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杂环胺(Heterocyclic Amines,HAs)是在高温烹调富含肌肉的食物中,由于葡萄糖、肌酸和氨基酸等反应生成的一类具有致突变性和致癌性的多环芳香族化合物。由于肉制品富含蛋白质,因此杂环胺可能以与蛋白结合的状态存在,然而目前对于杂环胺的研究都是基于游离态。因此,本论文以烤牛肉饼为对象,采用超高效液相色谱串联三重四极杆质谱技术(UPLC-MS/MS)建立了17种HAs的定性定量分析方法并结合主成分分析法(PCA)进行研究,考察了不同结合状态(游离态与结合态)杂环胺的生成规律,并研究了不同添加量的香辛料(辣椒、花椒和黑胡椒)及其特征酰胺类化合物(辣椒素、花椒麻素和胡椒碱)对不同结合状态杂环胺的影响。进一步采用体外消化模型研究了杂环胺的消化规律,为杂环胺的生物毒性评价提供实验基础。研究了不同烘烤温度(150°C、175°C、200°C、225°C和250°C)对游离态与结合态杂环胺的影响。结果表明,温度越高,游离态杂环胺生成的种类越多(最多为10种),含量也越高(最高为37.32±1.26 ng/g)。结合态杂环胺在低温下生成的种类较少(仅6种),但含量却较高(2579.91±68.20 ng/g),并显著高于游离态杂环胺的含量(p<0.05),达到μg水平。MeAαC、AαC和Phe-P-1仅以结合态存在;IQx仅以游离态存在;Ph IP、MeIQx、4,8-DiMeIQx、MeIQ、DMIP、1,5,6-TMIP、Norharman和Harman以两种状态存在。考察了辣椒、花椒和黑胡椒及其特征酰胺类化合物辣椒素、花椒麻素和胡椒碱对不同结合状态杂环胺的影响。结果表明,3种香辛料对游离态DMIP、PhIP、MeIQx和4,8-DiMeIQx均有显著地抑制作用(p<0.05),抑制率在16%~100%之间;且对游离态杂环胺总量的抑制率在15%~51%之间。对结合态杂环胺而言,除了辣椒对IQ、IQ[4,5-b]和Me IQx有显著促进作用外(p<0.05),其余实验组均有不同程度的抑制作用,抑制率在8%~100%之间;且对结合态杂环胺总量的抑制率在23%~60%之间。3种酰胺类化合物对游离态DMIP、PhIP、MeIQx、4,8-DiMeIQx、Harman与结合态Me IQ、4,8-DiMe IQx、MeAαC、AαC、Harman、Norharman的抑制效果与香辛料对它们的影响基本相吻合,表明香辛料对它们的抑制作用可能与酰胺类化合物有关。体外消化模拟实验结果显示,随着温度的升高各类杂环胺的含量也显著增加(p<0.05),最高为79.80±3.02 ng/g。虽然消化前β-咔啉类杂环胺的总量达到了μg水平,但是消化后含量仅在8.18~24.82 ng/g之间,表明只有部分结合态β-咔啉类杂环胺游离出来。添加香辛料的牛肉饼经体外消化后,显示3种香辛料均可以使Me IQ、Me IQx、7,8-DiMeIQx、MeAαC、AαC、Norharman、Harman的含量及杂环胺总量与对照组相比明显降低,且0.5%辣椒组中杂环胺的总量最低,表明食用微辣程度的烤牛肉饼可以有效降低杂环胺的生成。添加酰胺类化合物的牛肉饼经体外消化后,显示3种酰胺类化合物均可以使大部分杂环胺的含量(除辣椒素对AαC和MeAαC外)及杂环胺的总量与对照组相比明显降低,并且其减少率明显优于香辛料,进一步证明香辛料对杂环胺的抑制作用与其含有的特征酰胺类化合物有关。因此,在肉制品加工过程中可通过添加适量的香辛料和促进其酰胺类化合物溶出的调味品(如料酒)来抑制杂环胺的生成。