抗氧化劑對油炸肉制品品質(zhì)及雜環(huán)胺形成的影響

李明楊，陳勝慧子，牛希躍，許 倩，任曉鏷,*，彭增起

（1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，南疆特色農(nóng)產(chǎn)品深加工兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

油炸是一種常見的肉制品加工方法，在我國肉制品加工領(lǐng)域占有重要地位，其制備過程快速便捷，能賦予產(chǎn)品誘人的表面色澤和令人愉悅的香味而廣受消費(fèi)者喜愛。如今，隨著我國傳統(tǒng)肉類菜肴工業(yè)化進(jìn)程的深入，油炸肉制品逐漸成為日常飲食不可或缺的一部分。然而在高溫油炸過程中，隨著加熱溫度和加熱時(shí)間的延長，肌肉組織內(nèi)一系列的物理化學(xué)變化會導(dǎo)致肉制品品質(zhì)的劣化，同時(shí)伴隨著雜環(huán)胺（heterocyclic amines，HAs）等致癌致畸類化合物的生成。在熱加工肉制品中添加一些外源抗氧化劑被認(rèn)為是有效改善肉制品品質(zhì)和控制HAs形成的有效措施之一[1-2]。GB 2760—2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定允許添加至油炸肉制品的抗氧化劑共有8 種，分別為茶多酚（tea polyphenols，TP）（以兒茶素計(jì)）、甘草提取物（glycyrrhiza extract，GE）（以甘草酸計(jì)）、迷迭香提取物（包括迷迭香酸（rosmarinci acid，RA）和鼠尾草酸（carnosic acid，CA））、山梨酸及其鉀鹽（potassium sorbate，PS）（以山梨酸計(jì)）、植酸/植酸鈉（phytic acid，PA）、竹葉提取物（extract of bamboo leaves，BL）及茶黃素（theaflavins，TF）[3]。

對于不同種類的抗氧化劑，不同的學(xué)者得出其對油炸肉制品品質(zhì)及HAs形成的影響有一定差異。多位學(xué)者研究證實(shí)主要成分為兒茶素的綠茶提取物能夠有效抑制熱加工肉制品中HAs的形成[4-6]，Haskaraca等[7]則指出綠茶提取物對炸雞腿和炸雞翅中HAs的形成無顯著影響，而Awney[8]卻發(fā)現(xiàn)低濃度的綠茶提取物可能由于其促氧化作用而誘導(dǎo)HAs的形成。另外，有研究指出，迷迭香提取物對牛肉餅中2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,8-dimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，8-MeIQx）的抑制率高達(dá)92%，對2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]-pyridine，PhIP）的抑制率為85%，提取物中的抗氧化活性成分，例如鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酚和迷迭香酸等具有活性鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)，能夠有效清除陽離子自由基，進(jìn)而起到對2 種HAs有效的抑制活性[9]。對于我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許添加至油炸肉制品中的8 種抗氧化劑，由于其不同的抗氧化活性，對油炸肉制品中HAs的形成有不同影響，但截至目前鮮見關(guān)于其對不同油炸肉制品品質(zhì)及HAs形成影響的系統(tǒng)報(bào)道。本研究全面系統(tǒng)分析8 種抗氧化劑在GB 2760—2014允許最大添加量條件下對炸雞肉餅、炸牛肉餅和炸豬肉餅品質(zhì)的影響，旨在為油炸肉制品的生產(chǎn)加工提供理論指導(dǎo)，為這些抗氧化劑在實(shí)際生產(chǎn)生活中更廣泛的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬肉里脊、牛肉里脊和雞胸肉 市購；實(shí)驗(yàn)所用8 種抗氧化劑均為GB 2760—2014規(guī)定允許添加至油炸肉制品中使用的種類：TF、BL 南通飛宇生物科技有限公司；兒茶素、甘草酸、RA、CA、植酸鈉、PS（純度＞90%） 上海源葉生物科技有限公司；12 種HAs標(biāo)準(zhǔn)品：2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹啉（2-amino-3-methyl-imidazo[4,5-f]-quinoline，IQ）、2-氨基-3,4-二甲基咪唑并[4,5-f]喹啉（2-amino-3,4-dimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoline，MeIQ）、8-MeIQx、2-氨基-3,4,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,4,8-trimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，4,8-DiMeIQx）、2-氨基-3,7,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,7,8-trimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，7,8-DiMeIQx）、9H-吡啶并[3,4-b]吲哚（9H-pyrido[3,4-b]indole，Norharman）、1-甲基-9H-吡啶并[3,4-b]吲哚（1-methyl-9H-pyrido[3,4-b]indole，Harman）、PhIP、3-氨基-1-甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚（3-amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b]indole，Trp-P-2）、3-氨基-1,4-二甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚（3-amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido[4,3-b]-indole，Trp-P-1）、2-氨基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚（2-amino-9H-pyrido[2,3-b]indole，AαC）和2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚（2-amino-3-methyl-9H-pyrido[2,3-b]indole，MeAαC） 加拿大Toronto Research Chemicals試劑公司；Oasis MCX（60 mg，3 mL）固相萃取小柱 美國Waters公司；硅藻土 德國Merck公司；甲醇（色譜純） 美國Tedia試劑公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

1290 Infinity超高效液相色譜系統(tǒng) 美國安捷倫公司；TS8絞肉機(jī) 意大利FAMA工業(yè)公司；EF101-V油炸鍋常州國華電器有限公司；CR-400色度儀 日本Konica Minolta公司；LGJ-10C冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠；ME104E電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；PHB-4便攜式pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；T25高速勻漿機(jī) 德國IKA集團(tuán)；C-LM3型嫩度儀 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院；Allegra 64R臺式高速冷凍離心機(jī) 美國貝克曼庫爾特有限公司；TA XT Plus物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司；ZGDCY-12干式氮吹儀 上海梓桂儀器有限公司；SBEQ-CR1012型固相萃取裝置 德國CNW公司。

1.3 方法

1.3.1 炸肉餅的制備

將原料肉清洗干凈，去除表面的脂肪和筋膜層，用絞肉機(jī)絞碎后分組，參照GB 2760—2014規(guī)定允許使用的最大添加量分別添加8 種不同抗氧化劑，其中TP、TF、RA、CA的添加量為0.3 g/kg，BL添加量為0.5 g/kg，GE和PA添加量為0.2 g/kg，PS添加量為0.075 g/kg，未添加外源物質(zhì)的處理組設(shè)置為對照組（CK），充分混合均勻后置于4 ℃平衡4 h；稱取平衡后的原料肉20.0 g，采用培養(yǎng)皿（直徑6.0 cm，深度1.5 cm）定型后置于油炸鍋中進(jìn)行油炸處理，200 ℃油炸4 min；油炸后的樣品冷卻至室溫，稱質(zhì)量計(jì)算油炸損失率，測定色差值，測定HAs含量的樣品切成小塊后置于冷凍干燥機(jī)凍干處理，其他樣品真空包裝后置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 水分含量

參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》直接干燥法測定。

1.3.3 油炸損失率

通過準(zhǔn)確稱取不同處理組樣品油炸前后質(zhì)量的變化，按下式計(jì)算：

1.3.4 pH值

采用便攜式pH計(jì)進(jìn)行測定，參照GB 5009.237—2016《食品pH值的測定》，稱取0.5 g肉樣，置于5 mL 0.1 mol/L氯化鉀溶液中勻漿，10 000 r/min勻漿2 min，測定勻漿液的pH值。

1.3.5 色差值

采用便攜式色差儀測定不同處理組樣品表面的色差值，分別記錄不同處理組油炸樣品的亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）。每個(gè)樣品測定5 個(gè)位點(diǎn)，結(jié)果取平均值。

1.3.6 剪切力

采用嫩度儀測定不同處理組油炸肉制品的嫩度，具體為：油炸后的樣品用雙面刀取1 cm×1 cm×2 cm的長條形樣品，用嫩度儀沿垂直方向進(jìn)行橫切，每個(gè)處理組測定8～10 個(gè)樣品，記錄剪切力值，計(jì)算平均值。

1.3.7 質(zhì)構(gòu)特性

采用物性測試儀對炸肉餅進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，結(jié)果選取硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性、回復(fù)性6 個(gè)指標(biāo)評價(jià)。將各組樣品切成1 cm×1 cm×1 cm的正方體樣品，參照Zeng Maomao等[10]的方法進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，質(zhì)構(gòu)分析條件：探頭P/50，測試前速率3.0 mm/s，測試速率2.0 mm/s，測試后速率3.0 mm/s，壓縮比為50%，2 次壓縮時(shí)間間隔為5.0 s。

1.3.8 HAs提取及含量測定

參照李明楊等[11]的方法。提取收集的洗脫液氮吹后用甲醇復(fù)溶，采用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)行鑒定和定量分析。

色譜條件：Acquity UPLC BEH C18色譜柱（2.1 mm×100 mm，1.7 μm）；采用二元流動相梯度洗脫，流動相A為10 mmol/L pH 6.8乙酸銨，流動相B為100%乙腈；洗脫梯度：0.1 min，90% A，10% B；0.1～18 min，90%～70% A，10%～30% B；18～20 min，70%～0% A，30%～100% B；20～20.1 min，0%～90% A，100%～10% B；流速0.3 μL/min，柱溫35 ℃，進(jìn)樣量2 μL。

質(zhì)譜條件：電噴霧離子源（electrospray ionization，ESI），正離子模式；毛細(xì)管電壓3.5 kV；離子源溫度120 ℃；脫溶劑氣溫度400 ℃；使用Masslynx 4.1進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，ANOVA和Duncan多重比較用于評價(jià)不同處理組之間的差異，P＜0.05，差異顯著；所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次，結(jié)果以計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗氧化劑對炸肉餅水分含量的影響

如圖1所示，油炸處理后3 種肉制品中的水分含量有一定差異，其中炸雞肉餅的水分含量相對較高，而炸牛肉餅的水分含量則較低；添加8 種不同抗氧化劑后，其對3 種炸肉餅的水分含量影響不同。對于炸雞肉餅，水分含量相對最高的是BL處理組，而相對最低的是CA處理組，并且前者的水分含量顯著高于后者（P＜0.05），將各處理組按水分含量從高到低排序：BL＞RA＞PA＞PS＞GE＞TF＞CK＞TP＞CA。對于炸牛肉餅處理組，PA處理組的水分含量顯著高于除CA和BL以外的所有處理組（P＜0.05），而GE處理組的水分含量則顯著最低（P＜0.05），各處理組按水分含量從高到低排序：PA＞CA＞BL＞PS＞RA＞TP＞TF＞CK＞GE。對于炸豬肉餅，CK和TF處理組的水分含量顯著低于其他各處理組（P＜0.05），其次為TP處理組，也顯著低于剩余各處理組（P＜0.05），而剩余各組的水分含量無顯著差異（P＞0.05），各處理組按水分含量從高到低排序：PA＞RA＞BL＞PS＞GE＞CA＞TP＞CK＞TF。從上述結(jié)果可以看出，在選擇的8 種抗氧化劑中，PA、BL、RA和PS具有較好保持油炸肉制品水分含量的能力，而其他各種抗氧化劑對不同種類的肉制品所表現(xiàn)出的保持水分含量能力各不相同。

圖1 添加不同抗氧化劑對炸肉餅水分含量的影響Fig. 1 Effects of different antioxidants on moisture contents of deep-fat fried meat patties

2.2 抗氧化劑對炸肉餅油炸損失率的影響

如圖2所示，牛肉餅在油炸過程中的油炸損失率比雞肉餅和豬肉餅高，并且所添加的8 種抗氧化劑對不同種類炸肉餅油炸損失率的影響有一定差異。對于炸雞肉餅，其損失率介于49.11%～52.79%之間，與CK組相比，TP、BL、PA和PS均顯著降低其油炸損失率（P＜0.05），其中降低效果相對最好的是BL，而添加其他4 種抗氧化劑對炸雞肉餅的油炸損失率無顯著影響（P＞0.05）。各處理組按油炸損失率從高到低排序：CA＞CK＞RA＞TF＞GE＞PS＞PA＞TP＞BL。對于炸牛肉餅，其油炸損失率介于55.73%～62.71%之間，GE處理組的油炸損失率顯著最高（P＜0.05），CA處理組則相對最低，其余各組之間差異均不顯著（P＞0.05），按油炸損失率從高到低排序：GE＞BL＞RA＞TF＞PS＞CK＞TP＞PA＞CA。對于炸豬肉餅，其油炸損失率為49.14%～52.14%，其中RA和CA處理組的油炸損失率顯著低于CK組（P＜0.05），其他各組與CK組之間的差異不顯著（P＞0.05），按油炸損失率從高到低排序：TF＞CK＞TP＞PA＞BL＞PS＞GE＞CA＞RA。上述結(jié)果表明，BL對降低炸雞肉餅的油炸損失率較為有效，而CA則能有效降低炸牛肉餅和炸豬肉餅的油炸損失率，表明不同抗氧化劑在不同種類油炸肉制品中具有不同作用效果。

圖2 添加不同抗氧化劑對炸肉餅油炸損失率的影響Fig. 2 Effects of different antioxidants on cooking loss of deep-fat fried meat patties

2.3 抗氧化劑對炸肉餅pH值的影響

從圖3可以看出，不同種類油炸肉制品的pH值有一定差異，其中炸雞肉餅的pH值介于6.08～6.25之間，炸牛肉餅的pH值介于6.11～6.20之間，炸豬肉餅的pH值介于5.95～6.01之間，這與Raza等[12]報(bào)道的正常情況下肉制品的pH值在5.2～7.0之間一致；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同種類抗氧化劑的添加對油炸肉制品的pH值也有較大影響。對于炸雞肉餅，與CK相比，PA的添加顯著增加了炸雞肉餅的pH值（P＜0.05），而TP、TF、BL、GE和CA的添加則顯著降低了炸雞肉餅的pH值（P＜0.05），PS和RA則對其pH值無顯著影響（P＞0.05）；對于炸牛肉餅，除CA顯著增加炸牛肉餅的pH值（P＜0.05）外，其他7 種抗氧化劑對炸牛肉餅的pH值均無顯著影響（P＞0.05）；炸豬肉餅中，8 種抗氧化劑的添加均顯著增加其pH值（P＜0.05），其中TP處理組的pH值相對最高（P＜0.05）。從以上結(jié)果可以看出，CA的添加對3 種油炸肉制品的pH值均有顯著影響，但是對不同種類的肉制品影響不同，其他抗氧化劑對不同種類油炸肉制品的影響各不相同。

圖3 添加不同抗氧化劑對炸肉餅pH值的影響Fig. 3 Effects of different antioxidants on pH of deep-fat fried meat patties

2.4 抗氧化劑對炸肉餅色差值的影響

如圖4所示，不同抗氧化劑對3 種炸肉餅的L*、a*和b*值影響不同。對于炸雞肉餅，與CK相比，TP、CA和PS的添加對炸雞肉餅的L*值無顯著影響（P＞0.05），TF和BL的添加顯著降低了炸雞肉餅的L*值（P＜0.05），而GE、RA和PA的添加則使炸雞肉餅的L*值顯著增加（P＜0.05）；TF和BL的添加顯著增加炸雞肉餅的a*值（P＜0.05），其余6 種抗氧化劑的添加則對炸雞肉餅的a*值無顯著影響（P＞0.05）；TF和RA能顯著降低炸雞肉餅的b*值（P＜0.05），BL則使其b*值顯著增高（P＜0.05），而其余5 種抗氧化劑對炸雞肉餅的b*值無顯著影響（P＞0.05）。對于炸牛肉餅，整體而言，8 種抗氧化劑的添加對炸牛肉餅色差值的影響不大，除TP顯著降低了炸牛肉餅的a*值和b*值（P＜0.05），TF顯著降低a*值（P＜0.05）外，其他各處理組與CK組之間均無顯著差異（P＞0.05）。對于炸豬肉餅，與CK組相比，TP、GE、RA、CA、PA和PS均使炸豬肉餅的L*值顯著增加（P＜0.05），TF則顯著降低其L*值（P＜0.05），BL的添加對L*值的影響不顯著（P＞0.05）；TP和TF顯著降低了炸豬肉餅的a*值（P＜0.05），其余6 種抗氧化劑對a*值無顯著影響（P＞0.05）；TF能夠顯著降低炸豬肉餅的b*值（P＜0.05），但RA和CA的添加則使b*值顯著增加（P＜0.05），其余各組與CK組差異不顯著（P＞0.05）。

圖4 添加不同抗氧化劑對炸肉餅色差值的影響Fig. 4 Effects of different antioxidants on the color of deep-fat fried meat patties

2.5 抗氧化劑對炸肉餅剪切力的影響

如圖5所示，不同種類抗氧化劑對油炸肉制品的嫩度表現(xiàn)出不同改善作用。對于炸雞肉餅，除TP處理組的剪切力與CK組無顯著差異（P＞0.05）外，其他7 種抗氧化劑的添加均顯著降低了炸雞肉餅的剪切力（P＜0.05），其中添加PS處理組的剪切力顯著最低（P＜0.05），比CK組的剪切力降低27%，其次為BL處理組（降低17%），按剪切力從高到低排序：CK＞TP＞TF＞CA＞RA＞GE＞PA＞BL＞PS。對于炸牛肉餅，GE的添加對炸牛肉餅剪切力無顯著影響（P＞0.05），其他7 種抗氧化劑均顯著降低炸牛肉餅的剪切力（P＜0.05），但這7 種抗氧化劑之間無顯著差異（P＞0.05），按剪切力從高到低排序：CK＞GE＞TF＞PS＞PA＞BL＞RA＞CA＞TP。對于炸豬肉餅，PA對炸牛肉餅剪切力無顯著影響（P＞0.05），剩余7 種抗氧化劑均顯著降低炸牛肉餅的剪切力（P＜0.05），但相互之間無顯著差異（P＞0.05），并且PA處理組的剪切力與這7 組之間差異不顯著（P＞0.05），按剪切力從高到低排序：CK＞PA＞RA＞PS＞TP＞BL＞GE＞TF＞CA。從上述結(jié)果可以看出，除個(gè)別處理組外，抗氧化劑的添加均能夠顯著降低炸肉餅的剪切力，有效改善其嫩度。

圖5 添加不同抗氧化劑對炸肉餅剪切力的影響Fig. 5 Effects of different antioxidants on the shear force of fried meat patties

2.6 抗氧化劑對炸肉餅質(zhì)構(gòu)特性的影響

由圖6可知，所選8 種抗氧化劑對炸肉餅質(zhì)構(gòu)特性不同評價(jià)指標(biāo)的影響不同。對于炸雞肉餅，相比于CK組，TP、BL、GE、RA、PA和PS的添加均顯著降低炸雞肉餅的硬度（P＜0.05），而CA則顯著增加其硬度（P＜0.05）；所選8 種抗氧化劑的添加對炸雞肉餅的彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性均無顯著影響（P＞0.05）；TF、GE、CA和PA均顯著增加炸雞肉餅的膠著性和咀嚼性（P＜0.05），其他處理組與CK組無顯著差異（P＞0.05）。對于炸牛肉餅，抗氧化劑的添加對其質(zhì)構(gòu)特性影響較小，與CK組相比，8 種抗氧化劑的添加對炸牛肉餅的硬度、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性均無顯著影響（P＞0.05）；TP和PA顯著降低其彈性（P＜0.05）；CA顯著降低其膠著性（P＜0.05）；其他處理組與CK組無顯著差異（P＞0.05）。對于炸豬肉餅，抗氧化劑的添加對其質(zhì)構(gòu)特性影響較大，與CK組相比，添加8 種抗氧化劑處理組的硬度、彈性、膠著性和咀嚼性均顯著降低（P＜0.05），其中BL處理組的硬度相對最低，比CK組降低47%，CA組的膠著性和咀嚼性均為相對最低，比CK組分別降低58%和60%；TP和CA的添加顯著降低了炸豬肉餅的內(nèi)聚性（P＜0.05）；而PA和PS則使炸豬肉餅的回復(fù)性顯著增加（P＜0.05）?？傮w而言，8 種抗氧化劑的添加對油炸肉制品有不同程度的影響，其中對炸豬肉餅的影響較大，而對炸牛肉餅的影響相對較小。

圖6 添加不同抗氧化劑對炸肉餅質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig. 6 Effects of different antioxidants on texture characteristics of deep-fat fried meat patties

2.7 抗氧化劑對炸肉餅HAs形成的影響

油炸肉制品中HAs的提取及定量分析參照李明楊等[11]的方法進(jìn)行，該方法已廣泛應(yīng)用于HAs的相關(guān)研究。如表1所示，回收率介于53%～108%之間，檢出限（limit of detection，LOD）和定量限（limit of quantitation，LOQ）介于0.013～0.371 ng/g之間，這與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果一致[10,13-14]。在12 種HAs標(biāo)準(zhǔn)品中（表2），炸雞肉餅中檢測出PhIP、8-MeIQx、Harman和Norharman 4種HAs，而在炸牛肉餅和炸豬肉餅中檢測出PhIP、8-MeIQx、4,8-DiMeIQx、Harman和Norharman 5種HAs，這與多位學(xué)者所報(bào)道的PhIP、8-MeIQx、Harman和Norharman等是肉制品日常烹飪過程中最常見HAs的結(jié)論保持一致[15-16]。不同種類炸肉餅中HAs的含量有較大差異，在CK組中，Harman是炸雞肉餅中含量最高的HA，占總HAs的66%，其次為8-MeIQx，占總HAs的18%；而Norharman是炸牛肉餅和炸豬肉餅中含量最高的HA，分別占其總HAs的45%和29%，Harman和PhIP分別是2 種肉餅中含量第2高的HA，分別占HAs總量的23%和24%，這可能與不同原料肉中HAs前體物質(zhì)的種類及含量密切相關(guān)[17]。

表1 12 種HAs標(biāo)準(zhǔn)品的定量分析特征Table 1 Figures of merit for quantitative analysis of 12 HA standard solutions

如表2所示，不同種類的抗氧化劑對不同HAs形成的影響有較大差異。對于炸雞肉餅，8 種抗氧化劑的添加均顯著抑制PhIP和8-MeIQx的形成（P＜0.05），其中PS對PhIP的抑制率相對最高（48%），其次為CA（43%）、PA（43%）、RA（40%）和BL（40%），這5 個(gè)處理組之間無顯著差異（P＞0.05）；CA表現(xiàn)出對8-MeIQx相對最高的抑制率（56%），顯著高于GE（31%）（P＜0.05），但與其他6 種抗氧化劑無顯著差異（P＞0.05）；CA和PA對炸雞肉餅中Harman和Norharman的形成有顯著抑制作用（P＜0.05），而其他6 種抗氧化劑對這2 種HAs均無顯著影響（P＞0.05）；PA、CA和PS顯著降低炸雞肉餅中總HAs的含量（P＜0.05），抑制率分別為35%、32%和13%，而其他抗氧化劑對總HAs無顯著影響（P＞0.05）。對于炸牛肉餅，8 種抗氧化劑的添加顯著抑制PhIP、8-MeIQx和4,8-DiMeIQx的形成（P＜0.05），最高抑制率為79%（TF抑制4,8-DiMeIQx處理組），CA對PhIP的抑制效果相對最佳，其抑制率（64%）顯著高于其他各組（P＜0.05），而對于8-MeIQx，CA和BL的抑制效果顯著優(yōu)于其他6 組（P＜0.05）；所添加8 種抗氧化劑對Harman無顯著影響（P＞0.05），TP和TF顯著促進(jìn)Norharman的形成（P＜0.05），其他6 種抗氧化劑則對Norharman的形成無顯著影響（P＞0.05）；CA、BL和PS顯著抑制炸牛肉餅中總HAs的形成（P＜0.05）。炸豬肉餅中，除TF處理組外，其他7 種抗氧化劑均能夠顯著抑制PhIP的形成（P＜0.05），其中BL表現(xiàn)出相對最強(qiáng)的抑制活性（抑制率為64%），其次為CA處理組（52%）；8 種抗氧化劑均能夠顯著抑制8-MeIQx和4,8-DiMeIQx的形成（P＜0.05），對8-MeIQx的抑制率介于71%～80%之間，并且各處理組之間無顯著差異（P＞0.05），而BL、TP和PA對4,8-DiMeIQx表現(xiàn)出相對更好的抑制活性，抑制率分別為83%、81%和77%，顯著高于其他5 組（P＜0.05）；8 種抗氧化劑對Harman和Norharman的形成均無顯著影響（P＞0.05），但對炸豬肉餅中總HAs的含量卻顯著降低（P＜0.05），其中BL對總HAs表現(xiàn)出相對最佳的抑制效果，抑制率為49%，顯著高于其他各組（P＜0.05），其次為TP和PA處理組，抑制率分別為41%和40%?？傮w而言，不同抗氧化劑對3 種炸肉餅中不同種類的HAs所表現(xiàn)出的抑制活性有一定差異，其中BL、CA、PA、TP、RA及PS對油炸肉制品中HAs的形成表現(xiàn)出更優(yōu)的抑制活性。

表2 抗氧化劑對3 種炸肉餅HAs形成的影響Table 2 Effects of different antioxidants on the formation of HAs in deep-fat fried meat patties from three animal species ng/g

3 討 論

熱加工肉制品中添加一些具有抗氧化活性的食品添加劑以改善肉制品品質(zhì)是近年來的研究熱點(diǎn)，尤其是一些富含多酚化合物的天然植物提取物，由于其良好的自由基清除活性和金屬離子螯合作用，能夠有效抑制蛋白質(zhì)和脂肪氧化產(chǎn)物的形成，減少HAs等致癌致畸化合物的產(chǎn)生[18-19]，進(jìn)而改善肉制品的食用品質(zhì)。本研究所選的8 種食品添加劑，均具有良好的抗氧化活性，其中TP、TF、RA和CA均為多酚類及其衍生物，BL和GE中富含多種多酚類化合物，包括異葒草素、葒草素、異牡荊素、牡荊素和苜蓿素等以及甘草素、甘草苷、異甘草素、異甘草苷等。國內(nèi)外多位學(xué)者對其改善肉制品品質(zhì)，尤其是抑制HAs形成進(jìn)行了研究。Zhang Yan等[15]發(fā)現(xiàn)，在炸豬肉餅中添加0.20 g/kg的BL、GE、TP和PA能夠有效抑制HAs的形成，其對MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP的抑制率分別為12.84%～36.40%、11.63%～30.31%和27.50%～58.58%，其中BL是最有效的抗氧化劑，這與本研究結(jié)果保持一致。本研究中4 種抗氧化劑表現(xiàn)出更強(qiáng)抑制HAs形成的活性可能是由于所添加的抗氧化劑濃度更高所致。也有學(xué)者研究指出，BL對PhIP在炸豬肉和化學(xué)模型體系中均表現(xiàn)出有效的抑制活性，并且其抑制活性具有濃度依賴性，其對HAs的抑制活性與提取物中多酚化合物良好的自由基清除能力具有高度的相關(guān)性[20]。Gibis等[16]從油炸牛肉餅中共檢測出4 種HAs，分別為PhIP、MeIQx、Harman和Norharman，添加1.5 g/kg迷迭香提取物對MeIQx的抑制率為57%，對PhIP的抑制率高達(dá)90%，但卻顯著促進(jìn)了Harman和Norharman的形成。也有多位學(xué)者得出一些抗氧化活性提取物的添加對Harman和Norharman的形成有一定的促進(jìn)作用或沒有影響[10-11,14]，這可能與這2 種輔助致突物的形成機(jī)制密切相關(guān)，其形成不受原料肉中的肌酸或肌酐含量的影響，主要來自于一些氨基酸，例如色氨酸的熱降解，葡萄糖是其形成的促進(jìn)劑[21]。這可能也是本研究中8 種抗氧化劑對Harman和Norharman的形成無顯著影響甚至還在一定程度上具有促進(jìn)作用的原因。

熱加工肉制品中HAs的形成與肉制品的品質(zhì)指標(biāo)也密切相關(guān)。有學(xué)者報(bào)道指出，肉制品的水分含量及熱加工過程中的烹飪損失率對HAs的形成有重要影響，在熱加工過程中，水分能夠作為反應(yīng)和物質(zhì)傳輸?shù)慕橘|(zhì)參與到各種化學(xué)反應(yīng)中，肉中HAs形成的前體物質(zhì)包括肌酸/肌酐、游離氨基酸、葡萄糖等，能夠從肉的內(nèi)部遷移到溫度更高的表面，進(jìn)而在外界高溫的條件下形成大量的HAs[22]，因此一般而言，肉制品的烹飪損失率越高，產(chǎn)生的HAs越多[23-24]，可以通過增加肉制品中的水分含量或減少熱加工過程中的水分損失而達(dá)到減少HAs的形成[25-26]。在本研究中，BL和CA是相對最有效的降低肉餅油炸損失率的食品添加劑，而這兩者對HAs的形成也表現(xiàn)出相對最優(yōu)的抑制活性。對本研究炸肉餅中HAs與其品質(zhì)指標(biāo)的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，在炸牛肉餅和炸豬肉餅中，PhIP和8-MeIQx的含量與炸肉餅的水分含量呈顯著負(fù)相關(guān)（r為-0.570、-0.799和-0.604，P＜0.05），而與其蒸煮損失率呈顯著正相關(guān)（r為0.437和0.438，P＜0.05）。Aaslyng等[27]指出肉制品中HAs含量與肉表面的顏色有關(guān)，肉的表面顏色越暗（L*值越低），HAs含量越高；Bula等[28]也得出結(jié)論，肉制品中HAs的形成與其色差值密切相關(guān)，尤其是與b*值呈顯著相關(guān)，b*值越高，HAs含量越低。在本研究中，BL和CA處理組炸雞肉餅和炸豬肉餅的b*值均顯著高于CK組，而其對HAs的形成也表現(xiàn)出有效的抑制活性。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果也表明，炸豬肉餅中的PhIP含量與其b*值呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.474，P＜0.05）。原料肉的種類也對HAs的形成有重要影響，本研究結(jié)果顯示，CK組中炸牛肉餅的HAs含量相對最高，而炸雞肉餅則相對最低，這可能是由于牛肉中的金屬離子尤其是鐵離子含量顯著高于雞肉，豬肉處于二者中間。鐵離子是一種促氧劑，高溫條件下能夠通過與羥基和過氧化氫自由基發(fā)生反應(yīng)加速氧化進(jìn)程，進(jìn)而促進(jìn)HAs的形成[29]。另外，牛肉中的肌酸含量高于雞肉，這也是牛肉中HAs含量更高的可能原因[30]。

對于不同抗氧化劑抑制熱加工肉制品中HAs形成的可能機(jī)制，目前主要集中于2 個(gè)假說：一是抗氧化劑能夠通過清除反應(yīng)體系中的自由基而抑制HAs的形成，二是一些抗氧化劑能夠通過捕獲反應(yīng)體系中的活性羰基化合物形成加合物進(jìn)而中斷HAs的形成通路而抑制其形成。Kato等[31]指出在化學(xué)模型和加熱的鰹魚肉中添加丁基羥基茴香醚（butylated hydroxyanisole，BHA）、芝麻酚和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）等抗氧化劑能夠顯著抑制吡嗪陽離子自由基和碳中心自由基的電子自旋共振信號強(qiáng)度，并檢測到HAs生成量的顯著降低，指出這2 種自由基可能與HAs的形成有密切關(guān)系。Kikugawa等[32]通過向葡萄糖/甘氨酸模型體系中添加BHA、丁基羥基甲苯、含巰基化合物以及不飽和脂肪酸等抗氧化劑，進(jìn)一步證實(shí)美拉德反應(yīng)初始階段生成的吡嗪陽離子自由基可能是反應(yīng)中HAs形成的關(guān)鍵中間產(chǎn)物。Yu Chundi[33]和Shao Zeping[34]等則發(fā)現(xiàn)在化學(xué)模型體系中，烷氧基自由基參與了MeIQx、7,8-DiMeIQx和PhIP的形成過程，抗氧化劑對3 種HAs形成的抑制活性與其對烷氧基自由基的清除能力有一定關(guān)系。除了通過清除自由基抑制HAs的形成外，一些多酚類抗氧化劑能夠與HAs形成的一些關(guān)鍵中間產(chǎn)物化合物形成加合物進(jìn)而起到抑制HAs的形成。Cheng Kawing等[35]研究發(fā)現(xiàn)，柚皮素能夠與苯乙醛經(jīng)過脫去一分子水而形成苯乙醛-柚皮素加合物，進(jìn)而抑制模型體系中PhIP的形成，從而提出了一種不同于自由基清除機(jī)制的抑制HAs形成的作用機(jī)制。隨后，EGCG、芹菜素、木犀草素、山柰酚、槲皮素、異鼠李素、高車前素等多酚類抗氧化劑均被發(fā)現(xiàn)能夠通過與苯乙醛形成加合物而抑制PhIP的形成[36-39]。這表明除清除自由基機(jī)制以外，抗氧化劑也能夠通過捕獲反應(yīng)過程中的活性羰基化合物進(jìn)而達(dá)到抑制HAs的形成。在本研究中，所選8 種抗氧化劑多為多酚類及其衍生物型抗氧化劑，其可能通過清除自由基機(jī)制或形成加合物機(jī)制而達(dá)到抑制HAs的形成，也可能是2 種機(jī)制共同作用的結(jié)果。

4 結(jié) 論

所選8 種抗氧化劑對3 種油炸肉制品表現(xiàn)出不同程度改善其食用品質(zhì)及降低HAs形成的作用，其中BL及CA等抗氧化劑表現(xiàn)出較好的保持炸肉餅水分能力，有效改善其嫩度及質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)，顯著抑制油炸過程中HAs的形成，具有良好的應(yīng)用于油炸肉制品生產(chǎn)加工的潛力。