鱼糜制品加工过程中脂肪对N-亚硝胺形成的影响及其机制研究

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近年来随着社会进步和科学技术迅猛发展,人们对生活品质的要求也越来越高。鱼糜制品是餐桌上常见的一类水产制品,因其制作流程简单、味道鲜美、营养丰富而倍受消费者青睐。但由于其蛋白质含量高,在一定条件下蛋白质分解产生的某些二级胺类物质会与亚硝酸盐/硝酸盐反应生成致癌物N-亚硝胺,给鱼糜制品带来安全隐患。因此研究鱼糜制品中N-亚硝胺形成机理及控制技术已成为人们关注的焦点。本试验从对市售常见鱼糜制品中N-亚硝胺含量进行调查入手,选取其中12种N-亚硝胺含量较高的鱼糜制品,分析加工工艺对水产(鱼糜)制品的N-亚硝胺含量的动态变化,找出影响鱼糜制品中N-亚硝胺生成的主要因素,并在体外亚硝化模拟体系中筛选天然来源的亚硝化抑制剂,进一步研究其在鱼糜制品中的应用效果,研究结果对于控制鱼糜制品的安全具有重要的意义。其主要研究内容及结果如下:(1)市售常见鱼糜制品食用品质分析。调查分析鱼糜制品中的营养理化指标及9种N-亚硝胺的含量。结果表明:10种市售鱼糜制品的蛋白质含量为8.218.4 g/100 g、脂肪含量0.812.3 g/100 g、总糖含量10.020.4 g/100 g、水分含量53.0%65.5%、灰分含量2.2%3.9%、能量453958 kJ/100 g、亚硝酸盐(NaNO2)含量29.240.7 mg/kg、氯化钠含量0.7%1.6%、脂肪氧化值(thiobarbituric acid reaction substances,TBARs)0.20.8 mg/kg、pH 6.597.69。鱼豆腐中N-亚硝胺的总量最高为39.6μg/kg。(2)原料及加工工艺对鱼豆腐中N-亚硝胺含量的影响。检测了鱼豆腐原料及加工过程中9种N-亚硝胺含量,并测定了亚硝酸盐、脂肪氧化值、挥发性盐基氮(TVB-N)等理化指标。结果表明:糖果鱼豆腐原料中TVB-N和亚硝酸盐含量在加工阶段分别下降了7.6 mg/100g和0.2 mg/100g,TBARs含量升高了0.8 mg/kg。斩拌过程中加入脂肪使N-甲乙基亚硝胺(N-nitrosoethylmethylamine,NMEA)和N-二乙基亚硝胺(N-nitrosodiethylamine,NDEA)含量增加,分别为28.63μg/kg和9.26μg/kg。由此可知,添加脂肪进行斩拌时鱼豆腐中N-亚硝胺有明显升高的趋势。初步推断脂肪的添加可能对鱼豆腐中N-亚硝胺形成起到促进作用。(3)脂肪添加比例及种类对鱼豆腐中N-亚硝胺含量的影响。为了评价脂肪对鱼糜制品中挥发性N-亚硝胺含量的影响,分别制备了比例分别为10%、20%、30%猪背膘和鸡皮的鱼豆腐。并检测了鱼豆腐加工过程中的5个采样点的挥发性N-亚硝胺含量及其底物(亚硝酸盐和生物胺)、TBARs和pH的变化。结果表明,亚硝酸盐含量在加工过程中呈现出先升高后降低的趋势。pH先降低后升高,TBARs值、生物胺含量和N-亚硝胺含量呈上升趋势。另一方面,鱼豆腐中N-亚硝胺的含量随着脂肪含量的增加而增加。加入猪背膘的鱼豆腐中N-亚硝胺含量高于添加鸡皮的鱼豆腐。说明脂肪的添加种类和比例可以影响鱼豆腐中N-亚硝胺的形成,初步证实了(2)中的试验结果,即脂肪可以促进鱼糜制品(鱼豆腐)中N-亚硝胺的形成。(4)亚硝化模拟体系。采用体外模拟亚硝化反应体系,研究油脂种类(花生油、亚麻籽油和葵花籽油)和比例(0%、10%、20%、30%、40%)对N-二甲基亚硝胺(N-nitrosodimethylamine,NDMA)、NDEA生成量的影响,体系中的实验组加入N-亚硝胺底物和油脂,对照组中只加入N-亚硝胺底物。结果表明:3种油脂对NDMA和NDEA的形成均有一定的促进作用,相比于葵花籽油,花生油和亚麻籽油的添加更易促进N-亚硝胺的形成,且随添加比例升高有增加的趋势。进一步证明脂肪可以促进N-亚硝胺的形成。(5)脂肪促进鱼糜制品中N-亚硝胺形成原因探究。体外模拟鱼糜制品体系,将鱼糜与不同氧化程度的猪油混合,探究该体系在贮藏过程中蛋白指标及NDMA形成情况。结果表明:NDMA生成量随着脂肪氧化程度的升高有上升的趋势。体系中肌原纤维蛋白中活性巯基呈现出降低的趋势,羰基含量、NDMA含量和表面疏水性随着贮藏天数的增加均呈现上升的趋势,蛋白浊度随着贮藏时间的延长呈现出先增加后基本保持不变的趋势。由此推出脂肪促进鱼糜制品中N-亚硝胺形成的原因可能是脂肪氧化加速了鱼糜制品中蛋白质的氧化,而蛋白质的氧化产物可能对NDMA形成起到一定的促进作用。(6)脂肪酸和亚硝酸盐反应中间物探究。将脂肪酸和亚硝酸盐在一定的时间和温度下反应,了解其在反应过程中新生成的物质,并收集反应产物,观察其亚硝化胺类物质的能力。结果表明亚硝酸盐与油酸/亚油酸的反应物亚硝化二甲胺的能力随着体系中脂肪酸比例的增加有升高的趋势;随着反应时间的延长、加热温度的升高,亚硝酸盐与油酸/亚油酸的反应物亚硝化二甲胺的能力表现出增强的趋势;亚麻酸的添加对反应体系中NDMA形成量的影响不明显。脂肪酸与亚硝酸盐在加热过程中会新产生一些挥发性物质,亚油酸和亚硝酸盐在加热的过程中新生成了烷烃类、酯类、呋喃类等物质。(7)亚硝化抑制剂的筛选。采用四元二次回归正交设计研究茶多酚、迷迭香、抗坏血酸(VC)4个因素对模拟体系中NDMA抑制率的影响,最终得出4个因素的二次回归方程,并对此回归方程进行验证。结果表明:得到的二次回归方程的拟合度较好,且当模拟体系中茶多酚、迷迭香、α-生育酚(VE)和VC的添加量分别为60.14、60.11、60.00、60.00 mg/L时,可以得到理论上最高的NDMA抑制率47.16%;将得出的最佳抑制剂配比在体外模拟体系中进行验证,得到对NDMA的平均抑制率为45.32%;同时在鱼豆腐的实际生产中进行验证,抑制剂的添加可以抑制鱼豆腐中44.00%的NDMA,表明本研究所得到的模型与实际拟合程度较好,通过正交试验所确定的最佳抑制剂配比合理可行。
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