抗氧化剂对油炸肉制品品质及杂环胺形成的影响

李明杨，陈胜慧子，牛希跃，许 倩，任晓镤,*，彭增起

（1.塔里木大学生命科学学院，南疆特色农产品深加工兵团重点实验室，新疆 阿拉尔 843300；2.南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095）

油炸是一种常见的肉制品加工方法，在我国肉制品加工领域占有重要地位，其制备过程快速便捷，能赋予产品诱人的表面色泽和令人愉悦的香味而广受消费者喜爱。如今，随着我国传统肉类菜肴工业化进程的深入，油炸肉制品逐渐成为日常饮食不可或缺的一部分。然而在高温油炸过程中，随着加热温度和加热时间的延长，肌肉组织内一系列的物理化学变化会导致肉制品品质的劣化，同时伴随着杂环胺（heterocyclic amines，HAs）等致癌致畸类化合物的生成。在热加工肉制品中添加一些外源抗氧化剂被认为是有效改善肉制品品质和控制HAs形成的有效措施之一[1-2]。GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》中规定允许添加至油炸肉制品的抗氧化剂共有8 种，分别为茶多酚（tea polyphenols，TP）（以儿茶素计）、甘草提取物（glycyrrhiza extract，GE）（以甘草酸计）、迷迭香提取物（包括迷迭香酸（rosmarinci acid，RA）和鼠尾草酸（carnosic acid，CA））、山梨酸及其钾盐（potassium sorbate，PS）（以山梨酸计）、植酸/植酸钠（phytic acid，PA）、竹叶提取物（extract of bamboo leaves，BL）及茶黄素（theaflavins，TF）[3]。

对于不同种类的抗氧化剂，不同的学者得出其对油炸肉制品品质及HAs形成的影响有一定差异。多位学者研究证实主要成分为儿茶素的绿茶提取物能够有效抑制热加工肉制品中HAs的形成[4-6]，Haskaraca等[7]则指出绿茶提取物对炸鸡腿和炸鸡翅中HAs的形成无显著影响，而Awney[8]却发现低浓度的绿茶提取物可能由于其促氧化作用而诱导HAs的形成。另外，有研究指出，迷迭香提取物对牛肉饼中2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,8-dimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，8-MeIQx）的抑制率高达92%，对2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]-pyridine，PhIP）的抑制率为85%，提取物中的抗氧化活性成分，例如鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酚和迷迭香酸等具有活性邻二酚羟基结构，能够有效清除阳离子自由基，进而起到对2 种HAs有效的抑制活性[9]。对于我国国家标准规定的允许添加至油炸肉制品中的8 种抗氧化剂，由于其不同的抗氧化活性，对油炸肉制品中HAs的形成有不同影响，但截至目前鲜见关于其对不同油炸肉制品品质及HAs形成影响的系统报道。本研究全面系统分析8 种抗氧化剂在GB 2760—2014允许最大添加量条件下对炸鸡肉饼、炸牛肉饼和炸猪肉饼品质的影响，旨在为油炸肉制品的生产加工提供理论指导，为这些抗氧化剂在实际生产生活中更广泛的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜猪肉里脊、牛肉里脊和鸡胸肉 市购；实验所用8 种抗氧化剂均为GB 2760—2014规定允许添加至油炸肉制品中使用的种类：TF、BL 南通飞宇生物科技有限公司；儿茶素、甘草酸、RA、CA、植酸钠、PS（纯度＞90%） 上海源叶生物科技有限公司；12 种HAs标准品：2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹啉（2-amino-3-methyl-imidazo[4,5-f]-quinoline，IQ）、2-氨基-3,4-二甲基咪唑并[4,5-f]喹啉（2-amino-3,4-dimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoline，MeIQ）、8-MeIQx、2-氨基-3,4,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,4,8-trimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，4,8-DiMeIQx）、2-氨基-3,7,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,7,8-trimethyl-imidazo[4,5-f]-quinoxaline，7,8-DiMeIQx）、9H-吡啶并[3,4-b]吲哚（9H-pyrido[3,4-b]indole，Norharman）、1-甲基-9H-吡啶并[3,4-b]吲哚（1-methyl-9H-pyrido[3,4-b]indole，Harman）、PhIP、3-氨基-1-甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚（3-amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b]indole，Trp-P-2）、3-氨基-1,4-二甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚（3-amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido[4,3-b]-indole，Trp-P-1）、2-氨基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚（2-amino-9H-pyrido[2,3-b]indole，AαC）和2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚（2-amino-3-methyl-9H-pyrido[2,3-b]indole，MeAαC） 加拿大Toronto Research Chemicals试剂公司；Oasis MCX（60 mg，3 mL）固相萃取小柱 美国Waters公司；硅藻土 德国Merck公司；甲醇（色谱纯） 美国Tedia试剂公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

1290 Infinity超高效液相色谱系统 美国安捷伦公司；TS8绞肉机 意大利FAMA工业公司；EF101-V油炸锅常州国华电器有限公司；CR-400色度仪 日本Konica Minolta公司；LGJ-10C冷冻干燥机 北京四环科学仪器厂；ME104E电子天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；PHB-4便携式pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；T25高速匀浆机 德国IKA集团；C-LM3型嫩度仪 东北农业大学工程学院；Allegra 64R台式高速冷冻离心机 美国贝克曼库尔特有限公司；TA XT Plus物性测试仪 英国Stable Micro Systems公司；ZGDCY-12干式氮吹仪 上海梓桂仪器有限公司；SBEQ-CR1012型固相萃取装置 德国CNW公司。

1.3 方法

1.3.1 炸肉饼的制备

将原料肉清洗干净，去除表面的脂肪和筋膜层，用绞肉机绞碎后分组，参照GB 2760—2014规定允许使用的最大添加量分别添加8 种不同抗氧化剂，其中TP、TF、RA、CA的添加量为0.3 g/kg，BL添加量为0.5 g/kg，GE和PA添加量为0.2 g/kg，PS添加量为0.075 g/kg，未添加外源物质的处理组设置为对照组（CK），充分混合均匀后置于4 ℃平衡4 h；称取平衡后的原料肉20.0 g，采用培养皿（直径6.0 cm，深度1.5 cm）定型后置于油炸锅中进行油炸处理，200 ℃油炸4 min；油炸后的样品冷却至室温，称质量计算油炸损失率，测定色差值，测定HAs含量的样品切成小块后置于冷冻干燥机冻干处理，其他样品真空包装后置于-20 ℃冰箱中保存备用。

1.3.2 水分含量

参照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》直接干燥法测定。

1.3.3 油炸损失率

通过准确称取不同处理组样品油炸前后质量的变化，按下式计算：

1.3.4 pH值

采用便携式pH计进行测定，参照GB 5009.237—2016《食品pH值的测定》，称取0.5 g肉样，置于5 mL 0.1 mol/L氯化钾溶液中匀浆，10 000 r/min匀浆2 min，测定匀浆液的pH值。

1.3.5 色差值

采用便携式色差仪测定不同处理组样品表面的色差值，分别记录不同处理组油炸样品的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）。每个样品测定5 个位点，结果取平均值。

1.3.6 剪切力

采用嫩度仪测定不同处理组油炸肉制品的嫩度，具体为：油炸后的样品用双面刀取1 cm×1 cm×2 cm的长条形样品，用嫩度仪沿垂直方向进行横切，每个处理组测定8～10 个样品，记录剪切力值，计算平均值。

1.3.7 质构特性

采用物性测试仪对炸肉饼进行质构分析，结果选取硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性6 个指标评价。将各组样品切成1 cm×1 cm×1 cm的正方体样品，参照Zeng Maomao等[10]的方法进行质构分析，质构分析条件：探头P/50，测试前速率3.0 mm/s，测试速率2.0 mm/s，测试后速率3.0 mm/s，压缩比为50%，2 次压缩时间间隔为5.0 s。

1.3.8 HAs提取及含量测定

参照李明杨等[11]的方法。提取收集的洗脱液氮吹后用甲醇复溶，采用超高效液相色谱-质谱联用系统进行鉴定和定量分析。

色谱条件：Acquity UPLC BEH C18色谱柱（2.1 mm×100 mm，1.7 μm）；采用二元流动相梯度洗脱，流动相A为10 mmol/L pH 6.8乙酸铵，流动相B为100%乙腈；洗脱梯度：0.1 min，90% A，10% B；0.1～18 min，90%～70% A，10%～30% B；18～20 min，70%～0% A，30%～100% B；20～20.1 min，0%～90% A，100%～10% B；流速0.3 μL/min，柱温35 ℃，进样量2 μL。

质谱条件：电喷雾离子源（electrospray ionization，ESI），正离子模式；毛细管电压3.5 kV；离子源温度120 ℃；脱溶剂气温度400 ℃；使用Masslynx 4.1进行数据采集和处理。

1.4 数据处理

采用SPSS 22进行实验数据统计分析，ANOVA和Duncan多重比较用于评价不同处理组之间的差异，P＜0.05，差异显著；所有实验均重复3 次，结果以计。

2 结果与分析

2.1 抗氧化剂对炸肉饼水分含量的影响

如图1所示，油炸处理后3 种肉制品中的水分含量有一定差异，其中炸鸡肉饼的水分含量相对较高，而炸牛肉饼的水分含量则较低；添加8 种不同抗氧化剂后，其对3 种炸肉饼的水分含量影响不同。对于炸鸡肉饼，水分含量相对最高的是BL处理组，而相对最低的是CA处理组，并且前者的水分含量显著高于后者（P＜0.05），将各处理组按水分含量从高到低排序：BL＞RA＞PA＞PS＞GE＞TF＞CK＞TP＞CA。对于炸牛肉饼处理组，PA处理组的水分含量显著高于除CA和BL以外的所有处理组（P＜0.05），而GE处理组的水分含量则显著最低（P＜0.05），各处理组按水分含量从高到低排序：PA＞CA＞BL＞PS＞RA＞TP＞TF＞CK＞GE。对于炸猪肉饼，CK和TF处理组的水分含量显著低于其他各处理组（P＜0.05），其次为TP处理组，也显著低于剩余各处理组（P＜0.05），而剩余各组的水分含量无显著差异（P＞0.05），各处理组按水分含量从高到低排序：PA＞RA＞BL＞PS＞GE＞CA＞TP＞CK＞TF。从上述结果可以看出，在选择的8 种抗氧化剂中，PA、BL、RA和PS具有较好保持油炸肉制品水分含量的能力，而其他各种抗氧化剂对不同种类的肉制品所表现出的保持水分含量能力各不相同。

图1 添加不同抗氧化剂对炸肉饼水分含量的影响Fig. 1 Effects of different antioxidants on moisture contents of deep-fat fried meat patties

2.2 抗氧化剂对炸肉饼油炸损失率的影响

如图2所示，牛肉饼在油炸过程中的油炸损失率比鸡肉饼和猪肉饼高，并且所添加的8 种抗氧化剂对不同种类炸肉饼油炸损失率的影响有一定差异。对于炸鸡肉饼，其损失率介于49.11%～52.79%之间，与CK组相比，TP、BL、PA和PS均显著降低其油炸损失率（P＜0.05），其中降低效果相对最好的是BL，而添加其他4 种抗氧化剂对炸鸡肉饼的油炸损失率无显著影响（P＞0.05）。各处理组按油炸损失率从高到低排序：CA＞CK＞RA＞TF＞GE＞PS＞PA＞TP＞BL。对于炸牛肉饼，其油炸损失率介于55.73%～62.71%之间，GE处理组的油炸损失率显著最高（P＜0.05），CA处理组则相对最低，其余各组之间差异均不显著（P＞0.05），按油炸损失率从高到低排序：GE＞BL＞RA＞TF＞PS＞CK＞TP＞PA＞CA。对于炸猪肉饼，其油炸损失率为49.14%～52.14%，其中RA和CA处理组的油炸损失率显著低于CK组（P＜0.05），其他各组与CK组之间的差异不显著（P＞0.05），按油炸损失率从高到低排序：TF＞CK＞TP＞PA＞BL＞PS＞GE＞CA＞RA。上述结果表明，BL对降低炸鸡肉饼的油炸损失率较为有效，而CA则能有效降低炸牛肉饼和炸猪肉饼的油炸损失率，表明不同抗氧化剂在不同种类油炸肉制品中具有不同作用效果。

图2 添加不同抗氧化剂对炸肉饼油炸损失率的影响Fig. 2 Effects of different antioxidants on cooking loss of deep-fat fried meat patties

2.3 抗氧化剂对炸肉饼pH值的影响

从图3可以看出，不同种类油炸肉制品的pH值有一定差异，其中炸鸡肉饼的pH值介于6.08～6.25之间，炸牛肉饼的pH值介于6.11～6.20之间，炸猪肉饼的pH值介于5.95～6.01之间，这与Raza等[12]报道的正常情况下肉制品的pH值在5.2～7.0之间一致；同时发现，不同种类抗氧化剂的添加对油炸肉制品的pH值也有较大影响。对于炸鸡肉饼，与CK相比，PA的添加显著增加了炸鸡肉饼的pH值（P＜0.05），而TP、TF、BL、GE和CA的添加则显著降低了炸鸡肉饼的pH值（P＜0.05），PS和RA则对其pH值无显著影响（P＞0.05）；对于炸牛肉饼，除CA显著增加炸牛肉饼的pH值（P＜0.05）外，其他7 种抗氧化剂对炸牛肉饼的pH值均无显著影响（P＞0.05）；炸猪肉饼中，8 种抗氧化剂的添加均显著增加其pH值（P＜0.05），其中TP处理组的pH值相对最高（P＜0.05）。从以上结果可以看出，CA的添加对3 种油炸肉制品的pH值均有显著影响，但是对不同种类的肉制品影响不同，其他抗氧化剂对不同种类油炸肉制品的影响各不相同。

图3 添加不同抗氧化剂对炸肉饼pH值的影响Fig. 3 Effects of different antioxidants on pH of deep-fat fried meat patties

2.4 抗氧化剂对炸肉饼色差值的影响

如图4所示，不同抗氧化剂对3 种炸肉饼的L*、a*和b*值影响不同。对于炸鸡肉饼，与CK相比，TP、CA和PS的添加对炸鸡肉饼的L*值无显著影响（P＞0.05），TF和BL的添加显著降低了炸鸡肉饼的L*值（P＜0.05），而GE、RA和PA的添加则使炸鸡肉饼的L*值显著增加（P＜0.05）；TF和BL的添加显著增加炸鸡肉饼的a*值（P＜0.05），其余6 种抗氧化剂的添加则对炸鸡肉饼的a*值无显著影响（P＞0.05）；TF和RA能显著降低炸鸡肉饼的b*值（P＜0.05），BL则使其b*值显著增高（P＜0.05），而其余5 种抗氧化剂对炸鸡肉饼的b*值无显著影响（P＞0.05）。对于炸牛肉饼，整体而言，8 种抗氧化剂的添加对炸牛肉饼色差值的影响不大，除TP显著降低了炸牛肉饼的a*值和b*值（P＜0.05），TF显著降低a*值（P＜0.05）外，其他各处理组与CK组之间均无显著差异（P＞0.05）。对于炸猪肉饼，与CK组相比，TP、GE、RA、CA、PA和PS均使炸猪肉饼的L*值显著增加（P＜0.05），TF则显著降低其L*值（P＜0.05），BL的添加对L*值的影响不显著（P＞0.05）；TP和TF显著降低了炸猪肉饼的a*值（P＜0.05），其余6 种抗氧化剂对a*值无显著影响（P＞0.05）；TF能够显著降低炸猪肉饼的b*值（P＜0.05），但RA和CA的添加则使b*值显著增加（P＜0.05），其余各组与CK组差异不显著（P＞0.05）。

图4 添加不同抗氧化剂对炸肉饼色差值的影响Fig. 4 Effects of different antioxidants on the color of deep-fat fried meat patties

2.5 抗氧化剂对炸肉饼剪切力的影响

如图5所示，不同种类抗氧化剂对油炸肉制品的嫩度表现出不同改善作用。对于炸鸡肉饼，除TP处理组的剪切力与CK组无显著差异（P＞0.05）外，其他7 种抗氧化剂的添加均显著降低了炸鸡肉饼的剪切力（P＜0.05），其中添加PS处理组的剪切力显著最低（P＜0.05），比CK组的剪切力降低27%，其次为BL处理组（降低17%），按剪切力从高到低排序：CK＞TP＞TF＞CA＞RA＞GE＞PA＞BL＞PS。对于炸牛肉饼，GE的添加对炸牛肉饼剪切力无显著影响（P＞0.05），其他7 种抗氧化剂均显著降低炸牛肉饼的剪切力（P＜0.05），但这7 种抗氧化剂之间无显著差异（P＞0.05），按剪切力从高到低排序：CK＞GE＞TF＞PS＞PA＞BL＞RA＞CA＞TP。对于炸猪肉饼，PA对炸牛肉饼剪切力无显著影响（P＞0.05），剩余7 种抗氧化剂均显著降低炸牛肉饼的剪切力（P＜0.05），但相互之间无显著差异（P＞0.05），并且PA处理组的剪切力与这7 组之间差异不显著（P＞0.05），按剪切力从高到低排序：CK＞PA＞RA＞PS＞TP＞BL＞GE＞TF＞CA。从上述结果可以看出，除个别处理组外，抗氧化剂的添加均能够显著降低炸肉饼的剪切力，有效改善其嫩度。

图5 添加不同抗氧化剂对炸肉饼剪切力的影响Fig. 5 Effects of different antioxidants on the shear force of fried meat patties

2.6 抗氧化剂对炸肉饼质构特性的影响

由图6可知，所选8 种抗氧化剂对炸肉饼质构特性不同评价指标的影响不同。对于炸鸡肉饼，相比于CK组，TP、BL、GE、RA、PA和PS的添加均显著降低炸鸡肉饼的硬度（P＜0.05），而CA则显著增加其硬度（P＜0.05）；所选8 种抗氧化剂的添加对炸鸡肉饼的弹性、内聚性和回复性均无显著影响（P＞0.05）；TF、GE、CA和PA均显著增加炸鸡肉饼的胶着性和咀嚼性（P＜0.05），其他处理组与CK组无显著差异（P＞0.05）。对于炸牛肉饼，抗氧化剂的添加对其质构特性影响较小，与CK组相比，8 种抗氧化剂的添加对炸牛肉饼的硬度、内聚性、咀嚼性和回复性均无显著影响（P＞0.05）；TP和PA显著降低其弹性（P＜0.05）；CA显著降低其胶着性（P＜0.05）；其他处理组与CK组无显著差异（P＞0.05）。对于炸猪肉饼，抗氧化剂的添加对其质构特性影响较大，与CK组相比，添加8 种抗氧化剂处理组的硬度、弹性、胶着性和咀嚼性均显著降低（P＜0.05），其中BL处理组的硬度相对最低，比CK组降低47%，CA组的胶着性和咀嚼性均为相对最低，比CK组分别降低58%和60%；TP和CA的添加显著降低了炸猪肉饼的内聚性（P＜0.05）；而PA和PS则使炸猪肉饼的回复性显著增加（P＜0.05）。总体而言，8 种抗氧化剂的添加对油炸肉制品有不同程度的影响，其中对炸猪肉饼的影响较大，而对炸牛肉饼的影响相对较小。

图6 添加不同抗氧化剂对炸肉饼质构特性的影响Fig. 6 Effects of different antioxidants on texture characteristics of deep-fat fried meat patties

2.7 抗氧化剂对炸肉饼HAs形成的影响

油炸肉制品中HAs的提取及定量分析参照李明杨等[11]的方法进行，该方法已广泛应用于HAs的相关研究。如表1所示，回收率介于53%～108%之间，检出限（limit of detection，LOD）和定量限（limit of quantitation，LOQ）介于0.013～0.371 ng/g之间，这与相关文献报道的结果一致[10,13-14]。在12 种HAs标准品中（表2），炸鸡肉饼中检测出PhIP、8-MeIQx、Harman和Norharman 4种HAs，而在炸牛肉饼和炸猪肉饼中检测出PhIP、8-MeIQx、4,8-DiMeIQx、Harman和Norharman 5种HAs，这与多位学者所报道的PhIP、8-MeIQx、Harman和Norharman等是肉制品日常烹饪过程中最常见HAs的结论保持一致[15-16]。不同种类炸肉饼中HAs的含量有较大差异，在CK组中，Harman是炸鸡肉饼中含量最高的HA，占总HAs的66%，其次为8-MeIQx，占总HAs的18%；而Norharman是炸牛肉饼和炸猪肉饼中含量最高的HA，分别占其总HAs的45%和29%，Harman和PhIP分别是2 种肉饼中含量第2高的HA，分别占HAs总量的23%和24%，这可能与不同原料肉中HAs前体物质的种类及含量密切相关[17]。

表1 12 种HAs标准品的定量分析特征Table 1 Figures of merit for quantitative analysis of 12 HA standard solutions

如表2所示，不同种类的抗氧化剂对不同HAs形成的影响有较大差异。对于炸鸡肉饼，8 种抗氧化剂的添加均显著抑制PhIP和8-MeIQx的形成（P＜0.05），其中PS对PhIP的抑制率相对最高（48%），其次为CA（43%）、PA（43%）、RA（40%）和BL（40%），这5 个处理组之间无显著差异（P＞0.05）；CA表现出对8-MeIQx相对最高的抑制率（56%），显著高于GE（31%）（P＜0.05），但与其他6 种抗氧化剂无显著差异（P＞0.05）；CA和PA对炸鸡肉饼中Harman和Norharman的形成有显著抑制作用（P＜0.05），而其他6 种抗氧化剂对这2 种HAs均无显著影响（P＞0.05）；PA、CA和PS显著降低炸鸡肉饼中总HAs的含量（P＜0.05），抑制率分别为35%、32%和13%，而其他抗氧化剂对总HAs无显著影响（P＞0.05）。对于炸牛肉饼，8 种抗氧化剂的添加显著抑制PhIP、8-MeIQx和4,8-DiMeIQx的形成（P＜0.05），最高抑制率为79%（TF抑制4,8-DiMeIQx处理组），CA对PhIP的抑制效果相对最佳，其抑制率（64%）显著高于其他各组（P＜0.05），而对于8-MeIQx，CA和BL的抑制效果显著优于其他6 组（P＜0.05）；所添加8 种抗氧化剂对Harman无显著影响（P＞0.05），TP和TF显著促进Norharman的形成（P＜0.05），其他6 种抗氧化剂则对Norharman的形成无显著影响（P＞0.05）；CA、BL和PS显著抑制炸牛肉饼中总HAs的形成（P＜0.05）。炸猪肉饼中，除TF处理组外，其他7 种抗氧化剂均能够显著抑制PhIP的形成（P＜0.05），其中BL表现出相对最强的抑制活性（抑制率为64%），其次为CA处理组（52%）；8 种抗氧化剂均能够显著抑制8-MeIQx和4,8-DiMeIQx的形成（P＜0.05），对8-MeIQx的抑制率介于71%～80%之间，并且各处理组之间无显著差异（P＞0.05），而BL、TP和PA对4,8-DiMeIQx表现出相对更好的抑制活性，抑制率分别为83%、81%和77%，显著高于其他5 组（P＜0.05）；8 种抗氧化剂对Harman和Norharman的形成均无显著影响（P＞0.05），但对炸猪肉饼中总HAs的含量却显著降低（P＜0.05），其中BL对总HAs表现出相对最佳的抑制效果，抑制率为49%，显著高于其他各组（P＜0.05），其次为TP和PA处理组，抑制率分别为41%和40%。总体而言，不同抗氧化剂对3 种炸肉饼中不同种类的HAs所表现出的抑制活性有一定差异，其中BL、CA、PA、TP、RA及PS对油炸肉制品中HAs的形成表现出更优的抑制活性。

表2 抗氧化剂对3 种炸肉饼HAs形成的影响Table 2 Effects of different antioxidants on the formation of HAs in deep-fat fried meat patties from three animal species ng/g

3 讨 论

热加工肉制品中添加一些具有抗氧化活性的食品添加剂以改善肉制品品质是近年来的研究热点，尤其是一些富含多酚化合物的天然植物提取物，由于其良好的自由基清除活性和金属离子螯合作用，能够有效抑制蛋白质和脂肪氧化产物的形成，减少HAs等致癌致畸化合物的产生[18-19]，进而改善肉制品的食用品质。本研究所选的8 种食品添加剂，均具有良好的抗氧化活性，其中TP、TF、RA和CA均为多酚类及其衍生物，BL和GE中富含多种多酚类化合物，包括异荭草素、荭草素、异牡荆素、牡荆素和苜蓿素等以及甘草素、甘草苷、异甘草素、异甘草苷等。国内外多位学者对其改善肉制品品质，尤其是抑制HAs形成进行了研究。Zhang Yan等[15]发现，在炸猪肉饼中添加0.20 g/kg的BL、GE、TP和PA能够有效抑制HAs的形成，其对MeIQx、4,8-DiMeIQx和PhIP的抑制率分别为12.84%～36.40%、11.63%～30.31%和27.50%～58.58%，其中BL是最有效的抗氧化剂，这与本研究结果保持一致。本研究中4 种抗氧化剂表现出更强抑制HAs形成的活性可能是由于所添加的抗氧化剂浓度更高所致。也有学者研究指出，BL对PhIP在炸猪肉和化学模型体系中均表现出有效的抑制活性，并且其抑制活性具有浓度依赖性，其对HAs的抑制活性与提取物中多酚化合物良好的自由基清除能力具有高度的相关性[20]。Gibis等[16]从油炸牛肉饼中共检测出4 种HAs，分别为PhIP、MeIQx、Harman和Norharman，添加1.5 g/kg迷迭香提取物对MeIQx的抑制率为57%，对PhIP的抑制率高达90%，但却显著促进了Harman和Norharman的形成。也有多位学者得出一些抗氧化活性提取物的添加对Harman和Norharman的形成有一定的促进作用或没有影响[10-11,14]，这可能与这2 种辅助致突物的形成机制密切相关，其形成不受原料肉中的肌酸或肌酐含量的影响，主要来自于一些氨基酸，例如色氨酸的热降解，葡萄糖是其形成的促进剂[21]。这可能也是本研究中8 种抗氧化剂对Harman和Norharman的形成无显著影响甚至还在一定程度上具有促进作用的原因。

热加工肉制品中HAs的形成与肉制品的品质指标也密切相关。有学者报道指出，肉制品的水分含量及热加工过程中的烹饪损失率对HAs的形成有重要影响，在热加工过程中，水分能够作为反应和物质传输的介质参与到各种化学反应中，肉中HAs形成的前体物质包括肌酸/肌酐、游离氨基酸、葡萄糖等，能够从肉的内部迁移到温度更高的表面，进而在外界高温的条件下形成大量的HAs[22]，因此一般而言，肉制品的烹饪损失率越高，产生的HAs越多[23-24]，可以通过增加肉制品中的水分含量或减少热加工过程中的水分损失而达到减少HAs的形成[25-26]。在本研究中，BL和CA是相对最有效的降低肉饼油炸损失率的食品添加剂，而这两者对HAs的形成也表现出相对最优的抑制活性。对本研究炸肉饼中HAs与其品质指标的Pearson相关性分析结果显示，在炸牛肉饼和炸猪肉饼中，PhIP和8-MeIQx的含量与炸肉饼的水分含量呈显著负相关（r为-0.570、-0.799和-0.604，P＜0.05），而与其蒸煮损失率呈显著正相关（r为0.437和0.438，P＜0.05）。Aaslyng等[27]指出肉制品中HAs含量与肉表面的颜色有关，肉的表面颜色越暗（L*值越低），HAs含量越高；Bula等[28]也得出结论，肉制品中HAs的形成与其色差值密切相关，尤其是与b*值呈显著相关，b*值越高，HAs含量越低。在本研究中，BL和CA处理组炸鸡肉饼和炸猪肉饼的b*值均显著高于CK组，而其对HAs的形成也表现出有效的抑制活性。Pearson相关性分析结果也表明，炸猪肉饼中的PhIP含量与其b*值呈显著负相关（r=-0.474，P＜0.05）。原料肉的种类也对HAs的形成有重要影响，本研究结果显示，CK组中炸牛肉饼的HAs含量相对最高，而炸鸡肉饼则相对最低，这可能是由于牛肉中的金属离子尤其是铁离子含量显著高于鸡肉，猪肉处于二者中间。铁离子是一种促氧剂，高温条件下能够通过与羟基和过氧化氢自由基发生反应加速氧化进程，进而促进HAs的形成[29]。另外，牛肉中的肌酸含量高于鸡肉，这也是牛肉中HAs含量更高的可能原因[30]。

对于不同抗氧化剂抑制热加工肉制品中HAs形成的可能机制，目前主要集中于2 个假说：一是抗氧化剂能够通过清除反应体系中的自由基而抑制HAs的形成，二是一些抗氧化剂能够通过捕获反应体系中的活性羰基化合物形成加合物进而中断HAs的形成通路而抑制其形成。Kato等[31]指出在化学模型和加热的鲣鱼肉中添加丁基羟基茴香醚（butylated hydroxyanisole，BHA）、芝麻酚和表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）等抗氧化剂能够显著抑制吡嗪阳离子自由基和碳中心自由基的电子自旋共振信号强度，并检测到HAs生成量的显著降低，指出这2 种自由基可能与HAs的形成有密切关系。Kikugawa等[32]通过向葡萄糖/甘氨酸模型体系中添加BHA、丁基羟基甲苯、含巯基化合物以及不饱和脂肪酸等抗氧化剂，进一步证实美拉德反应初始阶段生成的吡嗪阳离子自由基可能是反应中HAs形成的关键中间产物。Yu Chundi[33]和Shao Zeping[34]等则发现在化学模型体系中，烷氧基自由基参与了MeIQx、7,8-DiMeIQx和PhIP的形成过程，抗氧化剂对3 种HAs形成的抑制活性与其对烷氧基自由基的清除能力有一定关系。除了通过清除自由基抑制HAs的形成外，一些多酚类抗氧化剂能够与HAs形成的一些关键中间产物化合物形成加合物进而起到抑制HAs的形成。Cheng Kawing等[35]研究发现，柚皮素能够与苯乙醛经过脱去一分子水而形成苯乙醛-柚皮素加合物，进而抑制模型体系中PhIP的形成，从而提出了一种不同于自由基清除机制的抑制HAs形成的作用机制。随后，EGCG、芹菜素、木犀草素、山柰酚、槲皮素、异鼠李素、高车前素等多酚类抗氧化剂均被发现能够通过与苯乙醛形成加合物而抑制PhIP的形成[36-39]。这表明除清除自由基机制以外，抗氧化剂也能够通过捕获反应过程中的活性羰基化合物进而达到抑制HAs的形成。在本研究中，所选8 种抗氧化剂多为多酚类及其衍生物型抗氧化剂，其可能通过清除自由基机制或形成加合物机制而达到抑制HAs的形成，也可能是2 种机制共同作用的结果。

4 结 论

所选8 种抗氧化剂对3 种油炸肉制品表现出不同程度改善其食用品质及降低HAs形成的作用，其中BL及CA等抗氧化剂表现出较好的保持炸肉饼水分能力，有效改善其嫩度及质构等品质，显著抑制油炸过程中HAs的形成，具有良好的应用于油炸肉制品生产加工的潜力。