黑胡椒对烤草鱼中杂环胺含量和品质的影响

华玲 王杰

摘要：为研究黑胡椒對日常烤制草鱼中杂环胺含量及食用品质的影响，试验在草鱼烤制前首先添加不同浓度的黑胡椒（0.50%、1.00%、1.50%）进行腌制，然后测定烤制后草鱼肉的品质指标和杂环胺含量的变化。结果表明，黑胡椒对8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman均有显著的抑制效果（P＜0.05），抑制率最高可达46.91%、47.69%和28.97%，但杂环胺抑制效果与黑胡椒的浓度相关性不显著（P＞0.05）。此外，添加黑胡椒对草鱼肉的水分含量、质构特性和表面色差均有一定影响，其中TBARS值随着黑胡椒添加量的增加而显著减小（P＜0.05），蛋白质羰基含量先降低（P＜0.05）再升高，而且蛋白质羰基含量、TBARS值与8-MeIQx、4，8-Di MeIQx的形成存在显著的正相关关系。该研究为日常烤制草鱼过程中如何降低杂环胺的生成、提高食用品质提供了理论依据。

关键词：黑胡椒；烤草鱼；杂环胺；食用品质

中图分类号：TS264.2      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）04-0080-05

Abstract： In order to investigate the effect of black pepper on the heterocyclic aromatic amine content and eating quality of daily grilled grass carp， different concentrations of black pepper （0.50%，1.00%， 1.50%） are added to marinate grass carp before grilling， and then the changes of quality indexes and content of heterocyclic aromatic amines in grass carp after grilling are measured. The results show that black pepper has significant inhibitory effects on 8-MeIQx， 4，8-Di MeIQx and Harman （P<0.05）， and the highest inhibitory rates could reach 46.91%， 47.69% and 28.97% respectively， but there's no significant correlation between the inhibitory effect on heterocyclic aromatic amines and the concentration of black pepper （P>0.05）. In addition， the addition of black pepper has certain effects on moisture content， texture properties and surface color difference of grass carp. The TBARS value decreases significantly with the increase of black pepper addition amount （P<0.05）， and the protein carbonyl content decreases firstly （P<0.05） and then increases， and protein carbonyl content， TBARS value and the formation of 8-MeIQx， 4，8-Di MeIQx have a significant positive correlation. This study has provided a theoretical basis for how to reduce the production of heterocyclic aromatic amines and improve the eating quality of grass carp in the daily grilling process.

Key words： black pepper; grilled grass carp; heterocyclic aromatic amines; eating quality

草鱼是我国产量最大的淡水养殖鱼类，其肉质细嫩、蛋白质含量高、价格便宜，具有较高的食用价值。在日常饮食中，以草鱼为食材的烹调方式很多，其中烤制是近年来备受消费者喜爱的热加工方式之一。经过烤制的鱼肉具有良好的感官品质，如色泽金黄、香味诱人等。但鱼肉在烤制过程中经高温加热后，在一定程度上会引起脂肪和蛋白质的氧化，这些变化会造成鱼肉食用品质如鱼肉的水分含量、色泽、质构参数的改变及营养价值的降低等。此外，鱼肉经过烤制也可能产生有害物质，如杂环胺化合物[1]。

杂环胺化合物（heterocyclic aromatic amines，HAAs）是熟肉制品中常见的致癌物和致突变物[2-3]。杂环胺化合物的生成受加热温度、时间、添加物等因素的影响[4-6]。黑胡椒为日常烤制肉类食品中常见的香辛料之一，含有生物碱、有机酸、酰胺类化合物等活性物质[7]。研究表明黑胡椒可影响肉制品中HAAs的生成，但与肉制品原料、加热方式及黑胡椒浓度有关。樊贺雨等[5]研究表明，添加0.5%黑胡椒对200 ℃油炸牛肉饼中HAAs有一定抑制效果，但添加1.0%和1.5%黑胡椒反而会促进PhIP等4种HAAs的生成。鄢嫣等[7]研究表明，黑胡椒的乙醇提取物对220 ℃烤箱烤制的猪肉饼中PhIP具有显著的抑制效果。包香香[8]研究表明，黑胡椒能够有效抑制油炸罗非鱼中MeIQx和PhIP含量的减少，同时造成Norharman含量的增加。Zeng等[9]研究表明，黑胡椒可促进230 ℃烤制牛肉饼中HAAs的生成。目前有关黑胡椒对日常草鱼烤制过程中食品品质和杂环胺生成量的影响鲜有报道。本试验可为日常烤制草鱼的加工及食用安全性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜草鱼（切片）、黑胡椒：购自四川省成都市永辉超市。

甲醇、乙腈：均为色谱纯，美国Merck试剂公司；盐酸、石油醚：均为分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；三氯乙酸10%（CAS No.76-03-9）、2-硫代巴比妥酸98%（CAS No.504-17-6）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；蛋白质羰基试剂盒（ADS-W-YH006-96微板法96样）：青岛科创质量检测有限公司。

6种HAAs标准品：2-氨基-3-甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（2-amoin-3-methy benzimidazole and [4，5-f]quinoline，IQx，CAS No.76180-96-6）、MeIQ （CAS No.77094-11-2）、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，8-MeIQx，CAS No.77500-04-0）、PhIP （CAS No.105650-23-5）、2-氨基-3，4，8-三甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（imidazo[4，5-f]quinoxalin-2-amine-3，4，8-trimethyl，4，8-DiMeIQx，CAS No.95896-78-9）、1-甲基-9H-吡啶并[3，4-b]吲哚（Harman，CAS No.486-84-0），天津阿尔塔科技有限公司。

1.2 主要仪器与设备

TMS-Pro质构仪 北京盈盛科技有限公司；NH310色差仪 深圳市三恩驰科技有限公司；AX224ZH/E电子天平 奥豪斯仪器（常州）有限公司；SZF-06A脂肪测定仪 上海华睿仪器有限公司；H2050R台式高速冷冻离心机 湖南湘仪离心机仪器有限公司；TGL-16高速冷冻离心机 四川蜀科仪器有限公司；HHS-8S电子恒温不锈钢水浴锅 上海光地仪器设备有限公司；格兰仕K42电烤箱 广东格兰仕微波炉电器制造有限公司；1290-6470液相色谱-质谱仪 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 样品的准备

将购买的新鲜草鱼切片，用吸水纸吸干表面水分，经绞肉机打成鱼糜备用。试验组样品的处理是将黑胡椒粉添加到鱼糜中混合均匀，黑胡椒添加量分别为肉饼质量的0.5%、1%、1.5%，保鲜膜密封腌制30 min后，用磨具制成规格为3 cm×3 cm×1.5 cm、质量为15 g的草鱼肉饼。空白对照组样品的处理除不添加黑胡椒粉外，其他步骤相同。

空白对照组和试验组样品均为3个重复。所有样品置于烤箱中烤制15 min，上、下管温度为200 ℃。在整个试验过程中，所有样品均不添加其他调味料，烤制好的草鱼肉饼冷却至室溫后，于4 ℃冰箱中保存待测。

1.3.2 草鱼肉品质的检测

1.3.2.1 水分含量和色泽的测定

水分含量按照国标GB 5009.3－2016中的烘箱法进行测定。用色差仪测定样品表面的L*（白度）、a*（红度）和b*（黄度）值。每个条件下测定3份样品，并在不同位置进行两次读数，取平均值。

1.3.2.2 质构的测定

将样品冷却至室温后，放入质构仪中进行检测，测定样品硬度、弹性和咀嚼性等指标的变化。测定参数：选用P50的探头，最高高度20 mm，形变量50%，下压速度60 mm/min，时间5 s，力0.375 N，分别测定3次，取平均值。

1.3.2.3 TBARS值和蛋白质羰基含量的测定

将样品碾碎后称取5 g，加入30 mL混合溶液（8%三氯乙酸∶2% EDTA二钠为1∶1），用玻璃棒搅拌2 min后过滤，取5 mL滤液置于25 mL离心管中，再次加入5 mL 0.015 mol/L的TBA（硫代巴比妥酸）溶液，混匀后置于水浴锅中95 ℃保温1 h，取出后用流水快速冷却， 6 000 r/min离心6 min，用紫外分光光度计测定上清液于532 nm波长处的吸光度（同时做空白试验），TBARS值采取标准曲线法以每千克鱼肉中含有的丙二醛质量（mg）表示。使用蛋白质羰基试剂盒检测样品中的蛋白质羰基含量。

1.3.3 杂环胺的测定

1.3.3.1 标准曲线的制作

将标准品用甲醇稀释成质量浓度分别为0.5，1，5，10，50 μg/L的混合标准工作液，备用。按照质量浓度梯度由低到高进样，测定样品中杂环胺的含量并定量分析，以杂环胺的浓度为横坐标，建立线性标准曲线，进而计算鱼片中杂环胺的含量。绘制杂环胺溶液的标准曲线。

1.3.3.2 杂环胺的提取

精确称取2 g打碎混匀的样品，加入 1 mL去离子水，振荡混匀10 min，加入9 mL乙腈溶液（含有1%乙酸），再振荡10 min，加入萃取包（4 g无水硫酸镁和1 g无水醋酸钠），剧烈振荡1 min后，6 000 r/min离心10 min，取上清液6 mL加入离心管中，振荡1 min，6 000 r/min离心5 min，取1 mL上清液用氮吹仪吹干，加入1 mL甲醇溶液，涡旋复溶，过0.22 μm滤膜后进行液相色谱-质谱测定。

1.3.3.3 杂环胺的测定

使用Agilent液相色谱-质谱仪对杂环胺含量进行测定。在多反应监测扫描模式下，使用电喷雾离子源（ESI）在正离子模式下进行质谱检测。ESI 参数：Nebulizer 35 psi，毛细管电压3 500 V，喷嘴电压400 V，干燥气流速8 L/min，干燥气温度325 ℃，鞘气温度350 ℃，鞘气流速11 L/min。

数据的采集采用超高效液相色谱仪，色谱条件：色谱柱：Agilent C18柱 （2.1 mm×100 mm，1.8 μm）；分离柱温：30 ℃；流动相：流动相A：5 mmol/L乙酸铵-水溶液（含0.1%甲酸），流动相B：乙腈；流速：0.3 mL/min；梯度程序：0～1.5 min，95% A；1.5～10 min，90% A；10～15 min，70% A；15～20 min，99% A；20～21 min，99% A；21～21.1 min，95% A；21.1～22 min，95% A；进样体积：5 μL。

1.3.4 统计分析

所有试验数据用“平均值±标准差”的方式来表示。使用软件SPSS 22.0和Origin 2021对数据进行统计和分析并且作图。

2 结果与分析

2.1 添加黑胡椒对烤草鱼肉水分含量和色泽的影响

黑胡椒对烤草鱼样品水分含量和色泽的影响见表1。

水分含量结果显示，随着黑胡椒浓度的增加，草鱼肉的水分含量下降，变化不显著（P＞0.05），水分的降低可能是因为黑胡椒的添加导致草鱼肉的渗透压升高，从而造成草鱼肉腌制后失水[10]。色泽是食品重要的感官指标之一，草鱼肉色泽结果显示，随着黑胡椒添加量的增加，L*值（白度）和a*值（红度）不断降低，b*值（黄度）先显著升高（P＜0.05），当黑胡椒添加量为1.50%时，b*值（黄度）略微降低（P＞0.05）。黑胡椒的自身颜色会影响鱼肉的白度值，使鱼肉颜色变暗，L*值（白度）下降，b*值（黄度）升高。a*值（红度）下降，可能是由于黑胡椒的抗氧化性通过减缓高铁肌红蛋白的氧化而起到稳定肉色的作用[11]。

2.2 添加黑胡椒对烤草鱼肉质构参数的影响

草鱼肉的质构参数见表2。

由表2可知，随着黑胡椒添加量的增加，草鱼肉样品的硬度、弹性和咀嚼性均升高，但变化不显著。当黑胡椒添加量为1.50%时，草鱼肉样品的硬度（N）、弹性（mm）和咀嚼性（mJ）达到最高，分别为（67.28±7.65）N，（5.58±0.32）mm，（198.06±13.39）mJ。结合表1中的数据分析，草鱼肉硬度（N）的增加可能与腌制后其水分含量的降低有关[12]。草鱼肉的咀嚼性反映了食品的口感[13]，与硬度的大小呈正相关，草鱼肉的咀嚼性随着黑胡椒添加量的增加而增加。

2.3 添加黑胡椒对烤草鱼肉蛋白质羰基含量和TBARS值的影响

由图1可知，黑胡椒添加量不同，草鱼肉的TBARS值呈现极显著差异（P＜0.01）：空白对照组的TBARS值为（0.75±0.00） mg MDA/kg。随着黑胡椒添加量的增加，TBARS值逐渐降低，当黑胡椒添加量为1.50%时，TBARS值为最低值（0.32±0.03） mg MDA/kg。有研究表明在油炸罗非鱼中添加黑胡椒后，TBARS值随着黑胡椒添加量的增加呈现先升高后降低的趋势，与本试验结果不同，可能与黑胡椒的渗透效率或鱼的品种有关[8]。TBARS值的测定可以检测脂肪的氧化程度，黑胡椒中含有抗氧化物质胡椒碱，可通过清除羟基自由基等方式抑制脂肪的氧化[14]。据报道，当肉类食品的TBARS低于1 mg/kg时，肉类产品无过氧化的酸败味道，可被消费者接受[15]。此结果表明本试验中的烤草鱼风味在感官可接受的范围内[16]。

由图1可知，当黑胡椒添加量为0.50%～1.00%时，草鱼肉的蛋白质羰基含量随着黑胡椒添加量的增加显著下降（P＜0.05），表明黑胡椒的添加会抑制烤制草鱼肉中蛋白质的氧化，这与黑胡椒的抗氧化性有关[14]。当黑胡椒添加量为1.50%时，蛋白质羰基的变化不明显。这可能与抗氧化剂浓度过高而产生的促氧化性有关[17-18]。此外，烹饪时的加热方式和加热时间也会影响黑胡椒对蛋白质氧化的抑制效果。

2.4 添加黑胡椒对烤草鱼肉杂环胺生成量的影响

绘制6种杂环胺标准品的标准曲线，线性方程见表3。

黑胡椒对烤制草鱼肉中杂环胺含量的影响见表4。

本研究选择检测的6种杂环胺中，所有处理组均检出3种杂环胺：8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman。而IQx、MeIQ和PhIP均未检测到，考虑到日常烤鱼的条件，所选择的处理条件为200 ℃烤制15 min，由于加热条件是影响杂环胺生成的主要因素，因此本试验中检测到的杂环胺种类偏少，含量較低。有研究报道PhIP只有在加热的温度和时间满足一定条件才能生成[19]。不同的杂环胺生成量不同，受黑胡椒的影响也不同。从杂环胺总量上看，8-MeIQx是烤制鱼肉中含量最高的，占杂环胺总量的50%，其次是Harman，占杂环胺总量的35.74%。黑胡椒对8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman均有显著的抑制效果（P＜0.05），8-MeIQx、4，8-Di MeIQx为极性杂环胺，可能与其生成过程的中间体吡嗪可被黑胡椒清除有关[20]。当黑胡椒的添加量为1.50%时，对8-MeIQx和Harman的抑制率分别为46.91%和28.97%。当黑胡椒添加量为1.00%时，对4，8-Di MeIQx的抑制率为47.69%。随着黑胡椒浓度的升高，对杂环胺的抑制率略有升高，但差异不显著（P＞0.05）。Zeng等的研究结果表明，烤制牛肉中杂环胺的抑制效果与黑胡椒提取物添加量之间不存在明显的量效关系，与本研究结果一致。

2.5 相关性分析

在烤制过程中，烤草鱼品质的变化和杂环胺的生成量均与烤制过程中的美拉德反应有关，两种品质指标与8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman生成量的相关性分析见表5。

结果表明，蛋白质羰基含量与8-MeIQx、4，8-Di MeIQx的形成存在显著的正相关性，TBARS值与8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman的形成存在显著的正相关性。随着黑胡椒添加量的增加，TBARS值和蛋白质羰基的含量呈下降趋势，杂环胺生成量也呈下降趋势，说明蛋白质和脂肪的氧化可促进杂环胺的生成。本结果与前人的研究结果相似。

3 结论

本试验研究了不同添加量的黑胡椒对烤草鱼品质和6种杂环胺生成量的影响。结果表明，在日常烤制草鱼条件下有杂环胺生成，在烤制草鱼中添加黑胡椒可显著降低8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman的生成量（P＜0.05），抑制率最高可达46.91%、47.69%和28.97%，但杂环胺的抑制效果与黑胡椒的浓度相关性不显著（P＞0.05）。与空白对照组相比，添加黑胡椒对烤制草鱼肉的水分含量、质构特性和色泽均有一定影响，其中TBARS值随着黑胡椒添加量的增加而显著减小（P＜0.05），蛋白质羰基含量呈先降低（P＜0.05）再升高的趋势。本研究结果可为烤制草鱼中杂环胺的抑制提供理论参考。

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