腌腊肉制品生物胺含量及其品质的分析比较
2022-02-28王丹孙学颖刘建林晓燕刘培清赵丽华靳烨
王丹,孙学颖,刘建林,晓燕,刘培清,赵丽华*,靳烨
(1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古 呼和浩特 010018;2.呼和浩特市抽样监测与重大活动保障中心,内蒙古 呼和浩特 010010;3.乌兰察布市市场监督管理局,内蒙古 乌兰察布 012000)
腌腊肉制品在世界传统肉制品行业占据着重要的地位,在我国的饮食文化中占据着非常大的比重[1]。各具特色的腌腊肉制品种类繁多,包括川渝腊肉、广式腊肉、陇西腊肉以及西北方腊肉等,这些腌腊肉制品在中国肉制品行业中,因其耐贮藏性和特殊的风味深受人们青睐。腌腊肉制品传承工艺多为师傅言传身教,没有明确的技术指标和可靠的质量检测手段,不明确有害胺类产生的机理,没有科学的加工理论作指导,只凭经验和感觉控制产品质量。陈育红[2]总结了内蒙古自治区肉制品的质量现状,分析了目前制约内蒙古肉制品行业发展的因素和存在的主要问题。郭柯宇等[3]调查了国内外腌腊肉制品,其中腌腊肉制品中胺类物质含量偏高,尤其是以生物胺为代表的有害物质的累积不好控制,国外对于腌腊肉制品中生物胺进行了大量的研究,国内关于腌腊肉制品中有害胺类物质的全面调查有待进一步深入研究。
生物胺(biogenic amine,BAs)是有机碱性含氮的、低分子量、热稳定、不易挥发的生物活性化合物,广泛存在于食品,尤其肉制品中,主要包括色胺(tryptamine,TRP)、苯乙胺(phenylethylamine,PHE)、腐胺(putrescine,PUT)、尸胺(cadaverine,CAD)、组胺(histamine,HIS)、酪胺(tyramine,TYR)、亚精胺(spermidine,SPD)、精胺(spermine,SPE)等。生物胺常作为各种肉类、鱼类、葡萄酒的质量指标,用以表征食品的新鲜度或变质程度[4]。组胺的毒性最强,酪胺的毒性次之。尸胺和腐胺也是腌腊肉制品中主要的生物胺,虽然没有明显的毒副作用,但其存在可加强组胺和酪胺的毒害作用,同时还可以与亚硝酸钠残留量反应生成致癌物质-亚硝胺。尸胺、腐胺、精胺和亚精胺虽没有明显的毒副作用,但会造成难闻的气味,影响食物本身的口味[5],且不良气味的稳定性高,一旦形成很难在后期加工、贮藏过程中去除[6]。我国腌腊肉制品的种类繁多,在工业化生产中产品的安全把控会存在很多问题,例如腌腊肉制品中有害胺类物质之一的生物胺。
因此,本研究分析15个腌腊肉制品样品的理化品质、生物胺种类水平以及亚硝酸钠残留量,为探究腌腊肉制品理化品质差异性,同时为我国腌腊肉制品的安全性生产控制提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料与仪器
1.1.1 试验材料与试剂
腊肉:市售,15个样品按照不同加工方式共分为3类,编号为1~15。1)风干样品:原料肉添加食盐后直接自然风干制成,样品编号为1~5;2)腌制+风干样品:原料肉添加盐+香辛料腌制7 d后再进行风干制成,样品编号为6~10;3)腌制样品:原料肉添加盐+香辛料腌制15 d制成,样品编号为11~15。试验前于-20℃冰箱中贮藏备用。
8种生物胺标品(组胺、酪胺、尸胺、腐胺、色胺、苯乙胺、精胺及亚精胺)、丹磺酰氯(≥99%)、谷氨酸钠(≥99%):美国Sigma公司;盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酸、亚铁氰化钾、盐酸、乙醚(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司;乙酸、三氯甲烷、正己烷、乙腈(均为色谱纯):呼和浩特市达音商贸有限公司。
1.1.2 试验仪器
高效液相色谱仪(Agilent1260vwd):美国安捷伦公司;紫外可见分光光度计(UV-1800型):上海美谱达仪器有限公司;数显式恒温水浴锅(HH-6):国华电器有限公司;水分活度仪(Lab Mastera):瑞士NOVASINA公司;氮吹仪(N-1300):上海爱郎仪器有限公司;离心机(KDC-14DHR):安徽中科中佳科学仪器有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 pH值、水分活度的测定
pH值参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》的方法进行测定[7];水分活度参照GB5009.238—2016《食品安全国家标准食品水分活度的测定》的方法进行测定[8]。
1.2.2 亚硝酸钠残留量值的测定
亚硝酸钠残留量参照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准食品亚硝酸钠残留量与硝酸盐的测定》进行测定[9]。
1.2.3 蛋白质含量和氨基酸含量的测定
蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法测定[10]。氨基酸根据GB 5009.124—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》测定[11]。
1.2.4 生物胺含量的测定
生物胺含量参照GB 5009.208—2016《食品安全国家标准食品中生物胺含量的测定》中高效液相色谱法进行测定[12]。
1.2.5 数据统计分析
本试验每个数据设置3个重复。采用Microsoft Office Excel 2016进行数据计算、统计分析及制表数据显著性、相关性分析选用SPSS 18.0软件完成。所有数据以平均值±标准差表示,平均值采用Duncan氏法进行多重比较,显著水平为P<0.05。
2 结果与分析
2.1 腌腊肉制品理化指标分析比较
腌腊肉制品理化指标分析比较的结果见表1。
表1 腌腊肉制品理化指标检测结果Table 1 Physical and chemical indexes of preserved meat products were detected
腌腊肉制品在品质方面,pH值、水分活度、亚硝酸钠残留量、蛋白质含量、氨基酸含量在各个样品间均有一定差异。由表1可知,腌腊肉制品的pH值在5.56~6.42。风干样品中的pH值在5.56~5.65,腌制+风干样品的pH值在5.76~6.42之间,腌制样品pH值在5.72~6.36。风干样品的pH值普遍偏低,可能是自然风干环境使蛋白质分解产生有机酸以及发酵产生乳酸等代谢产物,此研究结果与张佳敏等[13]研究结果一致。风干样品中的水分活度在0.56~0.83,腌制+风干样品的水分活度值在0.63~0.83之间,腌制样品水分活度在0.72~0.84。腌腊肉制品低水分特点的形成主要与产品普遍挂晾风干有关,腌腊肉制品的水分活度值在0.56~0.84,属于低湿食品和中湿食品,能够有效阻止有害细菌生长,可以延长肉制品的保质期。
腌腊肉制品中亚硝酸钠残留量在7.32 mg/kg~30.15 mg/kg,风干样品中的亚硝酸钠残留量在17.37mg/kg~30.15 mg/kg,腌制+风干样品的亚硝酸钠残留量在8.03 mg/kg~12.17 mg/kg,腌制样品亚硝酸钠残留量值在7.32 mg/kg~13.08 mg/kg之间。本次产品分析中,14个样品的亚硝酸钠残留量都低于国标限定范围,仅发现样品5亚硝酸钠残留量超标,多数腌腊肉制品的亚硝酸钠残留量在安全范围内。由表1可知,风干样品中的蛋白质含量均在5.47%~9.54%,腌制+风干样品的蛋白质含量范围为2.97%~4.72%,腌制样品蛋白质含量范围为3.16%~6.53%。腌腊样品氨基酸含量范围为18.90 g/100 g~68.89 g/100 g,各样品蛋白质含量、氨基酸含量整体存在明显差异,这可能与产品制作过程原料肉(鲜肉肥瘦比例)选取有关。
2.2 生物胺标准曲线
依次配制 1.0、2.5、5.0、10.0、15.0、25.0、50.0 μg/mL生物胺标准混合使用溶液,以所得峰面积对相应的标准溶液浓度绘制标准曲线,如图1所示,标准曲线的回归方程如表2所示。
图1 6种生物胺标准曲线Fig.1 The regression equation of 6 biogenic amines curve
表2 回归方程Table 2 Regression equations
由表2可知其相关性系数R2均大于0.999,说明峰面积与生物胺含量之间存在显著的线性相关性。
2.3 腌腊肉制品生物胺含量及分析
2.3.1 腌腊肉制品色胺含量及分析
腌腊肉制品色胺含量及分析结果见图2。
图2 腌腊肉制品中色胺含量Fig.2 Tryptamine content in cured meat products
由图2可知,色胺检出率为100%,样品8、9、14的色胺含量相对较低,样品3、11、13色胺含量相对偏高。腌制样品中平均色胺含量明显比腌制+风干样品平均色胺含量高,腌制样品11色胺含量高达255.92 mg/kg,可能是原料肉本身高浓度的色氨酸使腌腊肉制品中色胺含量升高,腌制样品中色胺含量显著偏高;也可能是腌制过程添加了生物胺含量较高的调味品,使样品在腌制阶段产生了高浓度的色胺[14],现在许多国家尚未提出色胺的最大允许量[15]。
2.3.2 腌腊肉制品苯乙胺含量及分析
腌腊肉制品苯乙胺含量及分析结果见图3。
图3 腌腊肉制品中苯乙胺含量Fig.3 Phenylethylamine content in cured meat products
由图3可知,苯乙胺检出率为100%。样品7、8、10、15苯乙胺含量较低,样品3苯乙胺含量最高,为397.09 mg/kg。风干样品中苯乙胺含量明显高于其他样品,腌腊肉制品中苯乙胺含量由高到低依次为风干样品>腌制样品>腌制+风干样品。
2.3.3 腌腊肉制品腐胺含量及分析
腐胺和尸胺是肉制品中最常见的生物胺,腌腊肉制品腐胺含量及分析结果见图4。
图4 腌腊肉制品中腐胺含量Fig.4 Putrescine content in cured meat products
由图4可知,15个样品中腐胺检出率为93.3%,除了样品12不含腐胺,其余腌腊肉制品均检出腐胺。大多数样品的腐胺含量差异不显著(P>0.05),样品14腐胺含量最高,为157.810是5 mg/kg,肉制品腐胺含量<100 mg/kg时,被认为是原料肉本身含有的,3类腌腊肉制品的平均腐胺含量由高到低依次为腌制样品>腌制+风干样品>风干样品,腌制肉制品中的样品12、15腐胺含量较低,可能是腌制过程中添加了香辛料降低了腐胺含量,从而验证了香辛料对腐胺的生成具有抑制作用[16],但香辛料对腐胺的抑制效果还需要进一步研究。
2.3.4 不同腌腊肉制品尸胺含量及分析
腌腊肉制品尸胺含量及分析结果见图5。
图5 腌腊肉制品中尸胺含量Fig.5 Cadaverine content in cured meat products
由图5可知,尸胺检出率为93.3%,仅有样品13未检出尸胺,样品3的尸胺含量为15种腌腊肉制品中最高(446.79 mg/kg),而样品 4、10、11、13 尸胺含量差异不显著(P>0.05)。腌制样品的尸胺含量普遍较低,这可能与肉制品腌制过程中的调味料和食品添加剂有关,Mah等[17]研究发现红辣椒对鱼肉中尸胺的积累有明显地抑制作用。尸胺、腐胺可造成难闻的气味,影响食物本身的口味,部分研究学者将尸胺作为评价鸡肉和牛肉鲜度的重要指标[18],也有将生物胺指数(腐胺、尸胺、组胺及酪胺)作为评价鱼产品新鲜度以及食用安全性标准[19],所以较高含量的尸胺和腐胺对肉制品的卫生品质具有较大影响。
2.3.5 腌腊肉制品组胺含量及分析
组胺是胺类毒性最强的胺,是食品安全主要关注的有害物质。腌腊肉制品组胺含量及分析结果见图6。
图6 腌腊肉制品中组胺含量Fig.6 Histamine content in cured meat products
由图6可知,15种腌腊肉制品中组胺检出率为93.3%,组胺含量范围从0.15 mg/kg到402.73 mg/kg,样品7中未检出组胺。腌制+风干样品中组胺含量明显高于其他种类样品,样品6的组胺含量高达402.73 mg/kg,其余样品含量均低于100 mg/kg。为保证产品质量安全,依照GB 2733—2015《鲜、冻动物性水产品卫生标准》以及欧盟建议肉制品中组胺的限量值为100mg/kg,发现本次试验中个别样品超过400 mg/kg,明显高于限量范围标准(>100 mg/kg),因此存在组胺过量的安全风险。
2.3.6 腌腊肉制品酪胺含量及分析
腌腊肉制品酪胺含量及分析结果见图7。
图7 腌腊肉制品中酪胺含量Fig.7 Cyramine content in cured meat products
由图7可知,酪胺检出量为93.3%,酪胺是目前认为毒性仅次于组胺的生物胺,酪胺小于100 mg/kg时,被认为是安全的[20]。15个样品酪胺含量范围从7.31 mg/kg到 576.47 mg/kg,样品 7 中未检出酪胺,样品 4、5、7、8、9、10、11、14、15中酪胺含量差异不显著(P > 0.05),多数样品酪胺含量在10 mg/kg左右。腌腊肉制品中酪胺含量大小依次为风干样品>腌制样品>腌制+风干样品,风干样品2、3酪胺含量高于100 mg/kg,超过建议范围标准(>100 mg/kg),腌制+风干样品的酪胺含量均较低。Vidal-Carou等[21]研究发现西班牙风干肉的酪胺含量远比鲜肉中多,本结果显示腌腊肉制品中经过腌制的样品较风干样品酪胺含量低,研究结果与Nout[22]研究相似。
2.4 腌腊肉制品生物胺总量及相关性分析
2.4.1 腌腊肉制品生物胺总量及分析
腌腊肉制品生物胺含量及分析结果见图8。
图8 腌腊肉制品中生物胺含量Fig8 Biogenic amine content in cured meat products
总生物胺作为质量或安全系数使用,其限量在世界各国及组织并没有较为统一的标准,本研究15个样品中仅有1个超过了美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)规定的生物胺限量标准(样品3)。
由图8可知,本次试验检测样品生物胺总量范围在123.56 mg/kg~1 604.52 mg/kg,总生物胺含量跨度范围较大,说明不同工艺腌腊肉制品生物胺总量差别较大。样品3和12总生物胺含量较高,分别为1 604.52、931.255 7 mg/kg。样品10、11生物胺总含量较低,分别为 123.56、126.74 mg/kg。
腌腊肉制品生物胺总量以及种类水平存在显著差异(P<0.05),腌制样品和风干样品中生物胺的含量明显高于腌制+风干样品,可能与样品来源以及肉制品制作工艺有关。样品3作为风干类,生物胺总量偏高可能是原料污染或加工环境卫生条件差导致,而样品12作为腌制样品,其生物胺总量偏高可能是使用了过量添加剂,与Lorenzo等[23]研究得出的在生产肉制品过程中使用添加剂可以显著增加总生物胺含量结果一致。腌制+风干样品在腌制过程,原料肉直接盐渍风干导致外界发酵环境盐度高,抑制了产胺微生物生长繁殖,从而抑制了生物胺的形成,导致BAs总含量不高。
大多数风干样品会挑选瘦肉作为原料,瘦肉蛋白含量高,蛋白转化为氨基酸,氨基酸作为生物胺前体物质,直接影响着生物胺含量的升高,产品贮藏条件和所用制作工艺也是样品2中生物胺含量高的原因[24]。Fusek等[25]研究得出欧洲中部几乎所有鱼类中都有较高浓度的腐胺、尸胺和组胺。
由此可见,组胺、酪胺、腐胺、尸胺、色胺是肉制品中主要的生物胺,部分肉制品中生物胺总量超过了FDA标准,组胺、酪胺及腐胺含量均超过了安全限量标准,本次试验的生物胺总量研究结果与国内外大多数试验结果基本一致[26-29]。研究得出部分腌腊肉制品中生物胺具有一定安全风险,因此在今后需进一步对腌腊肉制品的生产工艺进行标准化,加强对生物胺的控制,采取有效措施确保产品的安全及质量。
2.4.2 腌腊肉制品生物胺相关性分析
腌腊肉制品生物胺相关性分析结果见表3。
表3 腌腊肉制品中各指标的皮尔逊相关系数Table 3 Pearson correlation coefficient of biogenic amines cured meat products
本次试验中15个样品在贮藏过程中BAs含量偏高,其中生物胺的产生是多因素共同影响的结果,目前研究认为生物胺含量与某些理化指标(pH值、水分活度、氨基酸、挥发性盐基氮)有一定的相关性[30-31],由表3可知,腌腊肉制品中酪胺与pH值呈负相关(r=-0.558),说明酪胺变化与pH值变化显著相关;尸胺和组胺与水分活度负相关,分别为r=-0.600和r=-0.569,与李素[32]研究得出的羊肉风干肠中水分变化与尸胺、组胺变化显著相关结果一致;氨基酸与组胺呈负相关(r=0.551)。但生物胺与亚硝酸钠残留量含量和蛋白质含量之间未发现较强相关性。
15种腌腊肉制品中苯乙胺与酪胺(r=0.913)之间呈现显著的高度相关性,尸胺与苯乙胺(r=0.811),尸胺与组胺(r=0.566),尸胺与酪胺(r=0.797)也具有较高相关性,一定程度也表明腌腊肉制品在腌制过程中苯乙胺和酪胺两种生物胺的积累存在较强的关系,这一分析结果与文献[33-34]报道相似。
3 结论
腌腊肉制品生物胺总量以及种类水平存在显著差异,生物胺含量跨度范围较大(P<0.05)。不同腌腊肉制品的生物胺含量由高到低依次为风干样品>腌制样品>腌制+风干样品。其中腌制样品中色胺和腐胺的含量明显较其它类样品高,但其尸胺含量较低;风干样品中酪胺、苯乙胺和尸胺含量明高于其他类样品;腌制+风干样品中组胺的含量明显高于其他种类样品,但其酪胺含量均较低。本研究中腌腊肉制品酪胺与 pH 值呈负相关(r=-0.558),尸胺、组胺、酪胺与水分活度负相关。
综上所述,生物胺含量的差异性可能与腌腊肉制品原料肉种类新鲜度、调味料、食品添加剂、水分、pH值、生产工艺等多种条件有关系,不卫生的加工环境和储藏方式也会造成大量生物胺的产生。不同销售状况或销售地区环境的腌腊肉制品的理化性质也使生物胺含量存在一定的差异,造成了不同腌腊肉制品生物胺总量及种类水平差异较大,总生物胺含量跨度范围较大。因此,大多数腌腊肉制品产品都具有潜力BAs安全隐患。所以应当加强对腌腊肉制品中各种生物胺的协同研究,进一步制定相应有效的安全标准化限量值,在良好生产规范指南(good manufacturing practice,GMP)或危害分析关键控制点体系(hazard analysis and critical control point,HACCP)下用于生产企业的大规模和标准化生产,以确保其供人们的食用安全。