FSAP 东北农业大学陈倩教授:不同木材对哈尔滨红肠中杂环芳胺含量的影响
以不同种类的木材(梨、橡木、苹果、山毛榉)熏制的哈尔滨红香肠为研究对象,对其杂环芳香族胺(heterocyclic aromatic amines,HAAs)含量进行研究。基于偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)建立香肠水分含量、水分活度(activity water, aw )、pH值、脂质氧化水平和蛋白质氧化水平与HAA含量的关系,为了解木材来源怎么样影响烟熏肉制品中HAA的形成提供线索,并为工业生产控制烟熏肉制品中HAA的形成提供有用的理论依据。
HAAs是一类通过与DNA反应引起遗传毒性损伤的致癌化合物。根据分子结构和形成途径,HAAs可分为极性HAAs或氨基咪唑氮HAAs,以及非极性HAAs或氨基咔啉HAAs。极性HAAs是在150~300 ℃的常规蒸煮温度下通过热诱导美拉德反应形成;非极性HAAs是氨基酸在300 ℃以上热解形成的。影响熟肉中HAAs含量的因素有:肉的种类、烹饪温度、烹饪时间和烹饪方法,如煎、烤、煮、烤、烟熏等。HAAs在150 ℃时容易形成,但在相比来说较低温度熏制的肉制品中也能检测到。因此,了解在低温(<150 ℃)烹饪的食物中影响HAAs形成的因素十分重要,有助于降低接触风险。
木材的热解首先是水分蒸发,然后是半纤维素、纤维素分解,最后是木质素 。因此,木材烟气成分主要根据木材类型以及受热聚合物、气化中间体和水分之间的热诱导化学反应,最终影响烟熏食品的质量和安全。因此,研究能产生高品质风味的常用木材对烟熏肉制品的安全性与 HAAs 形成的影响具备极其重大意义;此外,研究烟熏肉制品中脂质氧化、蛋白质氧化与 HAAs 形成之间是不是存在相关性,将有利于制定针对性的策略控制其在烟熏肉制品中的形成。
烟熏样品的水分含量明显低于未烟熏样品(P<0.05),这主要是由于烟熏过程中的水分流失所致。此外,烟熏过程中蛋白质变性降低了蛋白质的保水性,加速水分蒸发。不一样的种类木材烟熏制品的pH值在6.08~6.16。与未熏制的样品相比,用梨、山毛榉和橡木木材熏制的香肠的pH值明显降低(P<0.05)。根据结果得出,在木材烟熏蒸汽和颗粒相中都发现了大量的有机酸,这些有机酸降低了样品表面的pH值。烟熏样品水分含量(59.77%~60.88%)、 aw (0.958~0.963)、pH值(6.08~6.13)差异不显著(P>0.05)。
一般情况下,肉类及肉制品中总蛋白质羰基含量在生肉中为0.5~1.0 nmol/mg,在加工肉类中约为20 nmol/mg。未熏制样品的羰基含量明显低于熏制样品(P<0.05)。不同木材烟熏样品的羰基含量在3.43~3.94 nmol/mg,其中苹果和梨烟熏样品的羰基含量明显高于山毛榉和橡木烟熏样品(P<0.05)。
A. TBARs值;B. 羰基含量。小写字母不同,表示存在非常明显性差异(P<0.05)。
图2 不同木材熏制的哈尔滨红香肠总HAAs、非极性HAAs和极性HAA含量
虽然HAAs的前体是葡萄糖、氨基酸、蛋白质和肌酸,但水分含量、 aw、pH、脂质氧化和蛋白质氧化等因素也会影响HAAs的形成。水分含量、aw、 pH值与研究中所有HAAs均呈负相关。总HAAs与TBARs值、总HAAs与蛋白质羰基含量均存在正相关。此外,除7,8-DiMeIQx和MeAαC外,TBARs值和蛋白质羰基分别与各HAA呈显著正相关(P<0.05)。
图3 哈尔滨红香肠理化性质(水分含量、aw、pH值、TBARs值、羰基含量)与杂环芳香胺含量的相关性
烟熏样品中HAAs总含量明显高于未烟熏样品。梨木材烟熏样品的单个HAAs和总HAAs含量最高,橡木、山毛榉和苹果木材烟熏样品次之。综上所述,烟熏肉制品HAA的形成受到烟熏工艺和木材类型的显著影响。香肠的加工条件和用于烟熏木材的类型应加以控制,尽可能降低烟熏肉制品的致癌风险。脂质和蛋白质氧化水平与总HAA含量高度相关。
研究方向为肉品加工。主持国家自然科学基金3 项,黑龙江“百千万”工程科技重大专项课题,省优青等项目15 项。以第一/通讯作者发表SCI论文50 篇、EI论文16 篇,其中一区TOP期刊45 篇,ESI高被引4 篇,总影响因子376。授权专利8项,获省部级科学技术一等奖、二等奖共4项。Food Science of Animal Products创刊编委;Foods编委,专刊主编;《肉类研究》编委;《食品研究与开发》青年编委委员;《食品安全质量检验学报》青年编委,特邀专刊主编;《包装工程》青年编委委员,特邀专刊主编;中国机械工程学会包装与食品工程分会委员;中国机械工程学会农副产品加机械分会委员;黑龙江省食品科学与技术学会青年委员;黑龙江省天然产物工程学会委员;黑龙江省肉类工业产业技术创新联盟理事;Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Food Chemistry、LWT-Food Science and Technology、Food & Function、International Journal of Food Science and Technology、食品科学、食品制造业科技、肉类研究、食品研究与开发,等国内外期刊审稿专家。
Food Science of Animal Products(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容有食物原料品质、加工特性,营养成分、活性物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害于人体健康的物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。
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