高温处理对羊肉中主要有害物质的影响

高天丽， 李林强， 张 兰， 刘永峰， 廖 晶， 赵 晶

（陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710062）

煎、炸、烤是3种较普遍的肉类高温处理方式，煎肉、炸肉及烤肉以其诱人的色泽和独特的风味深受广大消费者青睐，但过度的高温处理会对肉品质产生不利影响，如促使亚硝酸盐、反式脂肪酸和多环芳烃等有害物质的增加。亚硝酸盐主要指亚硝酸钠和亚硝酸钾，是国家允许用于肉及肉制品生产加工中的食品添加剂，具有发色、护色、抑菌、防腐等作用[1-2]。但过量食用会导致人体缺氧，对健康有较大危害，且在一定条件下可转化为具有强致癌性的亚硝基化合物[3-4]。目前关于亚硝酸盐的研究主要集中于熟肉制品中使用量和残留量的调研及测定方法的建立[5-6]。反式脂肪酸（TFAs）是分子中含有一个或多个反式双键的非共轭不饱和脂肪酸，大量食用含TFAs的食物会加速动脉硬化，导致心脑血管疾病、糖尿病和老年痴呆等[7-8]。C18：1trans-9作为食品中主要的TFAs对其研究较少。PAHs是由两个或两个以上苯环以不同方式排列构成的有机化合物，具有较强的诱癌作用，在环境、生物体及食品中都有存在，食品中的PAHs主要源于不恰当的烹制方式，如烧烤、煎炸、烟熏等[9-11]。然而，对于煎、炸、烤高温处理羊肉中亚硝酸盐、TFAs及PAHs 3种有害物质还未进行系统研究。

鉴于此，作者选用陕西横山羊肉，分别进行煎、炸、烤高温处理，并对处理后羊肉中亚硝酸盐、C18：1trans-9和PAHs 3种有害物质进行研究，从而确定不同时间或温度梯度下3种高温处理方式对羊肉中有害物质的影响，为系统评价横山羊肉品质提供参考，同时为人们选择有害物质较少的肉制品高温处理方式提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料选择

横山羊腿部肉，购于榆林洋洸农牧业有限公司，-20℃冷冻储藏。食盐、料酒、花椒、八角、小茴香、桂皮、植物油、姜、大葱等辅料均购于西安华润万家超市。

1.2 主要试剂及仪器设备

反式油酸甲酯标准品：Sigma-Aldrich公司产品；PAHs混合标准品：Sigma-Aldrich公司产品。

2010 ultra单四极杆气相色谱-质谱联用仪：日本岛津公司产品；Breeze1525高效液相色谱仪、Waters2487紫外检测器：美国Waters公司产品；HC-C18色谱柱 （5 μm，4.6 mm×250 mm）： 美 国Agilent公司产品。

1.3 处理方式

冷冻横山羊肉在4℃冰箱中解冻24 h，剔除表面筋膜和脂肪，分割为1 cm×1 cm×3 cm的肉块。取分割好的肉样2000 g，平均分为10组，每组200 g，每组约15～20块。随机取其中1组作为对照组（不做任何处理），另外9组为试验组。作者参考已报道的方法[12-14]，结合家庭烹饪的实际条件，在多次预实验的基础上，确定了3种高温处理工艺及时间和温度梯度。9个试验组分别按如下方式处理：

取分割好的肉样200 g，清洗干净后加入50 mL水，添加辅料，搅拌均匀后浸渍60 min，分别进行煎、炸、烤处理，制品冷却至室温，用于分析检测。

煎制处理：加油50 mL，肉样在RT2135多功能电磁炉 226～228℃下分别煎制 2、3、4 min， 煎至处理时间一半时翻面一次。

炸制处理：加油200 mL，肉样在RT2135多功能电磁炉 226～228℃下分别炸制 3、4、5 min， 炸制过程中不断搅拌。

烤制处理：不加油，肉样分别在YXY-90A电热食品烘炉160、180、200℃的温度下烤制40 min，烤至20 min时翻面一次。

1.4 肉品质指标测定方法

1.4.1 亚硝酸盐质量分数测定 按照《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》（GB 5009.33-2010）中分光光度法进行测定。

1.4.2 反式油酸质量分数测定 取5 g剪碎的肉样，加入 100 mL V（氯仿）∶V（甲醇溶液）=2∶1，连接冷凝回流装置，于40℃水浴提取30 min，加20 mL饱和氯化钠溶液静置，分层后取下层溶液旋转蒸发，分离得脂肪粗提物备用。按照《动植物油脂 脂肪酸甲酯制备》（GB/T 17376-2008）中三氟化硼法对脂肪粗提物进行甲酯化。甲酯化后的样品及反式油酸标准品在相同条件下进行气相色谱-质谱 （GCMS）检测。以反式油酸标准品峰面积和质量浓度建立标准曲线，采用峰面积外标法分析样品中反式油酸的质量分数。

1.5 统计分析

所有标品及样品均重复测定3次，结果取平均值。试验数据均采用Microsoft Excel进行计算，SPSS 21.0中ANOVA进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 高温处理后羊肉中亚硝酸盐测定结果

经煎、炸、烤3种高温处理后横山羊肉中亚硝酸盐质量分数测定结果见图1。对照组中亚硝酸盐质量分数为3.76 mg/kg，与之相比，3种高温处理均可显著增加其质量分数（p＜0.05），其中4 min煎制处理的羊肉中亚硝酸盐质量分数最高，为32.53 mg/kg，超过了《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760-2014）[16]中规定的最大残留量30.00 mg/kg，其他高温处理条件下羊肉中亚硝酸盐含量主要在10～25 mg/kg之间，可见煎、炸、烤高温处理对羊肉中亚硝酸盐含量影响较大。对于煎制，亚硝酸盐质量分数随处理时间延长逐渐增加 （p＜0.05）。对于炸制，同煎制结果相似，处理时间越长，亚硝酸盐质量分数越高（p＜0.05），其中3 min处理组羊肉中亚硝酸盐质量分数最低，为13.17 mg/kg。对于烤制，160℃处理的羊肉中亚硝酸盐质量分数最低，180℃质量分数最高（p＜0.05）。考虑到亚硝酸盐对人体健康的不利影响[17]，煎制以2～3 min较优，炸制以3～4 min较优，烤制以160℃较优。

图1 3种高温处理下羊肉中亚硝酸盐质量分数测定结果Fig.1 Results of nitrite content with three hightemperature treatments on goat meat

2.2 高温处理后羊肉中反式油酸质量分数测定结果

经煎、炸、烤3种高温处理后横山羊肉中C18：1trans-9质量分数测定结果见图 2。 对照组中 C18：1trans-9的质量分数为0.21 g/kg，与之相比，3种高温处理均可显著增加其质量分数 （p＜0.05），其中4 min和5 min炸制处理羊肉中C18：1trans-9质量分数较高，分别为 5.24 g/kg 和 8.01 g/kg，其他处理组的 C18：1trans-9质量分数主要介于2～3 g/kg之间，可见煎、炸、烤高温处理对羊肉中C18：1trans-9质量分数影响较大。对于煎制，不同处理时间对羊肉中C18：1trans-9质量分数影响差异不显著（p＞0.05）。 对于炸制，羊肉中 C18：1trans-9质量分数随处理时间的延长逐渐增大（p＜0.05），其原因可能与处理时间越长，浸入羊肉中的植物油越多有关。对于烤制，160℃和180℃烤制的羊肉中C18：1trans-9质量分数差异不明显（p＞0.05），200 ℃处理的羊肉中C18：1trans-9质量分数显著增加（p＜0.05）。反式脂肪酸对人体健康有一定危害[18]，因此煎制以2～4 min较优，炸制以3 min较优，烤制以160～180℃较优。

2.3 高温处理后羊肉中多环芳烃测定结果

图2 3种高温处理下羊肉中C18：1 trans-9质量分数测定结果Fig.2 Results of C18：1 trans-9with three high-temperature treatments on goat meat

经煎、炸、烤3种高温处理后横山羊肉中PAHs测定结果见表1。对照组中只有萘和苣2种PAHs，其含量分别为 3.99 μg/kg 和 0.59 μg/kg，煎、炸处理的羊肉中检测出8种PAHs，较对照组另检出了菲、芘、苯并[a]蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘和二苯并[a，h]蒽；烤制处理的羊肉中共检测出7种PAHs，较煎、炸处理未检出二苯并[a，h]蒽。较之对照组，部分处理组可增加羊肉中萘质量分数，所有处理组都可增加苣质量分数（p＜0.05），可见煎、炸、烤高温处理对羊肉中PAHs影响较大。对于煎制，不同处理时间对羊肉中萘、苣质量分数无显著影响（p＞0.05）；2 min和3 min处理的羊肉中菲、芘、苯并[a]芘和二苯并[a，h]蒽质量分数均低于4 min，但苯并[a]蒽质量分数较高（p＜0.05）；2 min 处理的羊肉中苯并[k]荧蒽质量分数最低（p＜0.05）。对于炸制，不同处理时间对羊肉中萘、苣质量分数无影响（p＞0.05）；除不具有致癌性的菲外，3 min处理的羊肉中其他PAHs质量分数均最低（p＜0.05）。对于烤制，160℃处理的羊肉中萘质量分数低于 180 ℃（p＜0.05），菲和苯并[a]芘质量分数最低（p＜0.05），芘质量分数与180℃和200℃处理间无差异 （p＞0.05）；160℃和180℃处理的羊肉中苣和苯并[k]荧蒽质量分数较低（p＜0.05）。考虑到PAHs的致癌性[19]，煎制以2～3 min较优，炸制以3 min较优，烤制以160℃较优。

表1 3种高温处理下羊肉中PAHs测定结果Table 1 Results of PAHs with three high-temperature treatments on goat meat μg/kg

3 讨论

亚硝酸盐能引起高铁血红蛋白症，导致组织缺氧、血压降低和血管扩张，并能和胃内胺类物质形成亚硝胺，对胃黏膜有较高的致癌作用[21-22]。煎、炸、烤3种高温处理对羊肉中亚硝酸盐含量有较大影响，其部分原因与不同处理条件下羊肉制品本身的干物质含量有关。法律对亚硝酸盐的使用量及残留量有强制性规定，我国《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定，熏腌、烧烤、油炸等肉制品中亚硝酸盐的使用量不得超过0.15 g/kg，最大残留量为30 mg/kg[23]。试验结果显示除煎制4 min外，其他高温处理组羊肉中亚硝酸盐含量均未超过我国强制性标准规定的最大残留量。煎制4 min、炸制5 min、烤制180℃和200℃时，羊肉中亚硝酸盐质量分数较高，不利于人体健康。因此，就亚硝酸盐含量而言，煎制以2～3 min较优，炸制以3～4 min较优，烤制以160℃比较安全。

反式脂肪酸能增加人体中低密度脂蛋白，降低高密度脂蛋白，引发内皮功能改变和系统炎症等，大量TFAs还会降低细胞膜的通透性和对胆固醇的利用率[24-26]。WHO和 FAO建议TFAs最大摄取量应低于总能量的1%；丹麦食品法律规定油脂中TFAs质量分数不得超过2%；美国、加拿大要求强制性标示食品中TFAs质量分数；荷兰、日本等国家也在探讨食品中TFAs的最低限量[27]。横山羊肉中质量分数最多的 TFAs 是 C18：1trans-9，与康旭升[28]、李书国等[29]的报道相同。3种高温处理都增加了羊肉中C18：1trans-9的质量分数，煎制和炸制主要是由于处理过程中加入的植物油所致，烤制主要是因为处理过程中的热作用[30]。 煎制时间在 2～4 min 时，羊肉中 C18：1trans-9质量分数无明显差异。4 min和5 min炸制的羊肉中C18：1trans-9质量分数较高，这与相关报道[30-31]焙烤和油炸食品中TFA含量较高的结果一致。在200℃下烤制的羊肉中C18：1trans-9质量分数较高，其原因可能是顺式脂肪酸在高温作用下异构化转变为TFAs[32]。因此，就 C18：1trans-9质量分数而言，煎制处理以 2～4 min较优，炸制以3 min适宜，烤制以160～180℃适宜。

PAHs种类较多，含4个及以下苯环的PAHs称为 “轻PAHs”，含4个以上苯环的PAHs称为 “重PAHs”，重PAHs性质更稳定，毒性更强，其中苯并[a]芘为最具毒性的PAHs[33-34]。对照组中只存在萘和苣两种轻PAHs，萘不具有致癌性；苣可能致癌，但其含量非常低，不足以对人体造成危害。3种高温处理对羊肉中PAHs组分及含量有影响，这与陆红梅等[11]关于煎炸、烤制和烟熏食物中多环芳烃研究结果相似，其主要原因是烹制温度过高时，肉中有机物受热分解，经过环化、聚合等反应生成 PAHs，致使羊肉中PAHs的组分及含量发生改变[35]。煎制和炸制处理的肉样中重PAHs有苯并 [a]芘和二苯并[a，h]蒽，烤制处理肉样中重 PAHs只有苯并[a]芘，其原因主要是羊肉在烤箱中烤制，其温度较低、肉样与热源距离较远且辐射受热均匀，这与Rey-Salgueiro等[36]关于不同热源和燃料烤制面包所得结果一致。欧盟规定熏肉及其制品中苯并[a]芘最大限量为 2 μg/kg，我国熏烤肉中苯并[a]芘限量为 5 μg/kg[37]。煎、炸、烤高温处理后羊肉中苯并[a]芘质量分数均低于2 μg/kg，且PAHs各组分含量明显低于潘虹[20]研究的烤猪肉中PAHs的质量分数，其主要原因是高温处理过程中未采用明火直接加热。当煎制时间为4 min、炸制时间为4 min和5 min、烤制温度为180℃和200℃时，羊肉中大部分PAHs质量分数较高，这与Rose等[38]研究的烧烤食物距热源距离越近，烧烤时间越长，某些PAHs质量分数会增加的结果一致。

4 结语

煎、炸、烤3种高温处理方式对横山羊肉中有害物质影响较大，且不同处理时间及温度条件下各有害物质差异也较大。综合分析评价3种高温处理后羊肉中亚硝酸盐、反式油酸和多环芳烃的种类与含量， 得出在 226～228 ℃下煎制 2～3 min、226～228℃下炸制3 min、160℃下烤制40 min，羊肉中3类有害物质的含量较低。