脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品中4 類有害物質(zhì)形成影響的研究進(jìn)展

楊壹芳，余沁芯，肖子涵，王藝倫，劉雨萱，黃曉紅，楊 勇

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川 雅安 625000）

肉制品中富含蛋白質(zhì)、脂類、維生素和礦物質(zhì)，能為機(jī)體提供必需的營(yíng)養(yǎng)與能量，是人類飲食的重要組成部分[1]。但肉制品經(jīng)加工后可能含有對(duì)人體健康有害的成分，因此，肉制品的安全性問(wèn)題一直以來(lái)都備受關(guān)注。2015年，加工肉制品被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（International Agency for Research on Cancer，IARC）歸為第一類致癌物（最高風(fēng)險(xiǎn)的致癌物）。肉制品在生產(chǎn)過(guò)程中，由于微生物、酶、高溫等的作用，其化學(xué)成分不斷發(fā)生變化，產(chǎn)品獲得良好感官品質(zhì)的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生多種具有潛在毒性的物質(zhì)，如雜環(huán)胺（heterocyclic amines，HAs）、N-亞硝基化合物（N-nitroso compounds，NOCs）、晚期糖基化終末產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）及多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）等[2-3]，當(dāng)肉制品中這些危害物的含量達(dá)到一定水平時(shí)，便會(huì)危害消費(fèi)者的身體健康。HAs是一種多環(huán)芳香族化合物，主要由己糖和肌酸、肌酸酐、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)經(jīng)美拉德反應(yīng)或由蛋白質(zhì)、氨基酸裂解形成[4]。NOCs是指分子結(jié)構(gòu)中含有—N—N＝O且在其第2位N上有兩個(gè)取代基團(tuán)（烷基、芳基或酰胺基）的有機(jī)化合物，目前認(rèn)為NOCs的形成與亞硝化反應(yīng)緊密相關(guān)，即亞硝酸鹽、氮氧化物等亞硝化試劑與胺、酰胺類物質(zhì)能夠反應(yīng)生成NOCs[5]。AGEs常產(chǎn)生于美拉德反應(yīng)的最后階段，主要由蛋白質(zhì)、游離氨基酸、核酸等大分子物質(zhì)和還原糖經(jīng)復(fù)雜的反應(yīng)產(chǎn)生[6]。PAHs是指在化學(xué)結(jié)構(gòu)式中含有兩個(gè)以上苯環(huán)以稠環(huán)形式相連并不含任何雜原子和取代基的持久性有機(jī)污染物[7]，主要由蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等有機(jī)化合物發(fā)生熱裂解后生成[8]。在肉制品加工過(guò)程中，多種因素影響這些有害化合物的生成，現(xiàn)有研究表明，脂質(zhì)氧化是影響肉制品加工過(guò)程中HAs[9]、NOCs[10]、AGEs[11]及PAHs[12]形成與積累的重要因素。

在生產(chǎn)及貯藏過(guò)程中，肉制品會(huì)發(fā)生脂質(zhì)氧化。適宜的脂質(zhì)氧化能賦予肉制品良好的感官品質(zhì)；但過(guò)度的氧化不僅會(huì)產(chǎn)生哈敗味，降低產(chǎn)品風(fēng)味，甚至?xí)纬纱罅客{人體健康的有害產(chǎn)物[13]。脂質(zhì)氧化會(huì)產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，如氫過(guò)氧化物、活性羰基物質(zhì)及具有未配對(duì)電子的自由基，這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，可以與肉制品中其他成分發(fā)生反應(yīng)，影響或參與某些反應(yīng)途徑[14]。研究表明，脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的次級(jí)產(chǎn)物（如醛、酮等）能與肉制品中蛋白質(zhì)、氨基酸等化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，生成羰基衍生物、蛋白-蛋白復(fù)合物和蛋白-脂質(zhì)復(fù)合物[15]，同時(shí)影響蛋白質(zhì)氧化及降解、美拉德非酶褐變等反應(yīng)途徑[16-17]，而這些與HAs、NOCs、AGEs及PAHs的形成緊密相關(guān)。

脂質(zhì)氧化是伴隨肉制品中某些有害物質(zhì)生成的常見反應(yīng)，其氧化產(chǎn)物性質(zhì)也十分活潑，因此研究脂質(zhì)氧化與肉制品中常見有害衍生物生成的關(guān)系十分重要。本文綜述了肉制品中脂質(zhì)氧化的機(jī)制及氧化產(chǎn)物的反應(yīng)活性、脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品中常見4 類有害物質(zhì)形成的影響及相關(guān)控制措施，以期為通過(guò)控制脂質(zhì)氧化過(guò)程開發(fā)肉制品安全性生產(chǎn)工藝提供參考。

1 肉制品中脂質(zhì)氧化

脂質(zhì)氧化是影響肉制品品質(zhì)的主要因素之一，一方面能促進(jìn)產(chǎn)品良好風(fēng)味、色澤的形成，另一方面又能加速食品腐敗變質(zhì)，影響質(zhì)構(gòu)特性、色澤及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等。此外，脂質(zhì)氧化及其產(chǎn)物能造成蛋白質(zhì)及DNA的損傷，引起機(jī)體衰老和慢性疾病的發(fā)生。各種內(nèi)在特性和加工、運(yùn)輸、貯藏等過(guò)程都會(huì)使肉制品發(fā)生脂質(zhì)氧化反應(yīng)，因此肉制品中的脂質(zhì)氧化一直是研究熱點(diǎn)，關(guān)于其反應(yīng)途徑目前已有較為公認(rèn)的機(jī)制，其氧化產(chǎn)物也被認(rèn)為具有很高的反應(yīng)活性。

1.1 脂質(zhì)氧化的機(jī)制

脂質(zhì)氧化的方式主要有兩種：1）脂質(zhì)直接發(fā)生氧化產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)；2）脂質(zhì)首先降解成甘油、磷酸和游離脂肪酸后再發(fā)生氧化形成各種產(chǎn)物。研究已表明，肉制品中的脂質(zhì)氧化方式主要是第二種，而脂質(zhì)不經(jīng)降解直接發(fā)生氧化只占很小的一部分[18]。脂質(zhì)在脂肪酶、磷脂酶及微生物酶等的作用下被逐漸降解生成游離脂肪酸，然后再發(fā)生氧化，生成初級(jí)氧化產(chǎn)物ROOH后分解氧化形成醇、醛、酮、酸、烴類物質(zhì)、呋喃等化合物[19]。Huang Yechuan等[20]研究了傳統(tǒng)熏肉制品在低溫?zé)熝^(guò)程中脂質(zhì)降解和脂質(zhì)氧化的動(dòng)態(tài)變化及兩者的相關(guān)性，結(jié)果表明脂質(zhì)的氧化與降解反應(yīng)有很大的相關(guān)性且降解作用可促進(jìn)脂質(zhì)氧化反應(yīng)的進(jìn)行。韋友兵等[21]以薩拉米香腸為研究對(duì)象進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不飽和脂肪酸（除油酸和鱈油酸外）的含量在發(fā)酵成熟過(guò)程中均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，并且該趨勢(shì)與脂質(zhì)氧化（過(guò)氧化值、硫代巴比妥酸值）的變化趨勢(shì)相同，即薩拉米香腸發(fā)酵成熟過(guò)程中脂質(zhì)水解及氧化的發(fā)生是同步的?？梢?，肉制品中脂質(zhì)的氧化與降解反應(yīng)密切相關(guān)。

食品中脂類物質(zhì)的氧化情況十分復(fù)雜，主要可分為酶促氧化和非酶氧化（包括自動(dòng)氧化和光氧化）兩種方式。酶促氧化是指由酶引起的脂質(zhì)氧化，而非酶氧化主要是在光和金屬離子作用下發(fā)生的氧化。在肉制品加工處理中常常是多種氧化反應(yīng)同時(shí)發(fā)生并相互影響，其中主要的反應(yīng)機(jī)制是自動(dòng)氧化。脂質(zhì)自動(dòng)氧化是不飽和脂肪酸在誘變劑的作用下和氧發(fā)生的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，包括鏈啟動(dòng)、鏈延伸和鏈終止3 個(gè)階段。1）鏈啟動(dòng)階段：脂類（RH）在肌肉中呼吸代謝作用產(chǎn)生的活性氧和自由基等誘發(fā)劑的作用下，脫去氫離子（H+）生成烷基自由基（R·）（式（1））。2）鏈延伸階段：R·與三線態(tài)氧（3O2）反應(yīng)形成過(guò)氧化脂質(zhì)自由基（ROO·），ROO·十分活潑，能與附近的脂肪酸發(fā)生反應(yīng)并奪取其一個(gè)H+，生成新的R·和初級(jí)氧化產(chǎn)物氫過(guò)氧化物（ROOH），從而形成自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。其中ROOH不穩(wěn)定，易裂解形成多種小分子物質(zhì)（式（2）～（4））。3）鏈終止階段：當(dāng)前兩個(gè)階段中形成的各種自由基相互間發(fā)生反應(yīng)，生成非自由基化合物時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止[22]（式（5）～（7））。

1.2 脂質(zhì)氧化的代謝產(chǎn)物及其反應(yīng)活性

脂質(zhì)氧化是一個(gè)十分復(fù)雜的反應(yīng)，其能產(chǎn)生大量的自由基，如·OOH、ROO·、·OH、RO·、O2-·等；此外，還會(huì)形成多種氧化代謝產(chǎn)物（如醛、酮、醇、烴及環(huán)氧類化合物等），具體的代表產(chǎn)物主要有己醛、丙醛、丙二醛、4-羥基-2-壬烯醛等[23]。脂質(zhì)氧化生成的自由基、部分羰基化合物具有很高的反應(yīng)活性，能與氨基酸反應(yīng)、促進(jìn)蛋白質(zhì)氧化及降解、影響肉色[24]及參與美拉德反應(yīng)等。

張培培[25]將不同氧化油脂分別與豬肉肌漿蛋白/肌原纖維蛋白混合建立反應(yīng)體系，研究脂質(zhì)氧化對(duì)蛋白質(zhì)氧化降解的影響，結(jié)果表明脂質(zhì)氧化能促進(jìn)蛋白羰基的形成、游離硫醇基的流失及肌原纖維蛋白的降解；隨后該學(xué)者以中式香腸為研究對(duì)象繼續(xù)探討了脂質(zhì)氧化對(duì)蛋白質(zhì)氧化降解的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬反應(yīng)體系結(jié)果基本一致。李靜[26]將不同氧化程度的脂肪加入四川香腸中研究其對(duì)香腸品質(zhì)的影響，結(jié)果表明脂質(zhì)氧化程度越高的香腸中能形成更高含量的非蛋白氮、游離氨基酸、羰基及二硫鍵，說(shuō)明脂質(zhì)氧化能促進(jìn)蛋白質(zhì)的氧化及降解。一般而言，脂質(zhì)氧化介導(dǎo)蛋白質(zhì)的氧化及降解主要有兩種方式：1）脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的活性氧自由基（如O2-·、·OOH、·OH等）攻擊蛋白質(zhì)的特定氨基酸側(cè)鏈或肽主鏈，引起蛋白質(zhì)發(fā)生氧化及降解[27]；2）脂質(zhì)氧化產(chǎn)物（如過(guò)氧化氫、己醛、丙二醛、壬醛、己烯醛、壬烯醛、4-羥基-2-壬烯酸等）與蛋白質(zhì)結(jié)合引起蛋白質(zhì)的變化，如蛋白質(zhì)的分子構(gòu)象、功能特性等發(fā)生改變[28]。

美拉德反應(yīng)是肉制品加工中另一個(gè)重要的反應(yīng)，它與脂質(zhì)氧化具有相似的反應(yīng)途徑以及共同的中間產(chǎn)物，因此不同研究者為厘清兩種反應(yīng)的獨(dú)立性而研究其相互作用。研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物可以通過(guò)促進(jìn)美拉德反應(yīng)或與該反應(yīng)某些中間體相互作用而影響美拉德反應(yīng)，生成與在無(wú)脂質(zhì)情況下形成的化合物不同的產(chǎn)物[29]。Hidalgo等[30]研究分析了脂質(zhì)氧化產(chǎn)物4,5-環(huán)氧-2-烯醛與苯丙氨酸的反應(yīng)，在37 ℃反應(yīng)體系中除了檢測(cè)到主要產(chǎn)物N-2-(1-羥基烷基)吡咯和N-取代吡咯外，還觀察到了Strecker醛-苯乙醛和2-烷基吡啶的生成，這表明某些脂質(zhì)氧化產(chǎn)物（如羰基化合物）在37 ℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生Strecker型氨基酸降解。Zamora等[31]將多種脂質(zhì)氧化產(chǎn)物（脂質(zhì)過(guò)氧化氫及其二、三級(jí)氧化產(chǎn)物）與苯丙氨酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了大多脂質(zhì)氧化產(chǎn)物都具有通過(guò)Strecker型氨基酸降解機(jī)制降解氨基酸的能力。進(jìn)一步地，Hidalgo等[32]研究了脂質(zhì)氧化產(chǎn)物自由基對(duì)氨基酸的作用，即在13-氫過(guò)氧化物、4-氧壬烯醛（由13-氫過(guò)氧化物衍生的活性羰基化合物）及兩者混合物的存在下，研究苯丙氨酸、苯丙酮酸、苯乙醛和β-苯乙胺的降解情況，結(jié)果表明苯丙氨酸能在13-氫過(guò)氧化物和4-氧壬烯醛混合反應(yīng)體系中發(fā)生降解，生成苯乙酸和苯甲醛。Adams等[33]研究氨基酸（甘氨酸、賴氨酸）與脂質(zhì)氧化產(chǎn)物（己醛、葵二醛）相互作用的縮聚產(chǎn)物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)氧化產(chǎn)物羰基化合物的醇醛縮合反應(yīng)在體系起始反應(yīng)中起非常重要的作用，加熱混合體系能形成多種反應(yīng)產(chǎn)物，其中吡啶被認(rèn)為是氨基酸-脂質(zhì)氧化產(chǎn)物相互作用的典型標(biāo)志?？梢?，脂質(zhì)氧化形成的多種代謝物質(zhì)能繼續(xù)與游離氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)或與美拉德反應(yīng)的中間產(chǎn)物相互作用進(jìn)而形成吡啶類、吡嗪類、噻唑類、三硫雜己烷類等揮發(fā)性化合物[34-35]，進(jìn)而影響肉制品某些有害物質(zhì)如HAs、NOCs、AGEs、PAHs等[36]的形成。

2 脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品中常見有害物質(zhì)的影響

2.1 脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品中雜環(huán)胺形成的影響

目前認(rèn)為HAs主要由蛋白質(zhì)、氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)或裂解后形成。但研究表明，肉制品加工過(guò)程中HAs的形成還與脂肪或油脂有關(guān)，含有更高脂肪的肉制品中能夠檢測(cè)到更高濃度的HAs[37]。但關(guān)于肉制品中脂肪在油炸等加工處理中油脂含量對(duì)HAs形成的可能影響，很難區(qū)分其中的物理和化學(xué)效應(yīng)：1）物理效應(yīng)，脂肪作為熱傳遞介質(zhì)、通過(guò)加快傳熱效應(yīng)促進(jìn)HAs的積累；2）化學(xué)效應(yīng)：通過(guò)脂肪氧化產(chǎn)物參與美拉德反應(yīng)從而影響極性HAs的產(chǎn)生。郭海濤等[38]研究發(fā)現(xiàn)，隨著脂肪含量的增加，羊肉餅中2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉、2-氨基-3,4,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉和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）這3 種極性HAs的含量顯著升高，非極性HAs的含量無(wú)顯著性變化，極性HAs主要由美拉德反應(yīng)產(chǎn)生，而非極性HAs由蛋白質(zhì)或氨基酸在高溫下裂解形成，這表明脂質(zhì)可能主要是通過(guò)美拉德反應(yīng)影響了HAs的形成。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脂質(zhì)能通過(guò)氧化來(lái)影響肉制品中HAs的形成[39]。Soladoye等[40]研究烹調(diào)方法和貯藏時(shí)間對(duì)培根脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化及雜環(huán)芳香胺生成的影響，發(fā)現(xiàn)培根中脂質(zhì)氧化指標(biāo)硫代巴比妥酸值與HAs含量間存在顯著相關(guān)性，推測(cè)脂質(zhì)氧化能促進(jìn)HAs的形成。張昆[11]用反復(fù)凍融獲得的不同氧化程度原料肉制作烤肉餅并測(cè)定肉制品中HAs的含量，結(jié)果表明原料肉的脂質(zhì)氧化程度與烤肉餅中α-咔啉類HAs含量呈正相關(guān)，表明脂質(zhì)氧化在一定程度上會(huì)促進(jìn)肉制品加工過(guò)程中HAs的形成。但也有研究者指出富含多不飽和脂肪酸的反應(yīng)體系會(huì)抑制HAs的積累，這可能是由于多不飽和脂肪酸具有一定的抗氧化能力，從而抵消了因脂質(zhì)氧化產(chǎn)物對(duì)HAs形成的促進(jìn)作用[41]。

目前，通過(guò)研究已大致證明脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中HAs的積累，但相關(guān)的形成途徑尚不明確。有學(xué)者對(duì)脂質(zhì)氧化形成HAs的可能途徑進(jìn)行了推測(cè)：脂質(zhì)氧化可通過(guò)影響肉制品中美拉德反應(yīng)間接影響HAs的形成，脂質(zhì)氧化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，它們會(huì)促進(jìn)HAs自由基的形成[42]；進(jìn)一步地研究發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物（如2,4-葵二烯醛）和自由基能介導(dǎo)HAs的形成，主要是脂質(zhì)氧化產(chǎn)物羰基化合物與含氨基物質(zhì)發(fā)生重排、環(huán)化等一系列反應(yīng)后能形成HAs的重要前體物質(zhì)吡啶[43]。關(guān)于脂質(zhì)氧化促進(jìn)HAs生成的具體作用機(jī)制，Zamora等[44-46]利用體外模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。2012年，Zamora等[44]在肌酸酐-苯丙氨酸模擬體系中加入脂質(zhì)，研究脂質(zhì)氧化對(duì)HAs形成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)未氧化的脂質(zhì)對(duì)PhIP的生成沒(méi)有影響，而氧化脂質(zhì)能顯著增加體系中PhIP的含量。為進(jìn)一步了解氧化脂質(zhì)是如何促進(jìn)反應(yīng)體系中PhIP生成的，2013年，Zamora等[45]直接將一種具體的脂質(zhì)氧化產(chǎn)物4-氧代-2-壬烯醛加入肌酸酐-苯丙氨酸模擬體系中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4-氧代-2-壬烯醛的添加顯著增加了PhIP的生成量，并推測(cè)這可能是因?yàn)樵谥|(zhì)氧化產(chǎn)物存在時(shí)生成PhIP所需的活化能更低，此外，該學(xué)者還認(rèn)為脂質(zhì)氧化促進(jìn)PhIP的形成與氧化產(chǎn)物誘導(dǎo)苯丙氨酸發(fā)生Strecker降解形成苯乙醛有關(guān)。2015年，Zamora等[46]研究發(fā)現(xiàn)，PhIP可以更準(zhǔn)確地描述為食品中羰基化合物的產(chǎn)物（傳統(tǒng)上PhIP被認(rèn)為是苯丙氨酸、肌酐和碳水化合物之間美拉德反應(yīng)的副產(chǎn)物），因?yàn)槠渌驶衔镆灿兄赑hIP的產(chǎn)生：與碳水化合物衍生的羰基化合物類似，脂質(zhì)氧化衍生所形成的羰基化合物（如4,5-環(huán)氧烯醛、乙二醛）能夠使苯丙氨酸發(fā)生Strecker降解生成苯乙醛、苯丙酮酸等，后者再與肌酸酐反應(yīng)最終生產(chǎn)PhIP；此外，該研究還發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)氧化產(chǎn)物甲醛可以促進(jìn)氨基咪唑芳烴的發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)最后生成HAs。最后該學(xué)者還指出，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以類推到其他具有咪唑吡啶結(jié)構(gòu)的氨基咪唑類HAs上。綜上所述，脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中HAs的形成，這可能是由于氧化產(chǎn)物羰基化合物與氨基酸發(fā)生Strecker降解反應(yīng)，增加樣品中吡啶、苯乙醛等前體物質(zhì)的濃度，從而促進(jìn)了HAs的生成（圖1）。

圖1 脂質(zhì)氧化形成HAs的可能途徑Fig. 1 Possible pathways of lipid oxidation to form heterocyclic amines

2.2 脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品中N-亞硝基化合物形成的影響

NOCs主要由食品中天然存在或人為添加的亞硝酸鹽與胺類、酰胺類物質(zhì)發(fā)生亞硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化而生成。有學(xué)者在研究肉制品中NOCs生成的影響因素時(shí)，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)會(huì)明顯影響NOCs的積累[47]。姜皓等[48]研究了原料肉脂肪比例對(duì)培根加工過(guò)程中脂質(zhì)氧化及NAs含量的影響，結(jié)果表明隨著原料肉中脂肪比例的增加，培根中硫代巴比妥酸值和NAs含量均呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)，且兩者間呈顯著性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.995。Herrmann等[49]研究臘腸中N-亞硝胺的形成與抑制的影響因素時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脂肪添加量由12%增加到25%時(shí)臘腸中N-亞硝基吡咯烷和N-亞硝基二甲胺（N-nitrosodimethylamine，NDMA）的含量有所上升，推測(cè)脂質(zhì)的氧化降解產(chǎn)物可能起到必要的胺前體的作用[50]。熊鳳嬌等[51]研究魚豆腐加工過(guò)程中N-亞硝胺含量的動(dòng)態(tài)變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，在添加脂肪進(jìn)行斬拌后，魚豆腐中N-甲基乙基亞硝胺（N-nitrosomethylethylamine，NMEA）和N-亞硝基二乙胺（N-nitrosodiethylamine，NDEA）的含量增加；此外，該學(xué)者還發(fā)現(xiàn)硫代巴比妥酸值與魚豆腐中NMEA的含量呈正相關(guān)。上述研究結(jié)果均表明，隨著肉制品中脂肪含量的增加，NOCs的含量也隨著增加，對(duì)于這一現(xiàn)象，有學(xué)者提出這可能是因?yàn)橹镜难趸绊懥巳庵破分蠳OCs的生成[52]。姜皓等[53]利用凍融制備的不同氧化程度的豬肥膘制作發(fā)酵西式培根，并測(cè)定NAs含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)脂肪氧化能促進(jìn)樣品中生物胺、NDMA及N-亞硝胺的生成。Sun Weiqing等[54]研究也發(fā)現(xiàn)，豬肉糜中NDEA的形成與蛋白、脂質(zhì)氧化有關(guān)，脂質(zhì)氧化能促進(jìn)NDEA的形成且與蛋白氧化呈正相關(guān)。可見，脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中NOCs的積累。

有學(xué)者對(duì)脂質(zhì)氧化與NOCs形成的關(guān)系做了進(jìn)一步研究，結(jié)果表明肉制品加熱后形成的氧化油脂也具有亞硝化能力：不飽和脂質(zhì)能與亞硝酸鹽及其衍生物氮氧化物反應(yīng)生成偽亞硝基不飽和脂類衍生物，該物質(zhì)可在高溫下氧化分解形成亞硝化試劑，亞硝化試劑是形成NOCs的重要前體物質(zhì)之一，其能與胺類，尤其是仲胺類物質(zhì)反應(yīng)生成NOCs[50,55]。Hotchkiss等[56]也認(rèn)為氧化脂質(zhì)能與NOx反應(yīng)生成一種硝基-脂類衍生物，該產(chǎn)物可在一定的高溫處理?xiàng)l件下反應(yīng)生成具有亞硝化能力的物質(zhì)，其再通過(guò)亞硝化反應(yīng)生成相應(yīng)的N-亞硝胺。Liu Ruihai等[57]的研究證明了N2O3可加成到脂肪酸的碳碳雙鍵位置生成某種不飽和脂質(zhì)衍生物，該物質(zhì)可以在油炸過(guò)程中氧化分解形成亞硝化試劑氮氧化物，最后再與胺類物質(zhì)反應(yīng)形成NOCs。進(jìn)一步地，有學(xué)者研究認(rèn)為這可能是脂質(zhì)氧化生成的產(chǎn)物誘導(dǎo)了NOCs的生成：脂肪氧化產(chǎn)物與亞硝酸鹽或氮氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)衍生物（如2,3-二甲基-2-硝基-3-亞硝基丁烷），這些物質(zhì)在加熱時(shí)反應(yīng)形成亞硝化試劑N2O3，N2O3通過(guò)與胺類物質(zhì)發(fā)生亞硝化反應(yīng)最后形成NOCs[58]。2018年，熊鳳嬌等[59]通過(guò)在亞硝化模擬體系中添加油脂進(jìn)一步研究脂質(zhì)氧化對(duì)N-亞硝胺形成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)從含較高氧化程度的花生油和亞麻籽油（過(guò)氧化值分別為（28.52±0.16）mmol/kg和（27.45±0.19）mmol/kg）模擬體系中檢測(cè)到更高含量的NDMA和NDEA；在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，在模擬體系（亞硝酸鹽和二甲胺鹽酸鹽）中分別添加20%不同氧化程度的花生油（過(guò)氧化值分別為（10.26±0.21）、（18.74±0.13）mmol/kg和（33.20±0.17）mmol/kg），結(jié)果表明NDMA的生成量隨著花生油的氧化程度增加而逐漸增加，證明脂質(zhì)氧化產(chǎn)物會(huì)促進(jìn)NOCs的生成，該學(xué)者推測(cè)這可能是由脂質(zhì)氧化產(chǎn)物丙二醛導(dǎo)致的。Kurechi等[60]在胺類-亞硝酸鹽模擬體系中加入0.025～0.1 mol/L的脂肪氧化產(chǎn)物丙二醛，結(jié)果表明丙二醛的添加能增加模擬體系中NDMA的生成量，且生成量是對(duì)照體系8.64 倍，因此認(rèn)為脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中NOCs的形成。綜上所述，脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中NOCs的形成，主要是通過(guò)氧化產(chǎn)物與亞硝酸鹽反應(yīng)生成亞硝化試劑，亞硝化試劑是重要的前體物質(zhì)，其濃度的增加促進(jìn)了NOCs的形成（圖2）。

圖2 脂質(zhì)氧化形成NOCs的可能途徑Fig. 2 Possible pathways of lipid oxidation to form N-nitroso compounds

2.3 脂質(zhì)氧化對(duì)晚期糖基化終末產(chǎn)物形成的影響

美拉德反應(yīng)常為各類肉制品帶來(lái)良好的感官品質(zhì)，但是在這些反應(yīng)過(guò)程中常常伴隨一些潛在的有害物質(zhì)產(chǎn)生，如在美拉德反應(yīng)的最后階段中形成大量的復(fù)雜化合物AGEs。目前認(rèn)為形成AGEs的主要途徑是美拉德反應(yīng)。但研究表明AGEs的典型代表物羧甲基賴氨酸（carboxymethyl lysine，CML）和羧乙基賴氨酸（carboxyethyl lysine，CEL）的重要前體物質(zhì)（如二羰基化合物）不僅能通過(guò)美拉德反應(yīng)生成，還可以通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化及葡萄糖自氧化形成，這表明脂質(zhì)氧化也能影響AGEs的形成。Sun Xiaohua等[61]的研究表明，高含量的CML和CEL常常在富含蛋白和脂質(zhì)的肉制品中檢測(cè)到。劉玲等[62]研究了亞油酸對(duì)食品加工中AGEs形成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)亞油酸的添加會(huì)提高體系中丙二醛的生成量，進(jìn)而促進(jìn)了CEL的生成。Yu Ligang等[63]研究了氧化亞油酸對(duì)美拉德反應(yīng)中CML和CEL形成的影響，結(jié)果表明在肌原纖維蛋白-葡萄糖反應(yīng)體系中添加氧化亞油酸能顯著增加CML和CEL的含量；此外，該研究還發(fā)現(xiàn)賴氨酸-氧化亞油酸模擬體系中能形成AGEs，這表明氧化油脂可能具有與葡萄糖類似的作用，自身與氨基酸發(fā)生反應(yīng)最后生成AGEs。進(jìn)一步地，該學(xué)者研究了中式發(fā)酵香腸中AGEs的形成與脂肪氧化的關(guān)系，結(jié)果表明CML和CEL水平在很大程度上取決于香腸中脂肪的氧化，且脂肪氧化和美拉德反應(yīng)在CML的形成中具有協(xié)同作用[64]。尉立剛[65]的研究表明，脂質(zhì)氧化可促進(jìn)香腸貯藏期間CML和CEL的生成?？梢?，脂質(zhì)氧化是影響肉制品中AGEs形成的重要因素。

關(guān)于脂質(zhì)氧化是如何作用于AGEs形成的，目前有學(xué)者提出了形成AGEs的脂質(zhì)氧化途徑，在此途徑中脂質(zhì)氧化形成的活性醛酮物質(zhì)（如乙二醛、丙酮醛等）和氨基酸殘基發(fā)生羰氨反應(yīng)形成相應(yīng)的AGEs[66]。此外，脂質(zhì)氧化反應(yīng)還能通過(guò)與美拉德反應(yīng)相互作用影響AGEs的生成：Pischetsrieder[67]認(rèn)為脂質(zhì)氧化產(chǎn)物烷氧自由基是脂質(zhì)影響美拉德反應(yīng)的重要橋梁；Han Lipeng等[68]報(bào)道脂質(zhì)氧化形成的羥自由基可促進(jìn)美拉德反應(yīng)模型體系中CML的生成，但是對(duì)具體的作用機(jī)制并未詳細(xì)描述。此外，也有研究表明脂質(zhì)氧化可能會(huì)抑制AGEs的形成：牛麗紅[69]的研究表明，在賴氨酸-核糖混合體系中加入油酸后再經(jīng)過(guò)加熱處理會(huì)抑制體系中CML和CEL的生成，這可能是因?yàn)樵隰拾狈磻?yīng)體系中，油酸的存在能夠氧化葡萄糖從而減少參與美拉德反應(yīng)的葡萄糖前體物質(zhì)，亦或是油酸氧化形成的產(chǎn)物與與賴氨酸反應(yīng)形成聚合體從而減少了參與羰氨反應(yīng)的賴氨酸含量，最終抑制了體系中CML和CEL的生成；Zhu Zongshuai等[70]也發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的自由基、二羰基化合物能抑制AGEs的生成，并認(rèn)為這是由于脂質(zhì)氧化使肉肌纖維蛋白（主要是肌球蛋白）發(fā)生過(guò)氧化，導(dǎo)致肌球蛋白的重鏈“頭對(duì)頭”連接，輕鏈通過(guò)二硫鍵發(fā)生尾部連接，使得許多賴氨酸或精氨酸基團(tuán)被掩埋在分子內(nèi)部從而受到保護(hù)；因此，CML和CEL的形成被抑制。但朱麗紅[69]及Zhu Zongshuai[70]等的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有否認(rèn)脂質(zhì)氧化對(duì)AGEs形成的促進(jìn)作用，在上述實(shí)驗(yàn)中觀察到的抑制效果可能抵消了促進(jìn)的效果。綜上所述，脂質(zhì)氧化能影響肉制品中AGEs的形成：1）促進(jìn)效果，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物羰基化合物與氨基酸發(fā)生羰氨反應(yīng)，從而促進(jìn)AGEs的形成；2）抑制效果，可能是氧化產(chǎn)物通過(guò)與氨基酸反應(yīng)生成聚合體或使蛋白質(zhì)氧化，從而抑制了AGEs的形成（圖3）。

圖3 脂質(zhì)氧化形成AGEs的可能途徑Fig. 3 Possible pathways of lipid oxidation to form advanced glycationend products

2.4 脂質(zhì)氧化對(duì)多環(huán)芳烴形成的影響

在煙熏、燒烤、油炸及烘焙等高溫加工處理過(guò)程中，肉制品中蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等有機(jī)化合物發(fā)生熱裂解，或接觸不完全燃燒物時(shí)，肉制品都會(huì)積累大量的PAHs[71]。Kao等[72]研究了15 種不同原料肉在炭烤過(guò)程中16 種PAHs的生成情況，結(jié)果表明PAHs的生成與烘烤時(shí)間、溫度和脂肪含量有關(guān)，其中脂肪含量越高，樣品中苯并[a]芘生成量越高。Stumpe-Vīksna等[73]采用幾種不同的煙熏木料處理肉制品并測(cè)定了相應(yīng)煙熏肉中PAHs含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用不同樹脂含量的木料煙熏肉制品能明顯影響肉制品中PAHs的積累，且采用樹脂含量更高的木料煙熏會(huì)使肉制品含更高水平的PAHs，該學(xué)者推測(cè)肉制品中PAHs的形成與脂質(zhì)含量具有一定的關(guān)系。Saito等[74]研究測(cè)定了多種燒烤肉制品中PAHs的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)富含脂肪的豬肉、鱒魚等樣品中能形成更多的PAHs。對(duì)于脂質(zhì)影響肉制品中PAHs的含量且脂肪含量高的肉制品更易積累PAHs這一現(xiàn)象，一方面這可能是由于PAHs具有高度親脂性，使得PAHs更容易遷移擴(kuò)散到肉制品內(nèi)部形成富集[75]；另一方面，脂質(zhì)能通熱裂解和熱聚合等反應(yīng)途徑形成PAHs[76]；此外，脂質(zhì)氧化也被認(rèn)為能影響肉制品中PAHs生成。朱葉[77]研究了煎炸油中PAHs含量及其與油脂劣變指標(biāo)的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)含多不飽和脂肪酸最多的大豆油樣品中能生成更多的苯并[a]蒽、?、苯并[b]熒蒽和苯并[a]芘等PAHs，且這4 類PAHs的生成量與脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.908，推測(cè)PAHs的生成可能與脂質(zhì)氧化密切相關(guān)。

關(guān)于脂質(zhì)氧化對(duì)PAHs形成的作用機(jī)制，有學(xué)者推測(cè)這可能是由于食品在高溫加工過(guò)程中脂肪酸發(fā)生氧化形成ROOH，而ROOH不穩(wěn)定，會(huì)通過(guò)分子內(nèi)環(huán)化聚合生環(huán)狀化合物，然后形成苯環(huán)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)苯環(huán)形成以后，通過(guò)乙炔的氫提取加成反應(yīng)（H-abstraction-C2H2-addition，HACA）機(jī)理逐步實(shí)現(xiàn)芳香烴分子的生長(zhǎng)和環(huán)化，最終形成PAHs[78]。Uriate等[79]將不同組分的食用油經(jīng)高溫處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)亞麻酸和亞油酸等不飽和脂肪酸會(huì)氧化形成不飽和烷基苯，而不飽和烷基苯是PAHs的重要前體物質(zhì)。Chen等[80]研究了模型脂質(zhì)和食物脂質(zhì)加熱過(guò)程中氧化降解產(chǎn)物和PAHs的形成，結(jié)果表明模型脂質(zhì)樣品中能生成更多的脂肪酸氧化降解產(chǎn)物，且脂質(zhì)不飽和脂肪度越高形成的氧化產(chǎn)物越多，PAHs的種類與數(shù)量也越多，相較于硬脂酸，在不飽和脂肪酸（如油酸、亞油酸、亞麻酸）體系中更容易發(fā)生分子內(nèi)環(huán)化形成PAHs；反應(yīng)體系中脂質(zhì)氧化降解產(chǎn)物主要為短鏈烷烴、烯烴、醛、酮、酸和脂肪酸酯，此外，在氧化產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了多種形式的含苯環(huán)化合物（如1-甲基多酚苯、2,5-二羥基苯甲酸甲酯、2,3-二甲基-4-戊基苯甲酸和苯甲醛等），苯是形成PAHs的前體物質(zhì)，能與C4化合物反應(yīng)生成萘和其他PAHs。綜上所述，脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中PAHs的形成，氧化形成的多種產(chǎn)物能通過(guò)環(huán)化形成環(huán)己烯、苯基等環(huán)狀化合物等中間體，然后再形成各種PAHs（圖4）。

圖4 脂質(zhì)氧化形成PAHs的可能途徑Fig. 4 Possible pathways of lipid oxidation to form polycyclic aromatic hydrocarbons

3 肉制品中脂質(zhì)氧化的控制措施

上文主要綜述了脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品中HAs、NOCs、AGEs及PAHs 4 類有害物質(zhì)的影響，本節(jié)對(duì)肉制品中控制脂質(zhì)氧化的幾種措施進(jìn)行概述，以期為通過(guò)控制脂質(zhì)氧化進(jìn)程來(lái)降低肉制品中4 類有害物質(zhì)的積累提供參考。

3.1 選擇合理的脂肪添加量

肉制品中脂質(zhì)氧化程度與其脂質(zhì)的含量有著密切的關(guān)系。扈瑩瑩等[81]研究發(fā)酵香腸的脂質(zhì)氧化發(fā)現(xiàn)，隨著脂肪添加量的增加，香腸中硫代巴比妥酸值呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)；此外，脂肪添加量較高的發(fā)酵香腸中醛、酮、酸、醇、酯和烷烴類化合物的量也顯著增加，這表明香腸的脂質(zhì)氧化程度隨著脂肪添加量的增加而變大。朱迎春等[82]將添加了不同脂肪添加量（0、10%、20%）的牛肉餅反復(fù)凍融，并測(cè)定各樣品的脂質(zhì)氧化程度，結(jié)果表明脂質(zhì)氧化程度隨著脂肪添加量的增加而加劇?？梢?，在肉制品的加工中應(yīng)盡量選擇較小的脂肪添加量抑制脂質(zhì)氧化的發(fā)生。但是，脂肪也能賦予肉制品特有的風(fēng)味和口感，對(duì)于大多數(shù)肉制品而言又是不可或缺的主要成分之一。因此，在肉制品中選擇合適的脂肪添加量十分重要。

3.2 添加抗氧化劑

抗氧化劑可以有效地延長(zhǎng)脂質(zhì)氧化反應(yīng)的誘導(dǎo)期、減緩脂質(zhì)氧化速度，目前許多學(xué)者采用添加抗氧化劑的方式抑制肉制品中脂質(zhì)氧化的進(jìn)程，其中天然抗氧化劑更是備受青睞。Wang Yongli等[83]在干腌培根中添加植物多酚和α-生育酚，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比未添加抗氧化劑的空白對(duì)照組，植物多酚和α-生育酚能顯著降低培根中脂質(zhì)的氧化水平。Zhang Xuan等[84]研究藤茶提取物的抗氧化活性發(fā)現(xiàn)，該提取物具有很強(qiáng)的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除活性，將其添加到豬肉餅中能顯著抑制肉制品硫代巴比妥酸值的增加及羰基化合物的形成，且抑制能力顯著大于二丁基羥基甲苯。綜上可知，在肉制品中添加抗氧化劑是控制脂質(zhì)發(fā)生氧化的有效措施。

3.3 合理的加工溫度和時(shí)間

肉制品需要一定的溫度及時(shí)間使之熟制，其中脂質(zhì)顯著受到加工溫度和時(shí)間的影響，一般而言，溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，脂質(zhì)的氧化程度越高。Li Binbin等[17]將豬肥膘于不同的溫度下貯存6 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)豬肥膘的脂質(zhì)氧化程度隨著溫度的增加呈顯著上升趨勢(shì)。許雪萍[85]采用蒸制、微波及煮制3 種熟制方式處理豬肉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3 種加工方式下豬肉的過(guò)氧化值、硫代巴比妥酸值和酸價(jià)均隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。綜上可知，肉制品加工過(guò)程中應(yīng)選擇合理的加工溫度及時(shí)間。

3.4 改善包裝材料及方式

肉制品的包裝會(huì)直接影響肉制品貯存期間接觸氧氣和光照的機(jī)會(huì)。氧氣和光照是肉制品發(fā)生脂質(zhì)氧化的重要影響因素：光照可引發(fā)脂質(zhì)發(fā)生光氧化；而在光氧化和自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程當(dāng)中，氧氣作為反應(yīng)物之一起著重要的傳遞作用。史智佳等[86]研究發(fā)現(xiàn)，光照貯藏相較暗室儲(chǔ)藏能顯著促進(jìn)金槍魚的脂質(zhì)氧化，且光照的波長(zhǎng)、強(qiáng)度均會(huì)影響肉制品中脂質(zhì)的氧化程度。因此，采用避光性、隔氧性較高的材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌b（真空包裝、氣調(diào)包裝）能更能好地抑制肉制品發(fā)生氧化。

4 結(jié) 語(yǔ)

肉制品在加工過(guò)程中，常會(huì)產(chǎn)生HAs、NOCs、AGEs及PAHs等多種有害衍生物，使肉制品存在安全隱患。目前已有大量的研究聚焦于肉制品中HAs、NOCs、AGEs及PAHs的含量、危害與形成途徑等方面，多項(xiàng)研究表明，脂質(zhì)氧化能夠影響肉制品加工過(guò)程中這4 類物質(zhì)的積累。1）脂質(zhì)氧化能促進(jìn)HAs的形成：這可能是氧化產(chǎn)物與氨基酸發(fā)生Strecker降解反應(yīng)，增加樣品中前體物質(zhì)（Strecker醛、吡啶等）的濃度從而促進(jìn)了HAs的生成。2）脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中NOCs的形成：主要是通過(guò)氧化產(chǎn)物與亞硝酸鹽反應(yīng)生成亞硝化試劑，然后與胺類物質(zhì)反應(yīng)生成NOCs。3）脂質(zhì)氧化能影響肉制品中AGEs的形成：促進(jìn)效果，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物羰基化合物與氨基酸發(fā)生羰氨反應(yīng)，從而促進(jìn)AGEs的形成；抑制效果，可能是氧化產(chǎn)物通過(guò)與氨基酸反應(yīng)生成聚合體或使蛋白質(zhì)氧化，從而抑制了AGEs的形成。4）脂質(zhì)氧化能促進(jìn)肉制品中PAHs的形成：氧化形成多種產(chǎn)物能通過(guò)環(huán)化形成環(huán)己烯、苯基等環(huán)狀化合物等中間體，然后再形成各種PAHs。

雖然目前已大致明確脂質(zhì)氧化及其代謝產(chǎn)物能影響肉制品中HAs、NOCs、AGEs及PAHs這4 類化合物的生成，但是對(duì)于作用機(jī)制方面的研究還比較匱乏，脂質(zhì)氧化如何作用于其形成途徑還有待深入探究。此外，目前關(guān)于肉制品中脂質(zhì)氧化對(duì)有害物質(zhì)影響的研究大多還停留在較為表面的階段，僅僅研究了脂質(zhì)氧化與有害物質(zhì)積累量的關(guān)系，并未對(duì)具體的作用機(jī)制進(jìn)行深入探討；而關(guān)于作用機(jī)制方面的研究，大多采用模擬實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行。在模擬實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)體系簡(jiǎn)單，能很好的排除肉制品中其他因素的影響，進(jìn)而可以明確地研究脂質(zhì)氧化對(duì)蛋白質(zhì)、氨基酸、美拉德反應(yīng)及某種有害物質(zhì)等的影響；但模擬體系畢竟與肉制品這一食物體系相差甚遠(yuǎn)，不能直接將模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果等同于肉制品中的結(jié)果，應(yīng)將這些研究代入至肉制品中加以驗(yàn)證。肉制品是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)體系，研究脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品加工過(guò)程中某些有害物質(zhì)形成的影響易受到食品中其他成分的干擾，因此，在某一確定的肉制品中，控制單一的變量對(duì)開展實(shí)驗(yàn)尤為重要。近年來(lái)，蛋白質(zhì)組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)快速發(fā)展，可以對(duì)不同反應(yīng)條件下的中間產(chǎn)物、終產(chǎn)物進(jìn)行定量定性分析，這為探明脂質(zhì)氧化對(duì)肉制品中HAs、NOCs、AGEs及PAHs等物質(zhì)生成的作用機(jī)制提供了可能[24]。明確這些物質(zhì)的形成機(jī)制及影響因素，采用有效的措施控制其積累，進(jìn)而獲得更優(yōu)更安全的肉制品加工工藝是今后相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的共同目標(biāo)。