[论文荐读]熏烤肉制品加工过程中多环芳烃来源及抑制研究进展

肉类研究》2021年35卷2期刊载河南农业大学食品科学技术学院黄昊龙、马阳阳、林菊、朱瑶迪、赵莉君、安艳霞、祝超智、李苗云、赵改名论文《熏烤肉制品加工过程中多环芳烃来源及抑制研究进展》。该论文由:国家自然科学基金青年科学基金项目(31801671);河南省重点研发与推广专项(202102110141);“十三五”国家重点研发计划重点专项(2018YFD0401200);国家现代农业(肉牛牦牛)产业技术体系建设专项(CARS-37)资助。

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是指含有2 个或2 个以上苯环的一类具有致突变、致癌和致畸作用的有害物质。肉制品热加工过程中,特别是熏烤过程中易产生PAHs等有害物质,影响广大消费者的食用安全与健康。因此,研究PAHs的来源及控制策略具有重要意义。

河南农业大学食品科学技术学院的黄昊龙、马阳阳、林菊、朱瑶迪、赵莉君、安艳霞、祝超智、李苗云、赵改名综述熏烤肉制品加工过程中PAHs可能的来源、生成途径与控制手段,重点总结PAHs产生的关键影响因素和相应的控制措施,以期为抑制热加工过程中PAHs的生成提供理论参考。

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熏烤肉制品中PAHs来源

环境污染是食品中PAHs的主要来源之一,现代化工业的生产活动中会使用含有PAHs的物质或在其生产活动中生成PAHs,然后向环境中违规排放,再通过水和空气等载体进入到食品中,并且残留在食品内,随着进食进入人体内,危害人体健康。食品的高温加工过程中,如油脂的脱臭、精炼和食物的烧烤、煎炸、烟熏等过程中,也会伴随着PAHs的产生。最后,包装污染也是重要的PAHs污染来源途径,食物外包装材料及印刷油墨中含有的微量PAHs会逐渐迁移到食品上,造成食品中PAHs的直接污染。

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熏烤肉制品中PAHs生成的影响因素

目前主流观点认为在PAHs的形成过程中需要活化能来激活芳香环使其发生聚合反应,在这个反应过程中温度条件是影响PAHs形成的重要因素。烟熏木材的合理选择是降低和控制食品中PAHs污染非常关键的因素。一般认为,熏烤过程中,相较于软木,选择硬木作为烟熏木材得到的加工肉制品中PAHs含量较低。

一般认为,脂肪的热裂解是生成PAHs的重要原因,有学者推测,脂肪酸生成PAHs的机理是脂肪酸在高温下的热解和环化反应。相对来说,芳香族氨基酸难以产生PAHs,推测该结果是由于分子中含有苯环的氨基酸在结构上趋于稳定,且不易在高温下裂解成醛、烯等小分子物质,因此难以生成PAHs。碳水化合物作为肉类的重要营养成分和肉制品中的常见添加剂,对肉类加工过程中PAHs的产生有重要影响。

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熏烤肉制品中PAHs控制措施

改进加工工艺

食物中的有机物(脂肪、蛋白质、碳水化合物等)在高温下会分解、聚合产生PAHs,但不同加工温度和时间的PAHs生成量不同。熏烤温度越高,PAHs生成量越多。控制适当的加工温度和缩短加工时间可以减少熏烤肉制品中PAHs的产生。熏材的不完全燃烧会产生大量PAHs,这些PAHs遇冷凝结在肉制品表面,随着时间的推移不断向食物内部渗透,是熏烤肉制品PAHs的来源之一;而采用间接发烟的方式,避免热源的直接接触可以有效减少PAHs的产生。相对于木熏法烟熏,烟熏液里含有碳氢化合物、酚类及酸类等烟雾成分,保持了传统熏制食品的风味,更重要的是PAHs等有害物质含量少,发烟过程中可以过滤掉大部分PAHs,同时也减少了向大气排放的污染物。

添加外源性物质

微生物具有分解能力强、代谢速率快和品种多样化的优点;有些微生物将PAHs作为降解途径的唯一碳源,因此可由此为基础降解食品中的PAHs。大量的天然产物被证明可以降低氧化应激,防止肉类氧化,并表现出螯合铁离子的活性,这些抗氧化活性可以减少潜在的PAHs和杂环胺等有害污染物;另外,某些天然产物的抗菌活性可以用于抑制微生物代谢过程中生物胺的形成。

产品贮藏期间的处理

对于熏烤肉制品,加工过程中大部分PAHs最初附着在产品表面,但随着贮藏时间的延长,PAHs可能逐渐迁移到产品内部。因此,在贮藏期间对产品进行PAHs的降解处理和选用合适的包装材料对于产品的PAHs含量具有重要影响。然而,现阶段研究多集中在能够吸附香肠制品中PAHs的包装材料,对于其他肉制品中PAHs的吸附仍有待研究,更加安全有效的降低PAHs含量的新型加工及包装材料仍有待研发。

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结  语

熏烤肉制品等热加工肉制品是人类饮食文化中的重要组成部分,肉制品安全和健康问题也一直备受关注。肉制品热处理过程中生成的PAHs有害物大多具有致癌性,国内外对如何预防和控制食品中PAHs也进行了大量研究,但对于PAHs的生成机理仍没有确切的认识,对PAHs的控制仍处于探索阶段。目前,针对熏烤肉制品中PAHs的主要来源,可以从源头控制、减少PAHs产生(控制加工方式)和促进贮运过程中PAHs的迁移和转化(添加外源性抑制物)等方面入手。其中最直接有效的方法是控制加工温度和时间;其他方法,如添加外源抑制剂、光降解、改进包装等各有优点,从长远来看也是必要的,但出于经济或技术原因短时间内很难达成共识。因此在实际生产过程中,针对不同产品特性、不同加工过程、不同贮藏时期,采用针对性的控制手段或多种控制手段联合并用,是控制PAHs的有效举措;另外,深入了解PAHs的生成机理,构建新的、高效的PAHs控制手段也是未来研究的重要方向。控制熏烤肉制品等热加工肉制品中PAHs的生成,提高热加工肉制品食用安全性,保障食品营养与健康,具有重要的研究意义。

引文格式:

黄昊龙, 马阳阳, 林菊, 等. 熏烤肉制品加工过程中多环芳烃来源及抑制研究进展[J]. 肉类研究, 2021, 35(2): 48-55. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201231-304. http://www.rlyj.net.cn
HUANG Haolong, MA Yangyang, LIN Ju, et al. Recent progress in the formation and inhibition of polycyclic aromatic hydrocarbons in smoked and grilled meat products[J]. Meat Research, 2021, 35(2): 48-55. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201231-304. http://www.rlyj.net.cn
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