間的延長,總量呈現上升趨勢,溫度對其形成的影響要高于時間。

本文系統(tǒng)綜述肉制品加工過程中HAAs的分類、形成機制及控制技術,旨在為加工肉制品中雜環(huán)胺的控制技術研發(fā)與應用提供理論指導與方法參考。

1 雜環(huán)胺的分類和形成機制

1.1 雜環(huán)胺類物質的分類

1.1.1 根據化學結構分類 HAAs是一類由碳、氫、氮原子組成的多環(huán)芳香烴類化合物。所有的HAAs都具2～5個含氮烴環(huán),1個環(huán)外的氨基(除Norharman和Harman外)和若干個位置不同的甲基。雜環(huán)胺類物質按其化學結構可分為氨基-咪唑-氮雜芳烴(Amino-imidazo-azaarenes,AIAs)與氨基-咔啉類(Amino-carbolines)兩大類,AIAs結構中主要存在咪唑環(huán),而咔啉類結構中吲哚環(huán)較多。

若按結構差異進行細分,AIAs 可分為喹啉類、喹喔啉類、吡啶類和呋喃吡啶類。喹啉類包括:2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹啉(2-Amino-3-methylimidazo[4,5-f]quinoline,IQ)、2-氨基-3,4-二甲基咪唑并[4,5-f]喹啉(2-Amino-3,4-dimethylimidazo[4,5-f]quinoline,MeIQ);喹喔啉類包括:2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉(2-Amino-3-methylimidazo[4,5-f]quinoxaline,IQx)、2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉(2-Amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline,MeIQx)、2-氨基-3,4,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉(2-Amino-3,4,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline,4,8-DiMeIQx)、2-氨基-3,7,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉(2-Amino-3,7,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline,7,8-DiMeIQx);吡啶類包括:2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶(2-Amino-1-methyl-6-phenyl-imidazo[4,5-b]pyridine,PhIP)、2-氨基-1,6-二甲基咪唑并[4,5-b]吡啶(2-Amino-1,6-dimethylimidazo[4,5-b]pyridine,DMIP);呋喃吡啶類為2-氨基-1,6-二甲基呋喃并[4,5-b]吡啶(2-Amino-1,6-dimethyl-furo[3,2-e]imidazo[4,5-b]pyridine,IFP)。

咔啉類可分為α-咔琳、β-咔啉類、γ-咔啉和ζ-咔啉。α-咔琳包括:2-氨基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚(2-Amino-9H-pyrido[2,3-b]indole,AαC)、2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚(2-Amino-3-methyl-9H-pyrido[2,3-b]indole,MeAαC);β-咔啉類包括:1-甲基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚(1-methyl-9H-pyrido[4,3-b]indole,Harman)、9H-吡啶并[2,3-b]吲哚(9H-pyrido[4,3-b]indole,Norharman);γ-咔啉包括:3-氨基-1,4-二甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚(3-Amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido[4,3-b]indole,Trp-P-1)、3-氨基-1-甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚(3-Amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b]indole,Trp-P-2);ζ-咔啉包括:2-氨基-6-甲基二吡啶并[1,2-a:3′,2′-d]咪唑(2-Amino-6-methyldipyrido[1,2-a:3′,2′-d]imidazole,Glu-P-1)、2-氨基-二吡啶并[1,2-a:3′,2′-d]咪唑(2-Amino-dipyrido[1,2-a:3′,2′-d]imidazole,Glu-P-2)詳見表1。

表1 常見雜環(huán)胺類物質按化學結構的基本信息[4]Table 1 Basic information on chemical structure of common heterocyclic aromatic amines[4]

1.1.2 根據化學性質分類 雜環(huán)胺類物質按其化學性質可分為極性HAAs與非極性HAAs。AIAs均含有咪唑環(huán),其α位置上存在一個氨基,能夠在體內轉化成N-羥基化合物,從而具有致癌性與致突變活性。由于AIAs上的氨基均能耐受2 mmol/L 的亞硝酸鈉的重氮化處理,與最早發(fā)現IQ性質類似,所以AIAs又稱IQ型雜環(huán)胺,即極性雜環(huán)胺。

Amino-carbolines環(huán)上的氨基無法耐受經2 mmol/L亞硝酸鈉的重氮化處理,處理時氨基脫落轉變成為C-羥基,從而失去致癌性與致突變活性,因此稱為非IQ型雜環(huán)胺,即非極性雜環(huán),其致癌性與致突變活性相對AIAs較弱。

1.2 肉制品中HAAs的形成機制

根據HAAs的化學性質將其分為極性HAAs與非極性HAAs。極性HAAs一般由肌肉中的肌酸(酐)、游離氨基酸、還原糖經高溫加熱形成,非極性HAAs一般由部分氨基酸經高溫裂解形成。

1.2.2 Amino-carbolines的形成機制 Amino-carbolines中大部分物質(AαC、MeAαC、Trp-P-1、Trp-P-2、Glu-P-1、Glu-P-2)是由肉類蛋白質或氨基酸在大于300 ℃的高溫下裂解形成,因此又被稱為“熱解型雜環(huán)胺”,另外一部分物質(Harman和Norharman)在低于100 ℃條件下也可形成。AαC和MeAαC是由球蛋白經高溫裂解而形成,Trp-P-1和Trp-P-2是由色氨酸經高溫裂解而形成,Glu-P-1和Glu-P-2則是由谷氨酸高溫裂解而形成。然而Harman和Norharman的形成機制較為特殊,即在小于100 ℃的低溫下,二者都可通過色氨酸和葡萄糖的干加熱形成[11]。對于β-咔啉中的Norharman的形成機制,已有學者提出較為明確的途徑[12]:色氨酸的Amadori 重排產物經脫水反應后,在環(huán)氧孤對電子的幫助下,經β-消除反應形成共軛的氧鎓離子中間體。該中間體經穩(wěn)定或C-C分裂后發(fā)生分子內親和取代而進一步形成β-咔啉。我國傳統(tǒng)醬肉制品是在低于100 ℃加工而成,潘晗[13]在研究醬肉中Norharman 和 Harman的形成機理時通過構建模擬體系發(fā)現色氨酸、色氨酸-肌酸-葡萄糖的模型體系中主要形成Norharman和Harman含量較低;色氨酸-葡萄糖共熱模型中,形成了大量的Norharman和Harman。

2 影響肉制品中雜環(huán)胺類物質形成的因素

肉制品加工過程中形成的HAAs物質種類多、形成途徑和條件不一,影響因素也較多。影響雜環(huán)胺類物質形成的最顯著的因素包括加工溫度和時間、烹飪方式、前體物含量[8]等。

2.1 加工溫度和時間對HAAs的影響

在加工條件中,影響效果最顯著的因素為加工溫度與時間。在化學反應中,高溫一般能使反應進行地更劇烈,同時隨著反應時間的延長,產物會逐漸累積,因此在HAAs形成過程中它的種類和含量會隨著溫度升高、時間延長而不斷增加和累積[14]。Gibis等[15]發(fā)現加工溫度為200～220 ℃時油炸培根中HAAs濃度明顯高于150～170 ℃時的濃度。Kondjoyan等[16]發(fā)現在150 ℃或更低的溫度下,檢測到牛胸最長肌受熱蒸汽射流片過程中形成的IQx、MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP的含量并沒有明顯的升高趨勢,而是在接近200 ℃標記的溫度下這四類HAAs的含量急劇增加,再次驗證加工溫度越高產生的HAAs含量越多。郭海濤[5]研究加工條件對羊肉制品中雜環(huán)胺含量影響時發(fā)現,隨著加熱溫度的增加,加熱時間的延長,羊肉餅中雜環(huán)胺的產生量隨之升高。潘晗[13]在研究醬肉中Norharman 和 Harman的形成機理時發(fā)現模型體系在100 ℃下加熱 0.5～3 h后,隨著加熱時間的延長,Norharman和Harman 的含量均逐漸升高。多數模型體系研究HAAs形成的溫度范圍為125～300 ℃,但有時在低溫條件下隨著加工時間的延長,也可產生HAAs。在加工溫度方面,多數學者選擇的溫度范圍跨越較大,不利于發(fā)現在各小范圍溫度變化下雜環(huán)胺含量的變化。

2.2 烹飪方式對HAAs的影響

肉制品常見烹飪方式有煎烤、炭烤、油炸、烘烤、水煮等,不同的烹飪方式也會影響產品中雜環(huán)胺含量。肉制品直接與明火接觸或與灼熱的金屬表面接觸的烹飪方式,如炭烤、油煎等能形成更多的HAAs,因為這種條件下食物表面自由水大量快速蒸發(fā)而發(fā)生褐變反應;然而通過間接熱傳導方式或在較低溫度并有水蒸氣存在的加工條件下,如水煮等,雜環(huán)胺的形成量就相對較少。Ke等[17]在研究不同的烹飪方法(烤箱烘烤,鍋烹飪,炭烤,油炸)對牛肉丸和雞肉丸中產生HAAs的影響時發(fā)現,炭烤,油炸兩種方式產生的HAAs含量最多。郭海濤[5]將羊肉餅分別以烘烤、油炸、煎炸、醬鹵這4 種方式進行處理發(fā)現:醬鹵羊肉中雜環(huán)胺含量最高,其次為烘烤、油炸,煎炸樣品中雜環(huán)胺含量最低。

2.3 前體物質含量對HAAs的影響

肉制品中形成HAAs的前體物質主要包括肌酸(酐)、游離氨基酸和糖類,Skog[18]將肌酸、氨基酸和葡萄糖的混合體系在130 ℃條件下進行加熱發(fā)現了IQ和IQx的存在。前體物質的含量對HAAs的形成具有一定的影響。Lee等[19]將肌酸和肌酐加入到牛肉汁中加熱12 h,發(fā)現肌酸和肌酸酐對雜環(huán)胺的形成有較小的促進作用。Skog等[20]在肌酐、葡萄糖和蘇氨酸的混合模型體系中,將混合物在180 ℃下加熱30 min,通過同位素標記技術,發(fā)現來自葡萄糖中的14C參與了IQx、MeIQx和4,8-DiMeIQx的構成,清楚地證明葡萄糖是雜環(huán)胺形成的前體物。

糖的添加對HAAs形成的影響較為特殊,呈現出低濃度的糖促進HAAs形成而高濃度的糖抑制HAAs形成的現象。Tai等[21]在油炸魚時分別添加了9%和14%的糖,HAAs的含量則分別升高了85%和15%;而當添加量達到19%時,糖的添加對HAAs的形成卻呈現出顯著的抑制作用。這與美拉德反應有關,低濃度的糖會加速非酶褐變的發(fā)生,從而形成更多的HAAs;反之,高濃度的糖則會加速焦糖化反應,使得HAAs的形成受到抑制。Tai等[21]還認為美拉德反應產物可能會消耗掉一部分的HAAs,從而造成HAAs含量的下降。

氨基酸是HAAs形成過程中重要的前體物質,它的含量會直接影響HAAs的形成。Tai等[21]在研究糖對HAAs的影響時發(fā)現,在HAAs的形成受到促進的同時,體系內氨基酸的消耗量也明顯增大,其中苯丙氨酸、亮氨酸、蘇氨酸和絲氨酸的含量的下降與HAAs的形成有顯著的相關性,此結論在其他實驗結果中同樣得到驗證。Zamora等[22]向模擬體系中添加半胱氨酸、絲氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、天冬酰胺、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸和甲硫氨酸均能顯著提高PhIP的形成量。

2.4 原料肉中水分含量對HAAs影響

HAAs的前體物質屬水溶性,加熱時前體物質會隨著水分的流失而轉移,因此保持肉制品中的水分、減少水分的蒸發(fā)能夠有效控制HAAs的形成。Borgen等[23]以牛肉、豬肉、雞肉為原料,將前體物(游離氨基酸,肌酸和葡萄糖)樣品在潮濕和干燥的條件下經175和300 ℃加熱30 min,結果表明:在干燥條件下有利于IFP、PhIP的形成,而在濕潤條件下則有利于MeIQx的形成,驗證了原料中水分含量的多少明顯影響HAAs的形成。Persson等[24]向肉制品中添加了磷酸鹽和氯化鈉等化合物后發(fā)現,PhIP的形成量顯著下降,這是因為磷酸鹽和氯化鈉能夠提高肉的持水性,減少原料肉中的水分損失,肉中的前體物質隨水分遷移到肉品表面的含量就會減少,即HAAs的形成量減少。

3 肉制品中形成雜環(huán)胺類物質的控制技術

改善加工方式能夠有效控制肉制品中HAAs的形成,主要集中在微波加熱預處理、包裹隔熱食品輔料、利用酒類腌制等方法來控制肉制品中HAAs的形成。在外源抑制物方面可添加植物性天然抗氧化劑(香辛料、茶葉提取物、果蔬及果蔬提取物、其他植物類提取物)、保水性物質(纖維素、殼聚糖、淀粉)來阻斷HAAs的形成。

3.1 改善加工方式

不同加工方式對于肉制品中的形成的雜環(huán)胺有較大影響[25],由于傳熱方式不同,熱傳遞與熱傳導等方式對HAAs的形成量也存在差異[26],如煎烤、烘烤、微波爐加熱等方式。另外,可在肉品表面包裹一層食品輔料,達到隔熱效果來降低肉品表面溫度。利用酒類腌制肉品也可抑制雜環(huán)胺的形。

3.1.1 微波預處理 在眾多烹飪方式中,微波加熱具有清潔、快速、方便等優(yōu)點。利用微波加熱能夠相對產生較少的HAAs[25,27],微波預處理能夠引起肉中的水分損失,使肉中水分含量少,剩余的前體物通過水分滲透到肉品表面參加反應的就少,從而可以降低HAAs的形成量。Jinap等[28]研究不同原料肉(雞肉,牛肉)與不同成熟度(半熟,全熟)對HAAs的影響時發(fā)現:經微波前處理后燒烤的半熟雞肉和牛肉中HAAs總量比未經微波前處理而直接進行炭烤的樣品產生的HAAs總量低24%和21%,全熟的樣品中HAAs總量分別減少35%和42%;相比于直接炭烤,通過微波油炸可分別降低雞肉和牛肉中HAAs總量為97%和98%,再次驗證微波預處理方式可代替開放的炭烤方式來減少肉制品中HAAs的形成量。盡管微波烹飪相比與傳統(tǒng)烹飪方式能減少雜環(huán)胺的生成,但它卻能導致更多的蛋白質氧化產物的形成,因此應全面考慮不同烹飪方式對人體健康的影響,選擇健康合理的烹飪方式對食物進行加工,減少由不當烹飪方式加工的食物給人體帶來的危害。

3.1.2 遠紅外線加熱技術 波長領域在3～30 μm的電磁波總稱為遠紅外線。遠紅外線加熱技術是一種以輻射為主的加熱過程,加熱原理是利用加熱元件所發(fā)出來的紅外線照射到被加熱物體上,此時物體分子能夠均勻吸收由熱能轉化成的電磁波,進而引起物質分子的激烈共振,達到加熱干燥的目的[29]。利用遠紅外加熱技術一是可縮短加熱時間,使用遠紅外線干燥材料表面時,遠紅外線能量滲透到材料內部,不會使材料中心的升溫速度降低,可以縮短全體加熱的時間。二是能良好控制溫度,利用遠紅外線加熱時因其材料不須跟熱源接觸,因此就算熱源的溫度很高,也不會使材料表面因溫度過度加熱而產生焦化現象。以上兩種優(yōu)點可能起到抑制雜環(huán)胺形成的作用,但此類文獻鮮有報道,將遠紅外線加熱技術利用到食品加工中用于雜環(huán)胺的控制技術還有待進一步研究。

3.1.3 包裹隔熱食品輔料 在肉品加工過程中,加工溫度越高,形成的HAAs含量與種類越多[14,30]。有效控制加工溫度,減少煎烤等直接接觸灼熱金屬的方式加工肉制品能夠降低HAAs的形成。肉制品在進行高溫烹飪前,尤其是油炸類制品,可將肉品表面包裹面包糠或淀粉等食品輔料[31],可起到隔熱的作用,接觸溫度降低,因此可減少HAAs的形成。

3.1.4 酒類腌制 酒類腌制處理是一類較為常見的抑制HAAs含量的方法,腌肉常用的酒類為啤酒與葡萄酒。對啤酒而言,在制麥過程中參與的酶系統(tǒng)中包括超氧化物歧化酶,屬于一種抗氧化酶,它能夠很好地清除活性氧自由基,減少活性氧自由基氧化作用引起的危害[32]。葡萄酒富含大量酚類物質,也具有較好的抗氧化功能[33]。肉制品在烹飪前進行液體腌制不僅可以增加風味還可起到改善柔韌性以及保持水分高效的作用。Viegas[34]在研究啤酒腌泡對炭烤豬肉中HAAs形成量的影響時,將豬肉用比爾森啤酒、不含酒精的比爾森啤酒和黑啤酒進行腌泡,在相同條件下與未經腌泡的豬肉進行比較,結果發(fā)現炭烤后經啤酒腌制過的豬肉產生的PhIP、Trp-P-1和AαC(p<0.05)含量明顯降低,黑啤酒對4,8-DiMeIQx的抑制作用較大,對MeAαC則無明顯影響,黑啤酒對HAAs總量抑制效果最佳,可達90%,比爾森啤酒為70%,不含酒精的比爾森啤酒為58%。

3.2 添加外源抑制物

在肉制品加工過程中,添加植物性天然抗氧劑清除自由基來阻斷HAAs形成和降低生成量[30]。另外,添加保水性物質可提高肉品本身的持水性,對HAAs的形成同樣起到抑制的作用。

3.2.1 添加植物性天然抗氧化物 自由基途徑是形成HAAs的一條非常重要的途徑,抗氧化劑能夠有效清除自由基,繼而成為較廣泛的一類雜環(huán)胺抑制劑。天然抗氧化劑因具有天然、無毒、高效等特點,越來越多的被人們研究和使用。天然抗氧化物大多來自于植物,有效成分多為酚類化合物。酚類化合物因其酚羥基具有清除自由基,淬滅單線態(tài)氧和螯合金屬離子的能力而具有很好的抗氧化性[35]。常見的植物天然抗氧化物有香辛料、茶葉提取物、果蔬及果蔬提取物等。

3.2.1.1 添加香辛料 香辛料是指一類具有芳香和辛香等典型風味的天然性物質,一般從植物(花、葉、莖、根、果實或全草等)中提取得到。香辛料作為天然植物香料不僅能增強和改善肉制品的風味和色澤,同時也能起到抗氧化、抗癌癥、防腐抑菌等作用[36]。富含酚類化合物的香辛料具有比水果、谷類食品和堅果更強的抗氧化性,能夠更有效地清除自由基,進而抑制HAAs的形成。Jinap等[37]發(fā)現4%的姜黃、10%的火炬姜、10%的檸檬草和10%的咖喱葉這4 種香料能夠有效地降低烤牛肉中40～85 ng/100 g的HAAs含量。Zeng等[38]發(fā)現低濃度的辣椒或辣椒素能夠有效抑制烤牛肉餅中HAAs的形成,對于HAAs總量的抑制率達80%左右,且辣椒素的抑制效果好于辣椒的抑制效果。

3.2.1.2 添加茶葉提取物 茶葉中的茶多酚是較為常見的天然抗氧化劑,一般分為水溶性茶多酚與油溶性茶多酚,茶多酚具有較好的抗氧化作用,無論是水溶性茶多酚還是油溶性茶多酚,抗氧化的機理都是提供還原性質子,捕獲物質氧化過程中產生的自由基[39]。Jamali等[40]在研究羅薩玫瑰茶提取物在不同溫度下(160,220 ℃)對烤牛肉餅中HAAs的影響時發(fā)現:牛肉餅在220 ℃條件下產生的Harman含量顯著下降,PhIP的形成含量也明顯得到抑制,在兩種不同溫度下隨著提取物的加入,牛肉餅中HAAs總量分別下降了75%與46%。Rounds等[41]發(fā)現牛肉餡餅經綠茶提取物腌制后,PhIP含量下降了86%,MeIQ含量下降了31.3%。肉在煎烤之前經過茶多酚處理能夠抑制致突變物的活性可能是因為茶多酚是美拉德反應中間體的競爭捕獲劑和抗氧化劑,它能夠影響美拉德反應中間體的生成量,但是具體的抑制機制仍不清楚,有待進一步研究。

3.2.1.3 添加果蔬及果蔬提取物 果蔬中含有豐富的維生素、膳食纖維、酚類等物質,不僅對人體健康有益,同時具有良好的抗氧化功能,一般蘋果、葡萄、山楂、石榴、洋薊等果蔬都是較好的植物性天然抗氧化物,因此選取果蔬提取物等作為天然抗氧化物能夠較好地抑制肉制品中HAAs的形成。

富含多酚的蘋果皮提取物可抑制HAAs的形成,Sabally等[42]將0.3%的蘋果皮多酚提取物以兩種形式(表面涂抹,內部混合)添加到牛肉餅中再進行油炸,發(fā)現MeIQx、PhIP和4,8-DiMeIQx的含量在表面涂抹方式下分別降低了68%、83%和56%;而在內部混合方式下3 種HAAs含量分別降低了41%、21%和60%。山楂中含有大量類黃酮和原花青素,在高溫烹調下,山楂提取物可有效抑制HAAs的形成,Tengilimoglu-metin等[26]發(fā)現0.5%和1%的山楂提取物可分別降低雞胸肉中12%～100%和19%～97%的HAAs總含量;分別降低牛肉中42%～100%和20%～35%的HAAs總含量。Ke等[17]將0.5%的石榴籽提取物添加到牛肉丸和雞肉丸中,并選用四種不同的烹飪方法(烤箱烘烤,平底鍋煎烤,炭烤,油炸)處理,對于牛肉丸,炭烤方式下對PhIP、Norharman和Harman的抑制效果最佳,抑制率分別為68%、24%、18%,而對于IQ、MeIQx這兩類雜環(huán)胺,油炸方式下石榴籽提取物對其有最好的抑制效果,抑制率分別為45%、57%,經炭烤和油炸的牛肉丸的HAAs總量分別降低了39%和46%,經烤箱烘烤的牛肉丸中HAAs總量抑制率僅有5.9%,經平底鍋煎烤的牛肉丸中雜環(huán)胺總量卻增加了52%;對于雞肉丸,烤箱烘烤方式下對PhIP的抑制效果最佳,抑制率為75%,炭烤方式下對Norharman的抑制效果最好,抑制率為57%,平底鍋煎烤方式下對Harman的抑制效果最佳,抑制率為28%,對于IQ、MeIQx這兩類雜環(huán)胺,同樣是油炸方式下石榴籽提取物對其有最好的抑制效果,抑制率分別為46%和49%,經油炸的雞肉丸的HAAs總量降低了49%,經炭烤的雞肉丸的HAAs總量僅降低了7%,相反,經過烤箱烘烤的雞肉丸HAAs總含量卻增加了70%,經過平底鍋的雞肉丸HAAs總含量增加了20%。Gibis等[43]發(fā)現葡萄籽提取物與迷迭香提取物可降低牛肉餅中57%和90%(p<0.05)的MeIQx和PhIP含量,且證明了葡萄籽提取物的抗氧化能力是迷迭香提取物的兩倍。Tengilimoglu-metin等[44]在研究不同濃度的洋薊提取物對牛肉和雞肉中HAAs的抑制作用時發(fā)現:0.5%的洋薊提取物可降低牛肉中6%～46%和25%～98%的HAAs總量,1%的洋薊提取物可降低雞胸肉中5%～97%和14%～95%的HAAs總量,再次驗證植物提取物能夠有效抑制HAAs的形成。

3.2.2 添加保水性物質 HAAs一般形成于肉品表面,肉中的前體物質一般是隨著水分遷移到肉品表面,添加保水性物質(如纖維素、淀粉等)能夠提高肉品本身的持水能力,從而減少了肉中水分的損失,因此肉中的前體物質隨水分遷移到肉品表面的含量就會減少,進而能夠抑制雜環(huán)胺的形成。Gibis[45]將0.5%～3%微晶纖維素和羧甲基纖維素添加到低脂牛肉餅中,發(fā)現隨著兩類纖維素的添加,烤肉餅中產生MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP的含量顯著降低。低分子量殼聚糖作為食用纖維素,也可抑制HAAs的形成,Oz[46]將不同濃度下(0.25%、0.50%、0.75%、1%)的低分子量殼聚糖分別直接加入到牛排中,在三個不同溫度下(150、200、250 ℃)烹調,IQ和MeAαC雖未檢出,但對IQx、MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP等HAAs含量進行測定時發(fā)現,低分子量殼聚糖的加入使HAAs的總量降低了14.3%～100%。鄢嫣[47]在研究不同濃度(2.5%、5.0%、7.5%、10.0%)的淀粉對烤豬肉中HAAs的影響時發(fā)現:淀粉的添加對烤豬肉中多數雜環(huán)胺具有低劑量促進且隨著劑量的增多促進效果逐漸減弱的規(guī)律。

4 結論與展望

本文系統(tǒng)綜述了肉制品加工過程中HAAs的分類、形成機制及控制技術,但由于雜環(huán)胺的種類、影響因素較多,形成機制較為復雜,多數成果僅驗證了部分雜環(huán)胺的形成機制,多數雜環(huán)胺詳細形成機制仍有待進一步研究。建議利用雜環(huán)胺形成的前體物質建立系統(tǒng)詳細的模擬體系,深入研究其形成機制。另外,某些雜環(huán)胺的抑制劑只是對部分雜環(huán)胺起到抑制作用,有時還會促進部分雜環(huán)胺的形成,因此為深入探討此類現象的出現,研究者可利用電子自旋共振技術對自由基進行測定,利用自由基捕獲劑對特定自由基進行捕捉,深入研究雜環(huán)胺的有效抑制過程。

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