烹调过程中杂环胺类化合物的产生与控制

2017-02-02扬州大学旅游烹饪学院

食品安全导刊 2017年15期

□ 张明扬州大学旅游烹饪学院

烹调过程中杂环胺类化合物的产生与控制

□ 张明扬州大学旅游烹饪学院

杂环胺类化合物的发现历史

杂环胺类化合物是富含氨基酸和蛋白质鱼肉、畜禽肉等肉类食品在高温加工过程中通过美拉德反应与自由基机制生成，具有致突变和致癌性的杂环芳香族化合物。1939年，Widmark将烤马肉涂布在小鼠的背上增加诱发乳腺肿瘤的风险。20世纪70年代，日本科学家Nagao和Sigimura等首次研究发现烤鱼和烤牛肉在Ames试验中检测出的杂环胺具有强烈的致突变性。这些发现激起科学家研究杂环胺化合物的兴趣。

杂环胺烹调中的影响因素

烹调过程中杂环胺的形成

根据化学结构的不同，可分为氨基咪唑氮杂芳烃（极性杂环胺）和氨基咔啉（非极性杂环胺）两类。氨基咪唑氮杂芳烃由肉类食品中的肌酸酐、氨基酸、肌酸和碳水化合物等前体物在100～225 ℃的条件下通过美拉德反应等一系列复杂反应产生。后者形成机制复杂，普遍认为300 ℃以上由氨基酸、蛋白质直接热解产生，烹调过程很少达到此高温。

烹调过程中杂环胺形成的影响因素

1、原料前体物质

肉类烹饪原料中，肌酸酐、氨基酸、肌酸和碳水化合物是杂环胺的前体物质，其含量、种类和浓度是杂环胺形成的重要影响因素。氨基酸可以通过逆缩醛反应形成甘氨酸，通过自由基反应裂解，所以甘氨酸也是杂环胺的前体物质。

2、原料尺寸

烹饪原料的尺寸大小影响前体物质转移速率，从而影响杂环胺的生成。有实验证明，煎烤锅中碎肉中的杂环胺要高于整块肉中的杂环胺。在烘烤牛肉的实验中发现，随着牛肉尺寸的减小，杂环胺的含量也就越少。

3、加工温度和时间

研究表明：随着烹调时间增加和烹调温度的升高，杂环胺类化合物形成量越多。肉类烹调温度为100 ℃时产生致突变物质，但无法识别；当温度超过100 ℃时，杂环胺类化合物随温度和时间的变化而变化；当温度在190～250 ℃时，随着时间的延长，杂环胺类化合物的含量趋于平缓甚至有所下降。

4、加工方式

油炸、碳烤等直接接触明火的烹调方也会产生较多的杂环胺，因为烹饪原料中的水分很快蒸发并发生褐变反。煎烤产生的杂环胺高于炉烤。Solyakov等发现，水煮肉样产生的杂环胺较少，间接加热的烹调方式如蒸、焖、煮、微波处理等方式，杂环胺类较少。

5、脂肪

脂肪还可降低杂环胺的含量。实验证明，脂肪只对MeIQx的产生有影响，对其他杂环胺化合物均无影响。

6、辅料

烹调过程中，一些抗氧化性的香辛料可以抑制杂环胺的生成，如肉丸中加入黑胡椒；煎牛肉时加入迷迭香。

7、水分

烹调过程中，以水为烹调介质或烹饪原料中含有水分的含量，与杂环胺的形成有关。杂环胺的前体物质都是水溶性的在加工过程中随着肌肉纤维的收缩和水分的蒸发而迁移到烹饪原料的表面，在高温作用下生成杂环胺。

8、设备和器具

烹调前后的金属盛器、烹调过程中的金属烹调器具、加工烹饪原料的技术刀具以及串联烹饪原料的金属棒等，影响食品中杂环胺的生成。三价铁离子和二价铁离子会增加杂环胺含量。

杂环胺的检测方法

气相色谱法（GC）检测杂环胺灵敏度较低，串联氮磷检测器（NPD）提高化合物的响应值，再串联双毛细管柱，提高检测的灵敏度。气相色谱-串联质谱法（GC-MS）是在线分析杂环胺最有效的方法之一。GC-MS-阴离子化学电离法检测较为复杂的非极性杂环胺。LC可以与荧光、紫外线、电化学等串联检测多种杂环胺，LC-MS法也是线性检测HAAs的最好方法之一。