烹調(diào)過程中雜環(huán)胺類化合物的產(chǎn)生與控制

□ 張 明 揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院

烹調(diào)過程中雜環(huán)胺類化合物的產(chǎn)生與控制

□ 張 明 揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院

雜環(huán)胺類化合物的發(fā)現(xiàn)歷史

雜環(huán)胺類化合物是富含氨基酸和蛋白質(zhì)魚肉、畜禽肉等肉類食品在高溫加工過程中通過美拉德反應(yīng)與自由基機(jī)制生成，具有致突變和致癌性的雜環(huán)芳香族化合物。1939年，Widmark將烤馬肉涂布在小鼠的背上增加誘發(fā)乳腺腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。20世紀(jì)70年代，日本科學(xué)家Nagao和Sigimura等首次研究發(fā)現(xiàn)烤魚和烤牛肉在Ames試驗(yàn)中檢測(cè)出的雜環(huán)胺具有強(qiáng)烈的致突變性。這些發(fā)現(xiàn)激起科學(xué)家研究雜環(huán)胺化合物的興趣。

雜環(huán)胺烹調(diào)中的影響因素

烹調(diào)過程中雜環(huán)胺的形成

根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可分為氨基咪唑氮雜芳烴（極性雜環(huán)胺）和氨基咔啉（非極性雜環(huán)胺）兩類。氨基咪唑氮雜芳烴由肉類食品中的肌酸酐、氨基酸、肌酸和碳水化合物等前體物在100～225 ℃的條件下通過美拉德反應(yīng)等一系列復(fù)雜反應(yīng)產(chǎn)生。后者形成機(jī)制復(fù)雜，普遍認(rèn)為300 ℃以上由氨基酸、蛋白質(zhì)直接熱解產(chǎn)生，烹調(diào)過程很少達(dá)到此高溫。

烹調(diào)過程中雜環(huán)胺形成的影響因素

1、原料前體物質(zhì)

肉類烹飪?cè)现校∷狒?、氨基酸、肌酸和碳水化合物是雜環(huán)胺的前體物質(zhì)，其含量、種類和濃度是雜環(huán)胺形成的重要影響因素。氨基酸可以通過逆縮醛反應(yīng)形成甘氨酸，通過自由基反應(yīng)裂解，所以甘氨酸也是雜環(huán)胺的前體物質(zhì)。

2、原料尺寸

烹飪?cè)系某叽绱笮∮绊懬绑w物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率，從而影響雜環(huán)胺的生成。有實(shí)驗(yàn)證明，煎烤鍋中碎肉中的雜環(huán)胺要高于整塊肉中的雜環(huán)胺。在烘烤牛肉的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著牛肉尺寸的減小，雜環(huán)胺的含量也就越少。

3、加工溫度和時(shí)間

研究表明：隨著烹調(diào)時(shí)間增加和烹調(diào)溫度的升高，雜環(huán)胺類化合物形成量越多。肉類烹調(diào)溫度為100 ℃時(shí)產(chǎn)生致突變物質(zhì)，但無(wú)法識(shí)別；當(dāng)溫度超過100 ℃時(shí)，雜環(huán)胺類化合物隨溫度和時(shí)間的變化而變化；當(dāng)溫度在190～250 ℃時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，雜環(huán)胺類化合物的含量趨于平緩甚至有所下降。

4、加工方式

油炸、碳烤等直接接觸明火的烹調(diào)方也會(huì)產(chǎn)生較多的雜環(huán)胺，因?yàn)榕腼冊(cè)现械乃趾芸煺舭l(fā)并發(fā)生褐變反。煎烤產(chǎn)生的雜環(huán)胺高于爐烤。Solyakov等發(fā)現(xiàn)，水煮肉樣產(chǎn)生的雜環(huán)胺較少，間接加熱的烹調(diào)方式如蒸、燜、煮、微波處理等方式，雜環(huán)胺類較少。

5、脂肪

脂肪還可降低雜環(huán)胺的含量。實(shí)驗(yàn)證明，脂肪只對(duì)MeIQx的產(chǎn)生有影響，對(duì)其他雜環(huán)胺化合物均無(wú)影響。

6、輔料

烹調(diào)過程中，一些抗氧化性的香辛料可以抑制雜環(huán)胺的生成，如肉丸中加入黑胡椒；煎牛肉時(shí)加入迷迭香。

7、水分

烹調(diào)過程中，以水為烹調(diào)介質(zhì)或烹飪?cè)现泻兴值暮?，與雜環(huán)胺的形成有關(guān)。雜環(huán)胺的前體物質(zhì)都是水溶性的在加工過程中隨著肌肉纖維的收縮和水分的蒸發(fā)而遷移到烹飪?cè)系谋砻?，在高溫作用下生成雜環(huán)胺。

8、設(shè)備和器具

烹調(diào)前后的金屬盛器、烹調(diào)過程中的金屬烹調(diào)器具、加工烹飪?cè)系募夹g(shù)刀具以及串聯(lián)烹飪?cè)系慕饘侔舻?，影響食品中雜環(huán)胺的生成。三價(jià)鐵離子和二價(jià)鐵離子會(huì)增加雜環(huán)胺含量。

雜環(huán)胺的檢測(cè)方法

氣相色譜法（GC）檢測(cè)雜環(huán)胺靈敏度較低，串聯(lián)氮磷檢測(cè)器（NPD）提高化合物的響應(yīng)值，再串聯(lián)雙毛細(xì)管柱，提高檢測(cè)的靈敏度。氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS）是在線分析雜環(huán)胺最有效的方法之一。GC-MS-陰離子化學(xué)電離法檢測(cè)較為復(fù)雜的非極性雜環(huán)胺。LC可以與熒光、紫外線、電化學(xué)等串聯(lián)檢測(cè)多種雜環(huán)胺，LC-MS法也是線性檢測(cè)HAAs的最好方法之一。

雜環(huán)胺的控制措施

原料前期處理

肉制品的前期處理，使用微波短時(shí)間加熱可以減少成品雜環(huán)胺的量。在前期處理要烹調(diào)的牛肉時(shí)，應(yīng)將肉切成較小的塊，避免長(zhǎng)時(shí)間加熱減少雜環(huán)胺的量。生肉與處理時(shí)食用鹽、淀粉和大豆蛋白上漿進(jìn)行保水，減少烹調(diào)過程中產(chǎn)生的雜環(huán)胺。

加工方式

廖國(guó)周研究鴨肉在碳烤、油炸、烘烤、微波、蒸煮和煎烤幾種加工方式產(chǎn)生的雜環(huán)胺不同時(shí)，發(fā)現(xiàn)煎烤產(chǎn)生的雜環(huán)胺最多，所以應(yīng)盡量避免煎炸的烹調(diào)方式。建議在烹調(diào)肉類食物時(shí)，減少使用明火燒烤、煎炸等直接加熱的烹調(diào)方式，盡可能使用蒸、煮、燉、燜等間接加熱的方式。

加工溫度

加工豬肉時(shí)，在140～160 ℃下油炸5 min PhIP沒有檢出；在180～220 ℃下，其含量隨溫度升高而增加，考察草魚魚糜的結(jié)果類似。烹調(diào)加工過程中，嚴(yán)格把控烹調(diào)的溫度能降低雜環(huán)胺的量。

加工時(shí)間

加工時(shí)間對(duì)雜環(huán)胺產(chǎn)生的影響要小于烹調(diào)溫度，但是肉制品中雜環(huán)胺的形成同樣會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。所以，烹調(diào)過程中在成品能夠成熟的條件下，盡可能減少烹調(diào)時(shí)間。

加工器具及設(shè)備

在烹調(diào)過程中，應(yīng)盡量避免使用鐵和銅類金屬的烹調(diào)加工器具設(shè)備。烹調(diào)加工過程中，應(yīng)使用抽油煙機(jī)，減少人體對(duì)油煙的吸入量，減油煙中小雜環(huán)胺對(duì)人體的傷害。

添加劑

香辛料富含抗氧化物質(zhì)，肉制品烹調(diào)過程中添加香辛料可以抑制雜環(huán)胺的形成。研究了12種酚類對(duì)牛肉中雜環(huán)胺抑制作用，表明黃酮類化合物如柚皮苷、槲皮素、表兒茶素、茶黃素等都有抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，TBHQ、BHA、BHT、抗壞血酸和維生素E均有抑制雜環(huán)胺化合物產(chǎn)生的作用。

配餐食物

食用肉制品時(shí)，可以配上紅酒、綠茶、蘋果、葡萄、接骨木果和菠蘿等富含維生素和具有抗氧化性能的蔬果，或者撒上黑胡椒也能起到抑制雜環(huán)胺的作用。辣椒和蘿卜也可以與肉制品一起烹制或者一同食用，具有抑制雜環(huán)胺化合物形成的作用。