食物在烹饪过程中有害物质的形成与减控

2023-06-08岳尧，曲敏

食品安全导刊 2023年10期

岳尧，曲敏

（大连海洋大学，辽宁大连 116023）

烹饪，是加工食材的最主要、最关键环节，各类的食材、调料、添加剂经煮、炒、煎、炸、炖、焖和蒸等方式，最终形成菜肴。在烹饪过程中，不仅是食材、调味料、添加剂的使用，还有错误的烹饪操作，都有可能会导致菜肴出现食品安全方面的问题，因此在实际的烹饪过程中，确保菜肴的食品安全，尽量减少有害物质的生成非常重要。

1 不同烹饪方式的现状分析

1.1 水基烹饪

水基烹饪的传热介质为水或水蒸气，接触到食物表面将热量传导到食物内部。水基烹饪的主要表现形式为蒸、煮、烧、炖、煲、焖和煨等。肉类在水基烹饪过程中，蛋白质和糖类的水解速度加快、少部分无机盐和维生素也会溶解到水中，但烹饪时间不宜过长，防止肉类富含的嘌呤加重人体的新陈代谢[1]；蔬菜类在水基烹饪过程中，杀菌效果显著，同时可保留85%以上的营养成分，但烹饪温度不宜过高，防止蔬菜发生热氧反应，导致维生素大量流失。

1.2 油基烹饪

油基烹饪的传热介质为油脂，相较于水基烹饪，油基烹饪可提供更好的口感，主要表现形式为煎、炒、炸、爆和熘等。根据食用油的用量，可分为煎制、浅炸和油炸，煎制是用少量热油滑锅后煎熟食物，浅炸是用少量热油煎炸食物，油炸是将食物浸在足量油的锅中炸熟。煎与炸时的油温普遍比炒所用的油温高，同时淀粉糊化、蛋白质变性，使水分从食材中蒸发，从而获得更加酥脆的口感，但脂肪与蛋白质等营养物质易被破坏，营养成分严重流失。

使用高温油炸的过程中，食物内部会发生热氧化、热降解等反应，产生游离脂肪酸、醛、酮、烷烃和二聚物等有害物质，特别是多环芳烃、反式脂肪酸、丙烯酰胺。赵天培[2]研究油炸鸡肉类食品的热加工，发现鸡肉的脂肪含量、蛋白质含量、羰基值等均与杂环胺含量呈显著正相关；李良等[3]研究不同煎炸油油炸马铃薯条的油脂吸收，发现煎炸油的氧化程度对马铃薯条中总油脂含量及表面油脂含量有明显影响，且油脂大部分吸附在马铃薯条表面，约占总油脂含量的90%；BORDIN等[4]发现油炸时间过长或煎炸油的再利用会导致烯醛（如2-癸烯醛）、饱和醛等有害物质的形成和积累，这些有害物质可能与煎炸油的热氧化反应产物的释放和溶解有关。这些研究都说明高温油炸会增加煎炸油的黏度，降低食物和煎炸油之间的表面张力，使油炸外裹糊食品的表面油脂含量增多，油脂吸收量增加。因此，油炸时需严格控制油温、次数、时长等，以减少多环芳烃、反式脂肪酸、丙烯酰胺等有害物质的产生。

1.3 空气传热烹饪

空气传热烹饪是通过热源加热空气接触到食物表面将热量传导到食物内部，主要分为烤和熏。根据火源类型，可分为明火烤制和暗火烤制，暗火烤制可保留大部分维生素，但二者都会影响食物的蛋白质结构，导致表面快速蒸发掉大量水分，牢牢锁住内部水分[5]。

常用的熏烟方法主要为冷熏（小于22 ℃）、热熏（35～50 ℃）和液熏法（表1）。不同的熏烟方法会使食物产生不同的口感和风味。但在熏制的过程中会产生许多种挥发性化合物，如甲醛、杂环胺等，这些有害物质不仅会对人体的健康造成危害，还会对环境造成污染，因此应当减少食用烟熏食品[6]。

表1 常用的熏烟方法

1.4 其他烹饪方式

（1）腌制。分为干制和湿制，微生物在高盐分或高浓度酒精环境下将食品中的盐还原为亚硝酸盐，可明显改善食品的风味。但长期食用腌制食品会加重代谢负担，增大患癌的风险。

（2）真空油炸。传热介质为油，负压条件将油的沸点降至水的沸点以下，在较低温度下油炸可最大程度保留食物原有的营养成分、减少油脂氧化变质。相较于常压油炸，避免了油脂劣变，不易引发心血管疾病、肥胖、高血脂等健康问题，在丰富水产品资源利用途径、丰富水产品市场、增加农业经济效益等方面具有重大意义[7]。

（3）微波加热。食物吸收微波转化为内部热量后在短时间快速均匀升温，常用于解冻、焙烤、加热。在不同预烹饪方法（煮制、烧烤和焙烧）对即食鸡肉饼感官品质的研究中发现，经预烧烤且微波复热后的鸡肉饼中美拉德反应产物的含量最高，其次是焙烧和煮制样品。美拉德反应产物的形成受烹饪方法和烹饪温度的影响，与微波、焙烧等热传递相比，烧烤等直接接触式热传递能促进美拉德反应产物的形成，因此预烹饪方法对美拉德反应产物形成的影响较大。微波复热后，经预烧烤和焙烧的鸡肉饼的亮度发生显著下降，而红度呈上升趋势。同样的现象还出现在经微波复热后的预烧烤牛肉丸中。这种变化趋势与美拉德反应的强度相符[8]。使用微波技术进行加热，应严控时长和火候，同一食物不可反复加热，要确保食品营养经过微波处理后尽可能保留，避免营养物质严重流失，产生有害物质，对人体健康造成危害。同时，尽量避免使用微波加热水果。

2 烹饪过程中有害物质的形成原因与减控方法

2.1 食用油油烟

油烟分为气态和固态，是食物与食用油在高温条件下发生剧烈的化学反应产生的，主要为以下3种途经，即美拉德反应、中间体或最终产物的二次反应、脂质的热氧化与分解。挥发性有机化合物主要来自加热的油和脂肪酸。烹饪油烟中挥发性有机化合物的化学成分主要包括烃类、醛酮、醇类及其他杂环化合物[9]。研究表明，厨房中燃料燃烧以及烹制过程中产生的油烟气，会产生大量的有机、无机气体污染物（VOCs、PAHs、CO、硫化物和氮化物等），它们一般均具有毒性和腐蚀性，经常接触油烟环境会对人体的健康产生严重影响[10]。

对于水基烹饪，可通过及时盖上锅盖的方式，减少热量损失，同时减少烟气的挥发；对于油基烹饪和空气传热烹饪，使用纯度高、杂质少的一级食用油，应充分利用自然通风，搭配使用瞬时捕获效率高的油烟机，可减少油烟污染，保护人体健康[11]。

2.2 反式脂肪酸

反式脂肪酸为羧酸类化合物，主要是食用油中不饱和脂肪酸的氧化裂解和异构化产生的，常温下呈固态。在常见的烹饪方式中，烤、煎、炸所产生的反式脂肪酸含量远高于其他烹饪方式[12]。采用油基烹饪时，在保证口感下降不明显的前提下，不使用高温煎炸、不长时间煎炸、不反复煎炸；在购买食品时，要观察配料表中是否含有反式脂肪酸，日常要控制烘焙和煎炸类食品摄入量，均可减少反式脂肪酸的摄入。

2.3 亚硝基化合物

形成亚硝基的物质主要有亚硝酸盐、胺类化合物等物质，研究表明，新鲜且贮存良好的蔬菜和水果中亚硝基物质浓度极低，贮存环境会影响蔬菜和水果中的亚硝基物质含量。pH值对亚硝基化合物的影响较为明显，当pH值达到3.4时，亚硝基化合物的反应最为剧烈；而当pH值为碱性或中性时，亚硝基的反应速度会相对缓慢。如果增加浓度或延长物质的反应时间，也会形成相应的亚硝基物质[13]。由此可见，科学的贮存方式、合适的酸碱度、合理的反应物种类均可减少亚硝基物质的形成。

2.4 多环芳烃

多环芳烃是在烹饪过程中对人体危害最严重的有害物质，主要来源于有机物的不完全燃烧和热分解反应。使用空气传热烹饪的食品，多环芳烃的含量普遍较高，由于使用木炭、汽油、煤等物质烘烤时，有机物很难完全燃烧，容易形成大量的多环芳烃。

在烘烤食物时，提前使用茶叶、果汁、香料、料酒（白酒）腌制可抑制脂质的氧化反应[14-15]；薛桂中等[16]将微波烤制、气体烧烤、电烤、石头烧烤等新型的烤制方式与传统木炭烤制和木炭烘烤进行对比，发现经烤制后烧烤肉制品中有害物含量均低于木炭烤制和木炭烘烤。使用新型的烤制方式可避免有机物不完全燃烧，均可减少食物中多环芳烃的含量。