3 种氨基酸对西式熏煮火腿品质及N亚硝胺形成的影响 附肉制品中亚硝胺控制的研究进展.docx

《3 种氨基酸对西式熏煮火腿品质及N亚硝胺形成的影响 附肉制品中亚硝胺控制的研究进展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3 种氨基酸对西式熏煮火腿品质及N亚硝胺形成的影响 附肉制品中亚硝胺控制的研究进展.docx（6页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、亚硝胺是一类含氮的化学物质，是最重要的化学致癌物质和四大食品污染物之一。亚硝胺的摄入会导致急性中毒、慢性中毒，严重时会有引发肿瘤和致癌的风险。人体内的亚硝胺主要通过外源性摄入和内源性生成2个途径形成。其中外源性主要来源于加工食品自身存在的亚硝胺及其前体物质，而内源性主要是由于亚硝胺在体内的合成。亚硝胺的生成受众多因素的影响，主要有烹饪方式、烹饪温度、时间、脂肪含量、蛋白质含量及变化和亚硝酸盐用量等。近年来，国外有学者研究探讨氨基酸对肉制品中亚硝胺形成作用及其品质影响，但国内相关研究较少。蛋白质氧化可以产生游离氨基酸和生物胺等亚硝胺的前体物质。蛋白质氧化产生的易亚硝化游离氨基酸，如脯氨酸、甘氨酸

2、、丙氨酸、级氨酸等在微生物的作用下均可发生脱瘦反应，继续反应生成亚硝胺。此外，氨基酸对改善产品的品质也有一定作用，赖氨酸、精氨酸和其他外源氨基酸能够改善产品的风味，抑制脂肪氧化，提高产品的保水性、质构和乳化能力。将3种常见氨基酸(精氨酸、丙氨酸、脯氨酸)和不同含量亚硝酸钠加在西式熏煮火腿配料中，研究几种氨基酸对制成西式熏煮火腿的质构、色差、PH值、硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)值、水分和蒸煮损失等品质及亚硝酸盐残留量、N-亚硝胺形成的影响规律，旨在为肉制品中N-亚硝胺的抑制和产品品质的提高提供理论依据和借鉴参考。1氨基酸对西式熏煮火腿质构的影响结果显示，在不同亚硝酸钠用量下，添加精氨酸、丙

3、氨酸和脯氨酸的产品硬度分别增加了5.00%6.70%、1.84%2.11%、1.20%-2.50%(P0.05),加精氨酸产品的硬度值大于其他氨基酸组；添加精氨酸、丙氨酸和脯氨酸使产品的内聚性和胶着性分别提高了10.42%46.15%、4.17%34.62%、46.15%72.97%；2.81%6.47%、3.02%7.19%、13.46%30.94%(P0.05),且随亚硝酸钠用量的增加逐渐增大；氨基酸的加入显著改变了产品的弹性(P0.05),其中添加精氨酸产品的弹性增加了2.36%2.89%,添加丙氨酸产品的弹性减小了6.54%16.67%,添加脯氨酸组产品的弹性减小了0.73%9.70%

4、。精氨酸和丙氨酸的添加分别使产品的咀嚼性增大了5.70%27.37%、13.92%14.89%(P0.05)o2氨基酸对西式熏煮火腿色差的影响结果显示，添加精氨酸和丙氨酸使产品的L*值分别降低了0.42%1.20%、0.50%1.05%(P005).精氨酸和丙氨酸的添加使产品的a*值分别增加了6.73%11.74%、6.99%13.32%(P0.05),且随着亚硝酸钠用量的增加a*值逐渐增大。精氨酸、丙氨酸和脯氨酸的加入对产品b*值的影响不显著(P0.05),且随着亚硝酸钠添加量的增加，产品的b*值逐渐减小。3氨基酸对西式熏煮火腿PH值的影响结果显示，添加精氨酸、丙氨酸和脯氨酸分别使产品的PH

5、值增大了8.55%9.06%、1.90%2.05%、3.39%3.57%(PV0.05),其中，加精氨酸产品的PH值最大，这可能是因为精氨酸是碱性氨基酸。随着亚硝酸钠用量的增加，PH值并无显著性差异(P0.05)o4氨基酸对西式熏煮火腿TBARS值的影响结果显示，精氨酸、丙氨酸和脯氨酸的加入分别使产品的TBARS值减小了1.95%-4.63%、5.57%-12.43%2.35%19.35%(P0.05),且随着亚硝酸钠用量的增加，产品的TBARS值显著减小(PV0.05)。5氨基酸对西式熏煮火腿水分的影响结果显示，与不添加氨基酸组相比，精氨酸的产品的水分增加了2.65%3.29%(P0.05)

6、o6氨基酸对西式熏煮火腿蒸煮损失的影响结果显示，在亚硝酸钠用量为Omg/kg和I5mgkg时，加氨基酸均可降低产品的蒸煮损失，但影响不显著(P0.05),在亚硝酸钠用量为480mgkg时，氨基酸的加入能够显著减少产品的蒸煮损失(PV005),添加精氨酸、丙氨酸和脯氨酸的产品分别减少了6.07%、3.62%和5.11%,且添加精氨酸组的蒸煮损失最小。7氨基酸对西式熏煮火腿亚硝酸盐残留量的影响结果显示，在不添加亚硝酸钠时，加氨基酸产品的亚硝酸盐残留量与不添加氨基酸组无显著性差异(P0.05),当亚硝酸钠用量为150mgkg时，加精氨酸和丙氨酸分别使产品的亚硝酸盐残留量减少了28.72%和17.22

7、%(P0.05);亚销酸钠添加量为480mg/kg时，精氨酸和丙氨酸处理组亚硝酸盐残留量分别减少9.71%和9.41%；而脯氨酸产品则高于不添加氨基酸组。8氨基酸对西式熏煮火腿N-亚硝胺的影响结果显示，在不添加亚硝酸钠时，加氨基酸能够增加产品的NDMA含量，其中精氨酸和丙氨酸与不添加氨基酸组相比，NDMA含量分别增加了31.66%和7.56%(P0.05);当亚硝酸钠用量为150mg/kg和480mg/kg时，添加氨基酸与不添加氨基酸组相比能够显著增加NDMA的含量(P0.05),其中精氨酸产生更高的NDMA含量。在不同亚硝酸钠用量条件下，氨基酸的加入与不添加氨基酸组相比，均能显著增加NDPA

8、的含量(PV0.05),当亚硝酸钠用量为0mg/kg和150mg/kg时，不添加氨基酸组和添加丙氨酸组均未检测到NPYR的存在，且添加脯氨酸组的NPYR含量显著高于添加精氨酸组；当亚硝酸钠含量为480mg/kg时，均检测到NPYR的存在，且添加精氨酸和脯氨酸组的NPYR含量显著高于不添加氨基酸组(P0.05),而添加丙氨酸组的NPYR含量显著低于不添加氨基酸组(P0.05)o讨论西式熏煮火腿品质的变化精氨酸和脯氨酸属于碱性氨基酸，能够在一定程度上增大产品的PH值，使肌原纤维蛋白远离等电点，增大肌原纤维蛋白之间的静电斥力，从而增加了与水分子结合的位点，使得产品的保水性得到改善。脯氨酸与精氨酸增大

9、了产品的PH值，且均提高了产品的蒸煮得率。同时精氨酸的胭基能够提高猪肉肌球蛋白的溶解性，有利于蛋白质的溶出，增强乳化体系的稳定性，形成致密稳定的三维蛋白结构。此外精氨酸的加入能够增加肌球蛋白表面疏水残基和活性筑基的含量，从而进一步改善产品的质地。产品色差值的变化，可能是由于氨基酸的加入导致产品的PH值发生变化，从而改变了产品的保水性，水分含量增加，导致产品的L*值减小，同时a*值在还原态肌红蛋白状态下为红色，在氧化态肌红蛋白下为棕色或褐色，氨基酸的加入会抑制血红蛋白氧化，增强血红蛋白浓缩物稳定性，从而产品具有更高的a*值。西式熏煮火腿亚硝酸盐残留量和N-亚硝胺含量的变化产品亚硝酸盐残留受氨基酸

10、的影响，精氨酸和丙氨酸可与亚硝酸钠反应，生成亚硝胺和其他物质，同时亚硝酸盐会与蛋白质分解产生的胺进行反应，生成亚硝胺，从而降低亚硝酸盐残留量。当亚硝酸钠用量为Omg/kg和150mg/kg时，不添加氨基酸组和添加丙氨酸组均未检测到NPYR的存在，这可能是由于丙氨酸不能促进NPYR的形成。在不同亚硝酸钠用量条件下，不同氨基酸添加组的NDpheA含量均显著低于不添加氨基酸组(PV0.05),这可能是由于这3种氨基酸的加入不利于NDpheA的形成。加氨基酸产品的亚硝胺总量显著高于不添加氨基酸组，这可能是由于氨基酸的加入促进了亚硝胺的形成。结论3种氨基酸可作为品质改良剂改善产品的质构和色泽、保水性，减

11、少产品的氧化；精氨酸和丙氨酸能降低西式熏煮火腿中亚硝酸盐的残留量，但3种氨基酸的加入均增加了N-亚硝胺的总量。因此，3种氨基酸可作为前体氨基酸，能在一定程度上促进N-亚硝胺的生成,在加工过程中应尽量避免添加这3种氨基酸达到抑制N-亚硝胺形成的目的。本研究为N-亚硝胺形成机理深入研究以及肉制品品质的提高提供理论依据。肉制品中亚硝胺控制的研究进展目前，亚硝胺(nitrosamine)是已知的最具危害性的化合物之一，是世界公认的强致癌物之一，长期或一次大量摄入会引发肿瘤。亚硝胺急性中毒表现在一次或多次摄入含过量亚硝胺的食物之后，出现肝脏受损、血小板破坏和严重的全身中毒。以二甲基亚硝胺(nitroso

12、dimethylamine,NDMA)的动物急性毒性试验为例，大鼠的半数致死量(LD50)为2440mgkg.根据相关研究数据，如果儿童一次摄入NDMA300mg、成人摄入I200mg,则可导致死亡。长期食用含亚硝胺类化合物的食品，会发生以肝硬化为主的慢性中毒。亚硝胺还可通过血胎屏障传递给婴儿，对下一代产生危害。研究团队在阐述了亚硝胺的形成机理、对人体的危害以及肉制品中影响亚硝胺形成的因素PH值、温度、食品添加剂、组织成分和微生物等，并对亚硝胺控制的研究现状进行了综述，从减少前体物的摄入(控制亚硝酸盐、生物胺的用量)、亚硝胺形成的阻断及亚硝胺分解的促进(辐照降解和生物降解)等3方面进行阐述。目

13、前对肉制品中亚硝胺的控制已经进行了一定的研究，主要从阻来源、促去路2方面进行，这为实际生产中亚硝胺的控制提供一定的参考价值，而关于利用多种方法相结合来减少亚硝胺含量的方式探究需展开更多的研究。1亚硝胺的形成机理及危害1.1 形成机理研究发现亚硝胺化合物主要是由二级胺在酸性条件下与亚硝酸经亚硝基化生成,亚硝化机理见图IoOHNOHNINIR图I亚硝胺的形成机理1.2 危害国际癌症研究机构(IntematiOnalAgencyforResearchonCancer,IARC)在1978年评估了亚硝胺的致癌性，认为亚硝基二乙胺(diethylnitrosamine,NDEA)NDMA是致癌性很强的物

14、质，亚硝基毗咯烷(nitrosopyrrolidine,NPYR)、亚硝基哌咤(nitrosopiperidine,NPIP)和亚硝基二丁胺(nitrosodibutylamine,NDBA)等被列为一般致癌性物质，一些亚硝胺类化合物的急性毒性及限量标准见表1。表I一些亚硝胺类化合物的急性毒性及限量标准化合物IDJ(InrkBT)易引发的疾病IU量标准二甲基亚硝胺27*41肝德.鼻妻5海产品）4IqiZkM川肉制品）W3g二乙基蔓硝胺（NDEA）216-280肝癌.鼻更喘3海产品)W7gkMl)5gkg亚硒IMIt略烧（NP、R）9IF(NPIP)200食管癌亚硝基二岐（VMlA）I2002肉

15、制品中影响亚硝胺形成的因素2.1 PH值的影响亚硝酸盐不能直接与胺类物质发生反应。在H+存在的条件下，亚硝酸盐与H+反应生成亚硝酸，进而分解产生N2O3后，才能与胺类物质反应生成亚硝胺。而PH值过低又会抑制硝酸盐还原菌的活性，使人体摄入的硝酸盐几乎不能转化为亚硝酸盐。同时胺类物质在高浓度的H+条件下发生质子化，影响亚硝胺的合成。当PH值过高时，亚硝酸盐的转化受到抑制，亚硝胺的合成也会受到阻断。尹立辉等研究发现PH值对NDMA影响显著，NDMA的浓度在PH值较低时呈现缓慢上升的趋势，并在PH值为3.0时达到最大值52.2gmL,然后迅速下降，在PH值为5.0时，NDMA浓度降幅高达96.4%。2

16、.2 温度的影响亚硝胺的合成速率与温度有显著关系。在孙敬对蒸煮火腿中亚硝胺形成的影响因素的研究中发现，在蒸煮过程中较低的温度范围（5060C）内NDEA形成量小于1gkg,并且与NaNo2添加量无关。当温度高于60,NDEA的形成量随温度的升高表现出显著升高的趋势，并且与NaNO2的添加量密切相关。Yurchenko等研究表明加热过程中挥发性亚硝胺含量会显著增加，当肉制品经油炸处理后NDMA和NPYR含量明显上升。这可能与加热过程中蛋白质降解产生的二级胺增加有关。2.3 食品添加剂的影响在肉制品加工中，常用的对亚硝胺形成有影响的添加剂主要有硝酸盐及亚硝酸盐、多聚磷酸钠、抗坏血酸钠及蔗糖等。肉制

17、品在加工过程中，为了获得风味、色泽及良好的保藏性能，往往加入硝酸盐和亚硝酸盐等添加剂。研究表明，亚硝酸盐添加量的提高会导致对应的亚硝胺的生成量显著升高。但由于目前没有较好的替代品，硝酸盐与亚硝酸盐仍允许限量使用。研究发现抗坏血酸、维生素E、山梨酸、没食子酸、单宁酸、植物多酚等天然成分对亚硝胺的形成具有明显的阻断作用。2.4 组织成分的影响动物性食品中的蛋白质在采用油煎、油炸等加工方式时会产生大量的胺类物质，当鱼肉、禽肉腐败变质时，蛋白质也会分解产生大量胺类物质，为亚硝酸的亚硝基化提供丰富的前体物。研究发现，脂肪氧化产生的丙二醛以及游离脂肪酸释放的自由基能促进亚硝胺的形成。高媛媛等研究了添加脂肪

18、的种类和比例对炸鱼丸品质及亚硝胺含量的影响中发现,低加油量（10%）,有利于降低硫代巴比妥酸反应物（TBARS值）和亚硝酸盐残留量。2.5 微生物的影响实验表明，肠杆菌属和厌氧芽胞杆菌属细菌具有合成亚硝胺的能力，而一些细菌能够促进亚硝胺的形成。青霉菌及根霉菌属在亚硝胺的合成反应中具有生物催化作用，硝酸盐还原菌能使人体摄入的硝酸盐转化为亚硝酸盐从而促进亚硝胺的合成。某些特定的细菌还能促使蛋白质降解，产生一种促进亚硝基化反应的酶并形成稳定反应的酸性环境。2.6 胺控制的研究现状针对肉制品中亚硝胺含量的控制，目前主要是从抑制亚硝胺的形成、促进亚硝胺的分解以及减少亚硝胺及其前体物的摄入等几个方面进行研

19、究，见表2。其中关于添加天然外源性物质从而阻断N-亚硝胺的形成的研究较多。2.7 制肉制品中亚硝胺形成的措施控制研究方向控制遭硝酸欲的形成:逋过葡荷源花色仔.乳酸的,竹叶抗气化物等的清除作用.戊他孔忏的.红曲色素等用于发色的瞥代物.抑1乳糙球三a*.i*rqi.次硝酸盐等用于抑施的替代物控制的本物J或控制生物胺的形或:生产条件的控制（原材料及加工环境卫生.pH值.温度、含拄度等），乳酸片球碗.擅精乳杆第.戊片球前等的牌第作用.离乐、冷冻.猛照、真空包装等MjIJI艺通过天然阻断刷控制：堆生素（施生素C.惟生素E、舁抗坏电酸）.酚类（茶名的,啡85单宇魏）.传辛“类,肉桂提1”加取物.迷迭杏提取

20、物.八例精油.】杏精泊次芳提取物八天然果嬴为的斤提取物）.黄南类.Ift类.策改类等一通过摘射降解:叫照时.维外轴骐二辆照等夏硝胺的降婚通过微生物降解：植物宛杆荫、断膜Wl中珠曲.戊传片球曲.名曲乳杆曲,仅精乳杆吊.三fl孔杆第.清酒乳杆IW和连伊的红球OB等3.1 减少亚硝胺前体物的摄入3.1.1 控制亚硝酸盐的用量硝酸盐和亚硝酸盐多用做腌制肉制品的发色剂及防腐剂，起到发色、抑菌、赋予食品特殊风味及抗氧化的作用。目前尚未找到较优质的替代物，故仍允许限量使用。对于亚硝酸盐的控制除了应严格遵循国家标准的添加及残留量外,还应致力于能部分替代亚硝酸盐功能的替代物的研究。在关于安全发色剂的研究中，以猪

21、血细胞为原料，制备出一种安全、稳定、赋色效果良好的发色剂一一亚硝基血红蛋白，可减少亚硝酸钠的使用量。研究了红曲色素、乳酸链球菌和山梨酸钾3种物质对肉毒梭状芽泡杆菌的抑制作用，并与亚硝酸钠的抑制作用进行对比，结果表明其抑制作用效果较亚硝酸钠好，故可作为亚硝酸盐的替代物，减少亚硝酸盐的使用量。3.1.2 生物胺的控制采用外源添加生物胺的方法，探究生物胺对发酵香肠中NDEA的形成及亚硝酸盐残留量的影响。结果表明，腐胺、尸胺可使得亚硝酸盐残留的减少，说明这2种生物胺可能参与了亚硝基化反应，形成了不同种类的亚硝胺。在肉制品中，氨基酸脱陵酶对氨基酸进行脱瘦作用生成生物胺，故可通过控制产酶微生物的生长繁殖来

22、实现对生物胺含量的控制。在加工过程中应严格控制原料的新鲜度及加工的环境卫生、优化温度、PH值、渗透压、水分活度等条件并添加对生物胺形成具有抑制作用的菌种及添加剂。此外，研究证明，真空包装、高压、辐照、冷冻等技术对生物胺的含量也有降低作用。3.2 亚硝胺形成的阻断应用阻断剂阻断亚硝胺形成是控制肉制品中亚硝胺含量的重要措施，国内外学者在这方面进行了大量研究，目前已经发现的阻断剂包括维生素类、黄酮类、酚类、醐类、筑基类、香辛料类等。孙钦秀等研究维生素E对哈尔滨风干肠中亚硝胺的影响中发现，添加维生素E的风干肠中的NDEA、NPIP.NDPA.NDBA含量较对照组显著降低，证明维生素E对亚硝胺的形成具有

23、显著抑制作用。王永丽研究发现，植物多酚可以降低亚硝酸盐的含量，抑制亚硝基化，控制NDMA的形成。在干腌培根的加工及储藏过程中，茶多酚处理的样品较对照组NDMA下降56.3%。对于腊肠中亚硝胺的形成及香辛料对其阻断作用中发现，八角和丁香的阻断效果与添加量呈现正相关的趋势，在加入为5%的八角萃取液时，对NDMA生成的抑制效应高达93%。邢必亮等在利用维生素E、维生素C、茶多酚等物质降低腌肉中NDMA的研究中同样印证了维生素及酚类对亚硝胺的阻断作用。3.3 亚硝胺分解的促进3.3.1 辐照降解辐照对亚硝胺具有一定的降解作用。胡继繁等研究发现,虾皮经60Co照射10和20kGy后，NDMA含量由54.

24、6kg/mg分别降至8.8kg/mg和1.9kgmg,抑制效应分别达83.9%和96.6%。目前辐照技术较多运用于食品的冷杀菌，而较少运用于亚硝胺的降解，其降解机理尚未清楚，因此利用辐照技术降低亚硝胺还有待研究。3.3.2 生物降解利用生物降解肉制品中的亚硝胺是目前的研究热点。刘法佳针对传统咸鱼筛选出植物乳杆菌、肠膜串珠菌、戊糖片球菌等3种菌株，可将亚硝胺的前体物亚硝酸盐的降解率在72h后分别达到96.2%、91.2%和85.6%,对亚硝胺的形成有明显抑制作用。李木子探讨了弯曲乳杆菌在整个发酵期间对风干肠中亚硝胺的降解作用，研究发现弯曲乳杆菌能有效降低NDEA、NDPA、亚硝基二苯胺(nitrosodiphenylamine,NdpHA)和NPlP的含量，且对NDPA的降解效果最好，在发酵9D后与对照组相比，NDPA降低了21.48%。4展望目前对肉制品中亚硝胺的控制已经进行了一定的研究，主要从阻来源、促去路2方面进行。阻来源主要包括减少前提物的摄入及应用阻断剂阻断亚硝胺合成2方面。促去路包括辐照降解和生物降解两种。目前研究主要集中在应用植物中天然成分阻断亚硝胺的合成，而对亚硝胺分解的促进研究较少。辐照降解及微生物降解较天然阻断剂而言成本更为低廉，可以加强此方面的研究。此外，还可以利用多种方法相结合来减少亚硝胺含量。