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

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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%。2.2 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