南京农业大学研究生，南京农业大学研究生院
我国传统肉制品深受广大人民群众的喜爱，但其复杂的加工工艺通常伴随着多种烹饪诱导有害物的形成。杂环胺（HAs）作为一类热诱导形成的有害物，具有较强的致癌致突变性，广泛存在于富含蛋白质的加工食品中。相较于西式肉制品较为简单的加工工艺，我国传统肉制品的加工过程更易形成HAs并残留于产品中，潜在的食品安全风险问题也更为突出。
安徽师范大学生命科学学院的程轶群和南京农业大学食品科学技术学院的雷 阳、黄 明*等对我国现有传统肉制品中HAs含量分析与减控技术的研究结果进行汇总与分析，针对现有研究存在的一些不足之处，结合最新研究动向进行展望，旨在促进传统肉制品安全性的提升。
1、杂环胺概述
作为一类热处理加工中由蛋白质、氨基酸、糖类以及其他物质发生美拉德反应或裂解反应而生成的具有致癌、致突变作用的物质，目前已知的HAs约30 种。从化学结构上看HAs是一类由C、H、N原子组成的具有2～5 个（通常为3 个）平面结构的含氮烃环、1 个环外氨基（9H-吡啶并[3,4-b]吲哚、1-甲基-9H-吡啶并[3,4-b]吲哚和1,2,3,8-四氢环戊[c]吡啶基[3,2-a]咔唑除外）以及1～4 个甲基取代基的多环芳香烃类化合物。按化学结构可将HAs分为氨基咪唑氮杂芳烃（AIAs）、氨基咔啉（ACs）两大类和多个小类，详细的分类及化学结构如图1所示。
2、杂环胺形成机制
氨基咪唑氮杂芳烃形成机制
AIAs均具有咪唑环及喹啉或喹喔啉环，有较为相似的化学结构。如图1所示，按化学结构可将AIAs分为氨基咪唑喹啉类（即IQ型HAs）、氨基咪唑喹喔啉类（即2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉型HAs）、氨基咪唑吡啶类（主要为PhIP）。研究表明AIAs的骨架形成于美拉德反应中氨基酸和己糖的Strecker降解反应，并与肌酸等必要前体物质反应最终生成AIAs。
氨基咔啉类形成机制
通常认为ACs是在高于300 ℃的条件下由蛋白质、氨基酸热降解生成，仅Norharman和Harman可在较低的温度下形成。也正由于多数ACs的形成条件较为苛刻，因此，相关研究较少，反应机制尚不明确。目前仅Harman与Norharman两种β-咔啉类HAs的形成机制较为明确，而绝大多数ACs的形成机制只了解其反应的第一步。色氨酸被认为是β-咔啉类HAs的前体物质，添加一定量的色氨酸能显著促进化学模型体系中Norharman和Harman的形成。
3、传统肉制品中杂环胺的定性与定量分析
本文依据该分类方法，对现有研究报道的各传统肉制品中分析检出的HAs种类及总含量的范围进行了汇总，结果如表1所示（点击下方阅读原文即可查看）。从分析检出的HAs来看，传统肉制品中的HAs种类多，但不同产品间差异很大。其中IQ、MeIQ、MeIQx、PhIP、AαC、MeAαC、Trp-P-1、Trp-P-2等被IARC列为2A、2B类致癌物的HAs广泛存在于各类传统肉制品中，潜在的食品安全风险较高。相比之下，尽管同为2B类致癌物，但Glu-P-1与Glu-P-2在传统肉制品中鲜有研究，这可能与这两个化合物的相关研究较少有关。此外，化合物Harman与Norharman在研究报道的几乎所有传统肉制品样本中均有检出。虽然这两个β-咔啉类HAs未被IARC列入致癌物中，也不具有致癌性，但研究表明两者可以显著增强其他HAs的诱变活性，起协同诱变作用，因此需要特别关注。
4、传统肉制品中杂环胺的影响因素与减控
传统肉制品中HAs的影响因素
影响肉制品中HAs形成主要有前体物质与加工工艺及参数两个主要影响因素，其中前体物质因素主要受到包括原料（肉）的种类与品质以及外源添加的糖、氨基酸等前体物质的影响；而加工工艺及参数则主要包括热处理方式、热处理时间与温度两个方面。
对于不同原料的加工适宜性问题，不同的畜禽肉也会对产品中HAs的含量与组成产生显著影响，通常牛肉、羊肉这类畜肉易于HAs的形成，而禽肉及鱼肉中HAs含量相对较低。
传统肉制品中HAs的减控
本文对现有传统肉制品中HAs的减控研究结果进行了汇总与梳理。传统肉制品中HAs的减控方法已有不少研究与报道，而且很多减控方法对HAs有较好的抑制效果，可以有效提高传统肉制品的安全性。其中，通过合理选择食物类型特别是选择适宜的原料肉与配料，可以直接从底物水平对HAs的形成进行减控。而对于加工工艺的优化，目前的研究主要集中在双阶段干燥、热风射流干燥、过热蒸汽红外光波烤制、红外蒸汽烤制以及定量卤制方面，这些新的加工方法的应用也可以有效地抑制HAs的形成。相较而言，添加外源抑制剂是目前传统肉制品中研究最多的HAs减控方法。其中桂皮、甘草、红花椒、大料、丁香、良姜、草果等香辛料的添加已有广泛的研究，此外添加各类植物提取物以及抗氧化剂也都有较好的抑制效果。
5、传统肉制品中杂环胺研究存在的问题与研究趋势
01
现有研究存在的问题
通过对现有传统肉制品中HAs含量、形成与减控研究结果的汇总可以看出，传统肉制品中HAs含量高，而现有的研究存在一些不足之处，主要表现在以下几个方面：
1）HAs的形成规律不明确。
2）原料的加工适宜性研究薄弱。
3）现有的HAs减控方法研究较为单一。
4）缺乏系统的HAs减控技术。
5）HAs的减控机制不明确。
02
研究趋势
由于目前传统肉制品中的HAs仍存在很多问题亟待研究与解决，因此未来本领域的研究可以从以下几个方面开展：
1）明确传统肉制品中HAs的形成规律与关键工序。
2）明确不同原料的加工适宜性。
3）传统加工工艺的优化与革新。
4）传统配方的调整与新外源抑制剂的添加。
5）开发适用于传统肉制品的HAs综合减控技术。
6）研究传统肉制品中HAs的靶向抑制技术，并揭示其抑制的机制。
本文《传统肉制品中杂环胺研究进展》来源于《食品科学》2022年43卷5期316-327页，作者：程轶群，雷阳，周兴虎，金福源，汪昌保，黄明。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200927-338。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
南京农业大学研究生(南京农业大学研究生院)