肉制品中杂环胺类物质的形成机制及控制技术的研究进展

董依迪,邓思杨,石 硕,杜 鑫,畅 鹏,夏秀芳

(东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨 150030)

杂环胺(Heterocyclic aromatic amines,HAAs)是肉制品经高温加热后产生的芳香族杂环化合物,HAAs具有致癌性与致突变性[1],人体若长期或过量摄入,易增加患癌风险。20世纪70年代,Sugimura等[2]首次在烤鱼和烤牛肉的烧焦表皮中发现了HAAs的存在,HAAs可引发啮齿动物部分器官的癌变(如乳腺癌、结肠癌和前列腺癌等)和毒理作用(包括唾液腺萎缩和心肌变性等)。流行病学调查结果表明[3],癌症发病率和HAAs的摄入量呈正相关。目前,人类已发现近30种HAAs[4]。

肉制品在加工过程中工序繁琐,形成HAAs的影响因素较多,形成机制也较复杂。在众多影响因素中较为显著的包括:加工条件(温度与时间)、烹饪方法、前体物质以及原料肉中水分含量,其中加工温度与时间对形成HAAs的影响最为显著。郭海涛[5]研究表明:随着加工温度的升高、加工时间的延长,羊肉饼中形成HAAs的种类会逐渐增多,总含量也会明显上升。梅竞博[6]发现油炸猪肉中杂环胺类化合物的产生量随温度的升高,时间的增加而增加。徐琦[7]研究水产品在加热的过程中杂环胺的形成规律时发现,温度越高时间越长产生的杂环胺的种类越多,生成量显著增加。万可慧[8]发现牛肉干制品中杂环胺类物质随着加工温度的升高、时间的延长,总量呈现上升趋势,温度对其形成的影响要高于时间。

本文系统综述肉制品加工过程中HAAs的分类、形成机制及控制技术,旨在为加工肉制品中杂环胺的控制技术研发与应用提供理论指导与方法参考。

1 杂环胺的分类和形成机制

1.1 杂环胺类物质的分类

1.1.1 根据化学结构分类 HAAs是一类由碳、氢、氮原子组成的多环芳香烃类化合物。所有的HAAs都具2～5个含氮烃环,1个环外的氨基(除Norharman和Harman外)和若干个位置不同的甲基。杂环胺类物质按其化学结构可分为氨基-咪唑-氮杂芳烃(Amino-imidazo-azaarenes,AIAs)与氨基-咔啉类(Amino-carbolines)两大类,AIAs结构中主要存在咪唑环,而咔啉类结构中吲哚环较多。

若按结构差异进行细分,AIAs 可分为喹啉类、喹喔啉类、吡啶类和呋喃吡啶类。喹啉类包括: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);喹喔啉类包括: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);吡啶类包括: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);呋喃吡啶类为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)。

咔啉类可分为α-咔琳、β-咔啉类、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-咔啉类包括: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)详见表1。

表1 常见杂环胺类物质按化学结构的基本信息[4]Table 1 Basic information on chemical structure of common heterocyclic aromatic amines[4]

1.1.2 根据化学性质分类 杂环胺类物质按其化学性质可分为极性HAAs与非极性HAAs。AIAs均含有咪唑环,其α位置上存在一个氨基,能够在体内转化成N-羟基化合物,从而具有致癌性与致突变活性。由于AIAs上的氨基均能耐受2 mmol/L 的亚硝酸钠的重氮化处理,与最早发现IQ性质类似,所以AIAs又称IQ型杂环胺,即极性杂环胺。

Amino-carbolines环上的氨基无法耐受经2 mmol/L亚硝酸钠的重氮化处理,处理时氨基脱落转变成为C-羟基,从而失去致癌性与致突变活性,因此称为非IQ型杂环胺,即非极性杂环,其致癌性与致突变活性相对AIAs较弱。

1.2 肉制品中HAAs的形成机制

根据HAAs的化学性质将其分为极性HAAs与非极性HAAs。极性HAAs一般由肌肉中的肌酸(酐)、游离氨基酸、还原糖经高温加热形成,非极性HAAs一般由部分氨基酸经高温裂解形成。

1.2.2 Amino-carbolines的形成机制 Amino-carbolines中大部分物质(AαC、MeAαC、Trp-P-1、Trp-P-2、Glu-P-1、Glu-P-2)是由肉类蛋白质或氨基酸在大于300 ℃的高温下裂解形成,因此又被称为“热解型杂环胺”,另外一部分物质(Harman和Norharman)在低于100 ℃条件下也可形成。AαC和MeAαC是由球蛋白经高温裂解而形成,Trp-P-1和Trp-P-2是由色氨酸经高温裂解而形成,Glu-P-1和Glu-P-2则是由谷氨酸高温裂解而形成。然而Harman和Norharman的形成机制较为特殊,即在小于100 ℃的低温下,二者都可通过色氨酸和葡萄糖的干加热形成[11]。对于β-咔啉中的Norharman的形成机制,已有学者提出较为明确的途径[12]:色氨酸的Amadori 重排产物经脱水反应后,在环氧孤对电子的帮助下,经β-消除反应形成共轭的氧鎓离子中间体。该中间体经稳定或C-C分裂后发生分子内亲和取代而进一步形成β-咔啉。我国传统酱肉制品是在低于100 ℃加工而成,潘晗[13]在研究酱肉中Norharman 和 Harman的形成机理时通过构建模拟体系发现色氨酸、色氨酸-肌酸-葡萄糖的模型体系中主要形成Norharman和Harman含量较低;色氨酸-葡萄糖共热模型中,形成了大量的Norharman和Harman。

2 影响肉制品中杂环胺类物质形成的因素

肉制品加工过程中形成的HAAs物质种类多、形成途径和条件不一,影响因素也较多。影响杂环胺类物质形成的最显著的因素包括加工温度和时间、烹饪方式、前体物含量[8]等。

2.1 加工温度和时间对HAAs的影响

在加工条件中,影响效果最显著的因素为加工温度与时间。在化学反应中,高温一般能使反应进行地更剧烈,同时随着反应时间的延长,产物会逐渐累积,因此在HAAs形成过程中它的种类和含量会随着温度升高、时间延长而不断增加和累积[14]。Gibis等[15]发现加工温度为200～220 ℃时油炸培根中HAAs浓度明显高于150～170 ℃时的浓度。Kondjoyan等[16]发现在150 ℃或更低的温度下,检测到牛胸最长肌受热蒸汽射流片过程中形成的IQx、MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP的含量并没有明显的升高趋势,而是在接近200 ℃标记的温度下这四类HAAs的含量急剧增加,再次验证加工温度越高产生的HAAs含量越多。郭海涛[5]研究加工条件对羊肉制品中杂环胺含量影响时发现,随着加热温度的增加,加热时间的延长,羊肉饼中杂环胺的产生量随之升高。潘晗[13]在研究酱肉中Norharman 和 Harman的形成机理时发现模型体系在100 ℃下加热 0.5～3 h后,随着加热时间的延长,Norharman和Harman 的含量均逐渐升高。多数模型体系研究HAAs形成的温度范围为125～300 ℃,但有时在低温条件下随着加工时间的延长,也可产生HAAs。在加工温度方面,多数学者选择的温度范围跨越较大,不利于发现在各小范围温度变化下杂环胺含量的变化。

2.2 烹饪方式对HAAs的影响

肉制品常见烹饪方式有煎烤、炭烤、油炸、烘烤、水煮等,不同的烹饪方式也会影响产品中杂环胺含量。肉制品直接与明火接触或与灼热的金属表面接触的烹饪方式,如炭烤、油煎等能形成更多的HAAs,因为这种条件下食物表面自由水大量快速蒸发而发生褐变反应;然而通过间接热传导方式或在较低温度并有水蒸气存在的加工条件下,如水煮等,杂环胺的形成量就相对较少。Ke等[17]在研究不同的烹饪方法(烤箱烘烤,锅烹饪,炭烤,油炸)对牛肉丸和鸡肉丸中产生HAAs的影响时发现,炭烤,油炸两种方式产生的HAAs含量最多。郭海涛[5]将羊肉饼分别以烘烤、油炸、煎炸、酱卤这4 种方式进行处理发现:酱卤羊肉中杂环胺含量最高,其次为烘烤、油炸,煎炸样品中杂环胺含量最低。

2.3 前体物质含量对HAAs的影响

肉制品中形成HAAs的前体物质主要包括肌酸(酐)、游离氨基酸和糖类,Skog[18]将肌酸、氨基酸和葡萄糖的混合体系在130 ℃条件下进行加热发现了IQ和IQx的存在。前体物质的含量对HAAs的形成具有一定的影响。Lee等[19]将肌酸和肌酐加入到牛肉汁中加热12 h,发现肌酸和肌酸酐对杂环胺的形成有较小的促进作用。Skog等[20]在肌酐、葡萄糖和苏氨酸的混合模型体系中,将混合物在180 ℃下加热30 min,通过同位素标记技术,发现来自葡萄糖中的14C参与了IQx、MeIQx和4,8-DiMeIQx的构成,清楚地证明葡萄糖是杂环胺形成的前体物。

糖的添加对HAAs形成的影响较为特殊,呈现出低浓度的糖促进HAAs形成而高浓度的糖抑制HAAs形成的现象。Tai等[21]在油炸鱼时分别添加了9%和14%的糖,HAAs的含量则分别升高了85%和15%;而当添加量达到19%时,糖的添加对HAAs的形成却呈现出显著的抑制作用。这与美拉德反应有关,低浓度的糖会加速非酶褐变的发生,从而形成更多的HAAs;反之,高浓度的糖则会加速焦糖化反应,使得HAAs的形成受到抑制。Tai等[21]还认为美拉德反应产物可能会消耗掉一部分的HAAs,从而造成HAAs含量的下降。

氨基酸是HAAs形成过程中重要的前体物质,它的含量会直接影响HAAs的形成。Tai等[21]在研究糖对HAAs的影响时发现,在HAAs的形成受到促进的同时,体系内氨基酸的消耗量也明显增大,其中苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸和丝氨酸的含量的下降与HAAs的形成有显著的相关性,此结论在其他实验结果中同样得到验证。Zamora等[22]向模拟体系中添加半胱氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸和甲硫氨酸均能显著提高PhIP的形成量。

2.4 原料肉中水分含量对HAAs影响

HAAs的前体物质属水溶性,加热时前体物质会随着水分的流失而转移,因此保持肉制品中的水分、减少水分的蒸发能够有效控制HAAs的形成。Borgen等[23]以牛肉、猪肉、鸡肉为原料,将前体物(游离氨基酸,肌酸和葡萄糖)样品在潮湿和干燥的条件下经175和300 ℃加热30 min,结果表明:在干燥条件下有利于IFP、PhIP的形成,而在湿润条件下则有利于MeIQx的形成,验证了原料中水分含量的多少明显影响HAAs的形成。Persson等[24]向肉制品中添加了磷酸盐和氯化钠等化合物后发现,PhIP的形成量显著下降,这是因为磷酸盐和氯化钠能够提高肉的持水性,减少原料肉中的水分损失,肉中的前体物质随水分迁移到肉品表面的含量就会减少,即HAAs的形成量减少。

3 肉制品中形成杂环胺类物质的控制技术

改善加工方式能够有效控制肉制品中HAAs的形成,主要集中在微波加热预处理、包裹隔热食品辅料、利用酒类腌制等方法来控制肉制品中HAAs的形成。在外源抑制物方面可添加植物性天然抗氧化剂(香辛料、茶叶提取物、果蔬及果蔬提取物、其他植物类提取物)、保水性物质(纤维素、壳聚糖、淀粉)来阻断HAAs的形成。

3.1 改善加工方式

不同加工方式对于肉制品中的形成的杂环胺有较大影响[25],由于传热方式不同,热传递与热传导等方式对HAAs的形成量也存在差异[26],如煎烤、烘烤、微波炉加热等方式。另外,可在肉品表面包裹一层食品辅料,达到隔热效果来降低肉品表面温度。利用酒类腌制肉品也可抑制杂环胺的形。

3.1.1 微波预处理 在众多烹饪方式中,微波加热具有清洁、快速、方便等优点。利用微波加热能够相对产生较少的HAAs[25,27],微波预处理能够引起肉中的水分损失,使肉中水分含量少,剩余的前体物通过水分渗透到肉品表面参加反应的就少,从而可以降低HAAs的形成量。Jinap等[28]研究不同原料肉(鸡肉,牛肉)与不同成熟度(半熟,全熟)对HAAs的影响时发现:经微波前处理后烧烤的半熟鸡肉和牛肉中HAAs总量比未经微波前处理而直接进行炭烤的样品产生的HAAs总量低24%和21%,全熟的样品中HAAs总量分别减少35%和42%;相比于直接炭烤,通过微波油炸可分别降低鸡肉和牛肉中HAAs总量为97%和98%,再次验证微波预处理方式可代替开放的炭烤方式来减少肉制品中HAAs的形成量。尽管微波烹饪相比与传统烹饪方式能减少杂环胺的生成,但它却能导致更多的蛋白质氧化产物的形成,因此应全面考虑不同烹饪方式对人体健康的影响,选择健康合理的烹饪方式对食物进行加工,减少由不当烹饪方式加工的食物给人体带来的危害。

3.1.2 远红外线加热技术 波长领域在3～30 μm的电磁波总称为远红外线。远红外线加热技术是一种以辐射为主的加热过程,加热原理是利用加热元件所发出来的红外线照射到被加热物体上,此时物体分子能够均匀吸收由热能转化成的电磁波,进而引起物质分子的激烈共振,达到加热干燥的目的[29]。利用远红外加热技术一是可缩短加热时间,使用远红外线干燥材料表面时,远红外线能量渗透到材料内部,不会使材料中心的升温速度降低,可以缩短全体加热的时间。二是能良好控制温度,利用远红外线加热时因其材料不须跟热源接触,因此就算热源的温度很高,也不会使材料表面因温度过度加热而产生焦化现象。以上两种优点可能起到抑制杂环胺形成的作用,但此类文献鲜有报道,将远红外线加热技术利用到食品加工中用于杂环胺的控制技术还有待进一步研究。

3.1.3 包裹隔热食品辅料 在肉品加工过程中,加工温度越高,形成的HAAs含量与种类越多[14,30]。有效控制加工温度,减少煎烤等直接接触灼热金属的方式加工肉制品能够降低HAAs的形成。肉制品在进行高温烹饪前,尤其是油炸类制品,可将肉品表面包裹面包糠或淀粉等食品辅料[31],可起到隔热的作用,接触温度降低,因此可减少HAAs的形成。

3.1.4 酒类腌制 酒类腌制处理是一类较为常见的抑制HAAs含量的方法,腌肉常用的酒类为啤酒与葡萄酒。对啤酒而言,在制麦过程中参与的酶系统中包括超氧化物歧化酶,属于一种抗氧化酶,它能够很好地清除活性氧自由基,减少活性氧自由基氧化作用引起的危害[32]。葡萄酒富含大量酚类物质,也具有较好的抗氧化功能[33]。肉制品在烹饪前进行液体腌制不仅可以增加风味还可起到改善柔韧性以及保持水分高效的作用。Viegas[34]在研究啤酒腌泡对炭烤猪肉中HAAs形成量的影响时,将猪肉用比尔森啤酒、不含酒精的比尔森啤酒和黑啤酒进行腌泡,在相同条件下与未经腌泡的猪肉进行比较,结果发现炭烤后经啤酒腌制过的猪肉产生的PhIP、Trp-P-1和AαC(p<0.05)含量明显降低,黑啤酒对4,8-DiMeIQx的抑制作用较大,对MeAαC则无明显影响,黑啤酒对HAAs总量抑制效果最佳,可达90%,比尔森啤酒为70%,不含酒精的比尔森啤酒为58%。

3.2 添加外源抑制物

在肉制品加工过程中,添加植物性天然抗氧剂清除自由基来阻断HAAs形成和降低生成量[30]。另外,添加保水性物质可提高肉品本身的持水性,对HAAs的形成同样起到抑制的作用。

3.2.1 添加植物性天然抗氧化物 自由基途径是形成HAAs的一条非常重要的途径,抗氧化剂能够有效清除自由基,继而成为较广泛的一类杂环胺抑制剂。天然抗氧化剂因具有天然、无毒、高效等特点,越来越多的被人们研究和使用。天然抗氧化物大多来自于植物,有效成分多为酚类化合物。酚类化合物因其酚羟基具有清除自由基,淬灭单线态氧和螯合金属离子的能力而具有很好的抗氧化性[35]。常见的植物天然抗氧化物有香辛料、茶叶提取物、果蔬及果蔬提取物等。

3.2.1.1 添加香辛料 香辛料是指一类具有芳香和辛香等典型风味的天然性物质,一般从植物(花、叶、茎、根、果实或全草等)中提取得到。香辛料作为天然植物香料不仅能增强和改善肉制品的风味和色泽,同时也能起到抗氧化、抗癌症、防腐抑菌等作用[36]。富含酚类化合物的香辛料具有比水果、谷类食品和坚果更强的抗氧化性,能够更有效地清除自由基,进而抑制HAAs的形成。Jinap等[37]发现4%的姜黄、10%的火炬姜、10%的柠檬草和10%的咖喱叶这4 种香料能够有效地降低烤牛肉中40～85 ng/100 g的HAAs含量。Zeng等[38]发现低浓度的辣椒或辣椒素能够有效抑制烤牛肉饼中HAAs的形成,对于HAAs总量的抑制率达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 添加茶叶提取物 茶叶中的茶多酚是较为常见的天然抗氧化剂,一般分为水溶性茶多酚与油溶性茶多酚,茶多酚具有较好的抗氧化作用,无论是水溶性茶多酚还是油溶性茶多酚,抗氧化的机理都是提供还原性质子,捕获物质氧化过程中产生的自由基[39]。Jamali等[40]在研究罗萨玫瑰茶提取物在不同温度下(160,220 ℃)对烤牛肉饼中HAAs的影响时发现:牛肉饼在220 ℃条件下产生的Harman含量显著下降,PhIP的形成含量也明显得到抑制,在两种不同温度下随着提取物的加入,牛肉饼中HAAs总量分别下降了75%与46%。Rounds等[41]发现牛肉馅饼经绿茶提取物腌制后,PhIP含量下降了86%,MeIQ含量下降了31.3%。肉在煎烤之前经过茶多酚处理能够抑制致突变物的活性可能是因为茶多酚是美拉德反应中间体的竞争捕获剂和抗氧化剂,它能够影响美拉德反应中间体的生成量,但是具体的抑制机制仍不清楚,有待进一步研究。

3.2.1.3 添加果蔬及果蔬提取物 果蔬中含有丰富的维生素、膳食纤维、酚类等物质,不仅对人体健康有益,同时具有良好的抗氧化功能,一般苹果、葡萄、山楂、石榴、洋蓟等果蔬都是较好的植物性天然抗氧化物,因此选取果蔬提取物等作为天然抗氧化物能够较好地抑制肉制品中HAAs的形成。

富含多酚的苹果皮提取物可抑制HAAs的形成,Sabally等[42]将0.3%的苹果皮多酚提取物以两种形式(表面涂抹,内部混合)添加到牛肉饼中再进行油炸,发现MeIQx、PhIP和4,8-DiMeIQx的含量在表面涂抹方式下分别降低了68%、83%和56%;而在内部混合方式下3 种HAAs含量分别降低了41%、21%和60%。山楂中含有大量类黄酮和原花青素,在高温烹调下,山楂提取物可有效抑制HAAs的形成,Tengilimoglu-metin等[26]发现0.5%和1%的山楂提取物可分别降低鸡胸肉中12%～100%和19%～97%的HAAs总含量;分别降低牛肉中42%～100%和20%～35%的HAAs总含量。Ke等[17]将0.5%的石榴籽提取物添加到牛肉丸和鸡肉丸中,并选用四种不同的烹饪方法(烤箱烘烤,平底锅煎烤,炭烤,油炸)处理,对于牛肉丸,炭烤方式下对PhIP、Norharman和Harman的抑制效果最佳,抑制率分别为68%、24%、18%,而对于IQ、MeIQx这两类杂环胺,油炸方式下石榴籽提取物对其有最好的抑制效果,抑制率分别为45%、57%,经炭烤和油炸的牛肉丸的HAAs总量分别降低了39%和46%,经烤箱烘烤的牛肉丸中HAAs总量抑制率仅有5.9%,经平底锅煎烤的牛肉丸中杂环胺总量却增加了52%;对于鸡肉丸,烤箱烘烤方式下对PhIP的抑制效果最佳,抑制率为75%,炭烤方式下对Norharman的抑制效果最好,抑制率为57%,平底锅煎烤方式下对Harman的抑制效果最佳,抑制率为28%,对于IQ、MeIQx这两类杂环胺,同样是油炸方式下石榴籽提取物对其有最好的抑制效果,抑制率分别为46%和49%,经油炸的鸡肉丸的HAAs总量降低了49%,经炭烤的鸡肉丸的HAAs总量仅降低了7%,相反,经过烤箱烘烤的鸡肉丸HAAs总含量却增加了70%,经过平底锅的鸡肉丸HAAs总含量增加了20%。Gibis等[43]发现葡萄籽提取物与迷迭香提取物可降低牛肉饼中57%和90%(p<0.05)的MeIQx和PhIP含量,且证明了葡萄籽提取物的抗氧化能力是迷迭香提取物的两倍。Tengilimoglu-metin等[44]在研究不同浓度的洋蓟提取物对牛肉和鸡肉中HAAs的抑制作用时发现:0.5%的洋蓟提取物可降低牛肉中6%～46%和25%～98%的HAAs总量,1%的洋蓟提取物可降低鸡胸肉中5%～97%和14%～95%的HAAs总量,再次验证植物提取物能够有效抑制HAAs的形成。

3.2.2 添加保水性物质 HAAs一般形成于肉品表面,肉中的前体物质一般是随着水分迁移到肉品表面,添加保水性物质(如纤维素、淀粉等)能够提高肉品本身的持水能力,从而减少了肉中水分的损失,因此肉中的前体物质随水分迁移到肉品表面的含量就会减少,进而能够抑制杂环胺的形成。Gibis[45]将0.5%～3%微晶纤维素和羧甲基纤维素添加到低脂牛肉饼中,发现随着两类纤维素的添加,烤肉饼中产生MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP的含量显著降低。低分子量壳聚糖作为食用纤维素,也可抑制HAAs的形成,Oz[46]将不同浓度下(0.25%、0.50%、0.75%、1%)的低分子量壳聚糖分别直接加入到牛排中,在三个不同温度下(150、200、250 ℃)烹调,IQ和MeAαC虽未检出,但对IQx、MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP等HAAs含量进行测定时发现,低分子量壳聚糖的加入使HAAs的总量降低了14.3%～100%。鄢嫣[47]在研究不同浓度(2.5%、5.0%、7.5%、10.0%)的淀粉对烤猪肉中HAAs的影响时发现:淀粉的添加对烤猪肉中多数杂环胺具有低剂量促进且随着剂量的增多促进效果逐渐减弱的规律。

4 结论与展望

本文系统综述了肉制品加工过程中HAAs的分类、形成机制及控制技术,但由于杂环胺的种类、影响因素较多,形成机制较为复杂,多数成果仅验证了部分杂环胺的形成机制,多数杂环胺详细形成机制仍有待进一步研究。建议利用杂环胺形成的前体物质建立系统详细的模拟体系,深入研究其形成机制。另外,某些杂环胺的抑制剂只是对部分杂环胺起到抑制作用,有时还会促进部分杂环胺的形成,因此为深入探讨此类现象的出现,研究者可利用电子自旋共振技术对自由基进行测定,利用自由基捕获剂对特定自由基进行捕捉,深入研究杂环胺的有效抑制过程。

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