烹调肉制品中杂环胺的检测技术和控制手段研究进展

※专题论述
食品科学
2011, Vol. 32, No. 13 347
基有关[15]。然而，最新研究表明表没食子儿茶素没食子 酸酯(EGCG)抑制 PhIP 生成的机制与 EGCG 清除自由基无 关，而是由于 EGCG 与苯丙氨酸经 Strecker 降解产生的 中间体苯乙醛形成了一系列稳定的加合物，从而阻断了 苯乙醛进一步与肌苷酸反应生成 PhIP[16]。 2.1 采用合理的烹调方式
近年来迅速发展的串联质谱(M S ) 技术，主要包括 气相色谱串联质谱( G C - M S ) 和高效液相色谱串联质谱 (LC-MS)，应用于复杂肉制品中杂环胺的检测，具有其 他方法不可比拟的优势。LC-MS 很好地结合了色谱良好 的分离能力和质谱的高灵敏度和高选择性，并且通过高 效液相色谱串联二级质谱(LC-MS-MS)可以达到更佳的选 择性。LC-MS 和 LC-MS-MS 是目前检测肉制品中杂环胺 的最佳方法[12] 。气相色谱法( G C ) 和气相色谱串联质谱 (GC-MS)也可用于杂环胺的检测，但是由于大部分杂环 胺极性较大且难挥发，只有少数杂环胺经衍生化后可采 用 GC 或 GC-MS 检测，但应用并不广泛[3]。
并且建议减少这些化合物的暴露量[2]。 过去 30 年间，国外研究人员对杂环胺进行了广泛
的研究，概括起来主要分为以下四个方面：第一，肉 制品中杂环胺的分离富集和定性定量分析[ 3- 4]；第二， 杂环胺形成的影响因素和控制手段[5]；第三，杂环胺形 成的反应机制[6]和抑制剂对杂环胺的抑制机理[7]；第四， 杂环胺的体内致癌、致突变机制[8]和抑制剂在体内对杂 环胺所引发的致突变性和致癌性的抑制效果和机理[9]。 本文将简要介绍烹调肉制品中杂环胺的分离富集和检测 技术，并着重分析肉制品加工过程中生成杂环胺的控制 途径。
2 肉制品加工过程中杂环胺产生的控制手段
目前从烹调肉制品中，分离和鉴定出的杂环胺已近 30 种。由于杂环胺具有强烈的致癌性和致突变性，如 何控制肉制品加工过程中杂环胺的产生是研究人员迫切 需要解决的问题。影响杂环胺产生的最主要因素是烹调 方式( 包括烹调方法、温度、时间等) ，采用合理的烹 调方式可以有效地抑制杂环胺的产生。另外，合理添 加一些合成或天然抗氧化剂也可有效地抑制杂环胺的产 生。然而，人工合成抗氧化剂如丁基羟基茴香醚(BHA) 和二丁基羟基甲苯( B HT ) 等都具有一定的潜在毒性[ 14 ] ， 所以天然抗氧化剂和天然植物组织等成为了替代人工合 成抗氧化剂以控制杂环胺产生的理想选择。关于抗氧化 剂抑制杂环胺生成的反应机理，大多数研究人员普遍认 为与抗氧化剂清除 Maillard 反应中间产物的不稳定自由
Research Progress of Detection Technologies and Control Measures for Heterocyclic Amines in Cooked Meat
..
LU
Mei，ZENG
Mao-mao，CHEN
Jie*
(State Key Laboratory of Food Science and Technology, School of Food Science and Technology, Jiangnan University,
Wuxi 214122, China)
Abstract ：Heterocyclic amines (HAs) are mutagenic and carcinogenic compounds formed in high-protein foods such as meat
and fish during cooking. Current sample pretreatment technologies and detection methods for HAs in cooked meats are
1 烹调肉制品中杂环胺的分离富集与检测技术
由于杂环胺在烹调肉制品中仅以痕量水平存在， 并且烹调后肉制品的组分相当复杂，因此采用高效 的分离富集和灵敏的检测方法，对于分析肉制品中
收稿日期：2010-09-25 基金项目：国家自然科学基金项目(20976071；31000751)；江苏省自然科学基金项目(BK2009614)；
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2011, Vol. 32, No. 13 345
烹调肉制品中杂环胺的检测技术和控制手段 研究进展
吕 美，曾茂茂，陈 洁 *
(食品科学与技术国家重点实验室，江南大学食品学院，江苏 无锡
214122)
摘 要：杂环胺是烹调肉和鱼等高蛋白食物过程中形成的一类致癌致突变化合物。本文概述烹调肉制品中杂环胺的 前处理方法和检测技术，并重点阐述肉制品加工过程中产生杂环胺的控制手段。 关键词：杂环胺；烹调食品；检测技术；控制手段
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杂环胺的含量至关重要。 1.1 肉制品中杂环胺的分离富集方法
一般在检测肉制品中的杂环胺之前，需首先对样品 中的杂环胺类物质进行分离富集，主要包括沉淀蛋白， 去除脂肪以及通过液液萃取、固相萃取、超临界流体 萃取和蓝棉等一系列分离富集步骤。由 Gross 等[10]提出 的固相支持下进行液液萃取而后再用阳离子交换和 C18 固 相萃取的方法，近几年来几乎成为分析杂环胺的标准前 处理方法，图 1 描述了该方法的简要流程。其他的方法 均是在 Gross 等[10]的方法上进行改进，但基本的原理和 方法不变。经典的样品前处理方法可概括为：第 1 步， 沉淀蛋白，采用氢氧化钠溶液溶解、均质样品，并通 过离心或过滤去除蛋白质；第 2 步，液液萃取与使用吸 附剂萃取结合使用，通过连续的酸碱分配过程来实现。 通常使用硅藻土作为吸附剂，水相以薄层的形式在化学 惰性基质上分散，用二氯甲烷将杂环胺洗脱下来，同 时在二氯甲烷中加入少量甲苯会改善提取效率；第 3 步，两个固相萃取过程，使用强阳离子柱包括丙基磺 酸柱(PRS)以及反相 C18 柱来实现[3]；最后，通过氮气吹 干浓缩。
浓缩：N 2 吹干
图 1 样品中杂环胺的分离富集方法 Fig.1 Separation and enrichment procedures of heterocyclic amines in
samples
1.2 肉制品中杂环胺的检测方法 过去 30 年，高效液相色谱 - 紫外法(HPLC-UV)无疑
国家星火计划项目(2008GA690137) 作者简介：吕美(1986 —)，女，硕士研究生，研究方向为食品蛋白质功能。E-mail：lumei2010@ * 通信作者：陈洁(1969 —)，女，教授，博士，研究方向为食品蛋白质功能。E-mail：chenjie@
样品制备(3～4g 肉样与 10mL 1mol/L 的 NaOH 溶液超声振荡 1h)
↓ 提取 13g 硅藻土与 75mL 含体积分数 5% 甲苯的二氯甲烷混合
↓
纯化(500mg 的 PRS 柱)
↓ PRS 柱的干燥(抽真空法Cl ② 15mL MeOH 与 0.1mol/L HCl 体积比 3:2 ③ 2mL H2O
中图分类号：TS251.1
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2011)13-0345-05
饮食习惯是诱发癌症的重要因素之一，人们的日常 饮食中有许多致癌物质，如苯并芘、N 亚硝基化合物、 多环芳烃和杂环胺等。杂环胺(heterocyclic amines， HAs)是烹调富含蛋白质的食物过程中蛋白质或氨基酸热 解产生的一类具有致癌致突变作用的多环芳香族化合 物。1977 年，日本科学家首次在烤鱼和烤牛肉制品中 发现杂环胺[1]，到目前为止，从高温烹调肉制品中分离 和鉴定出的杂环胺已近 30 种。国际癌症研究中心(IRAC) 将 2- 氨基 -3,4- 二甲基咪唑[4,5-f]喹啉(MeIQ)、2- 氨基 -3,8二甲基咪唑[4,5-f]喹啉(8-MeIQx)、2- 氨基 -1 甲基 -6- 苯 基咪唑[4,5-b]吡啶(PhIP)、2- 氨基 -9H- 吡啶[2,3-b]吲哚 (AαC)、2- 氨基 -3- 甲基 -9H- 吡啶[2,3-b]吲哚(MeAαC)、 3- 氨基 -1,4- 二甲基 -5H- 吡啶[4,3-b]吲哚(Trp-P-1)、3- 氨 基 -1- 甲基 -5H- 吡啶[4,3-b]吲哚(Trp-P-2)以及 2- 氨基 -6- 甲 基二吡啶[1,2-a:3 ,2, -d,]咪唑归类为可疑致癌物(2B 级)，而 2- 氨基 -3- 甲基咪唑[4,5-f]喹啉(IQ)为潜在致癌物(2A 级)，
油煎、油炸和烧烤等直接与火接触或与灼热的金属 表面接触的高温烹调方法，产生的杂环胺含量最大；其 次是焙烤和烘焙等间接传热和较低温度的烹调方式，产 生中等含量的杂环胺；炖、焖、煨、煮等低温( 低于 1 0 0 ℃) 且水分较多的烹调方式几乎没有杂环胺产生[ 17] 。 在烹调肉、鱼制品中，应避免采用与火焰直接接触的 烹调方式，并控制好加热的时间，这样可以有效地控 制杂环胺的生成。另外，生肉在进行煎炸之前，进行 适当的微波处理也可以大幅减少杂环胺的生成量。研究 表明经过 3min 微波前处理后，尽管杂环胺生成的前体物 质( 肌酸、肌酸酐、氨基酸和糖) 、水分和脂肪只减少 了 3 0 % ，但煎炸后肉制品中杂环胺的生成量减少了 90%～95%[18]。 2.2 添加人工合成的抗氧化剂
summarized, and the stress is put on introducing approaches for controlling their formation in the processing of meat products.
Key words：heterocyclic amines；cooked foods；detection technology；control measures
是定性定量分析食品中杂环胺的常规方法。通过比较样 品与标样的二极管阵列检测器产生的特征紫外吸收光谱 可对样品中的杂环胺类物质进行定性，对于可以产生荧 光信号的杂环胺类化合物的检测通常同时使用荧光检测 器与紫外检测器进行定量[11]。然而，由于肉制品经预处 理后仍有大量共提物，而被测物杂环胺的浓度非常低， 色谱峰干扰较大，同时一些干扰物的紫外吸收光谱图与 被测物比较接近，因此 HPLC-UV 法通常难以进行准确 的定性定量分析。