CN107183546A - 一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法 - Google Patents

一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，包括，将天然复配香辛料与牛肉糜混合，成型，放入烤箱烤制。本发明所提供的天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，能有效大幅降低烤牛肉中结合态杂环胺的含量,使烤肉制品食用更安全，且方法成本低，可适用于大规模工厂化生产。本发明所提供的天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，降低结合态杂环胺含量，还能保证烤肉制品的风味更加浓香持久。本发明所提供的天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，完全符合天然、绿色、健康的发展趋势。

Description

一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法。
背景技术
杂环胺(Heterocyclic Amines,HAs)是在高温烹调肉、鱼等富含动物源蛋白原料过程中，由于组织中蛋白质、氨基酸、肌酸酐和肌酸发生热分解，由碳、氮、氢组成的一类具有致癌、致突变多环芳香族化合物。研究表明，长期摄入含HAs的肉制品可显著提高人类患癌风险。因此，HAs的研究已成为食品安全界的关注热点之一。迄今为止，已从高温肉制品中鉴定、分离并采用Ames/Salmonella实验验证具有致癌致突变性的HAs30余种。根据其结构与生成途径，可主要分为两大类：氨基咪唑氮杂芳烃类(aminoimidazoazarenes,AIAs)和氨基咔啉类(carbolines)。AIAs主要包括：喹啉类、吡啶类和喹喔啉类，由葡萄糖、游离氨基酸、肌酸和肌酸酐在300℃以下经热反应生成，其结构中均含有咪唑环，α位上的氨基可在体内转化为具有致癌、致突变性的N-羟基化合物。同时AIAs也可称为IQ型杂环胺或极性杂环胺。氨基咔啉类杂环胺主要包括：α-咔啉、β-咔啉、γ-咔啉和δ-咔啉，由蛋白质或氨基酸在高于300℃时热解产生，其致癌、致突变活性与IQ型杂环胺相比较弱，也可称为非IQ型杂环胺或非极性杂环胺。其中AαC、MeAαC两种α-咔啉类杂环胺被国际癌症研究机构(IARC)定义为潜在致癌物。
结合态杂环胺是指杂环胺与蛋白质相结合形成的加合物。我国是肉制品生产、加工与消费大国，主要产品有烤牛肉饼、烤羊肉串、烤肠等。杂环胺类物质普遍存在于日常市售烧烤制品中，其中结合态杂环胺总量最高可达到微克级别。
因此，有效控制及降低肉制品中结合态杂环胺含量的方法受到学术界的广泛关注，并且成为食品安全领域的关注热点之一。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有烤肉制品存在结合态杂环胺含量高的问题，提出了本发明。
因此，本发明目的是提供一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，包括，将天然复配香辛料与牛肉糜混合，成型，放入烤箱烤制。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述天然复配香辛料的质量是牛肉糜质量的0.1～2％。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述天然复配香辛料包括辣椒、花椒或黑胡椒中的一种或几种。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述所述天然复配香辛料包括辣椒、花椒和黑胡椒，其中，辣椒占天然复配香辛料质量的10％～30％；花椒占天然复配香辛料质量的30～60％；黑胡椒占天然复配香辛料质量的10～60％。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述辣椒中的辣椒素含量为0.05～0.3％。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述黑胡椒中的胡椒碱含量为5～10％。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述花椒中的花椒麻素含量为0.05～0.2％。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述天然复配香辛料，其是在20000～25000r/min的条件下打碎后过200～400目筛得到的天然复配香辛料粉末。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述放入烤箱烤制，其烤制温度为200～230℃，湿度为80～95％，烤制时间为15～25min。
作为本发明所述一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其中：所述牛肉糜，其肌酐酸含量为0.70～0.95mg/g。
本发明所具有的有益效果：
(1)本发明所提供的天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，能有效大幅降低烤牛肉中结合态杂环胺的含量,使烤肉制品食用更安全，且方法成本低，可适用于大规模工厂化生产。
(2)本发明所提供的天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，降低结合态杂环胺含量，还能保证烤肉制品的风味更加浓香持久。
(3)本发明所提供的天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，完全符合天然、绿色、健康的发展趋势。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
将新鲜牛肉用绞肉机制成牛肉糜，用苦味酸法测得牛肉糜中肌酐酸含量0.85mg/g。
将辣椒、花椒和黑胡椒在21000r/min的条件下打碎后过200目筛得到辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉。辣椒中，辣椒素含量为0.20％；黑胡椒中，胡椒碱含量为6％；花椒中，花椒麻素含量为0.10％。
将得到的辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉加入所述牛肉糜中，用料理机将其混合均匀，转速为21000r/min，时间为2min。用6cm的培养皿将其制成直径6cm，厚度1cm，重约40g的牛肉饼，其中辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉的添加总量占所述牛肉饼重量的0.5％；其中，辣椒的添加比例为20％，花椒的添加比例为40％，黑胡椒的添加比例为40％。
将肉饼置于烤箱中，在225℃、湿度为90％的条件下烤制20min，每一面各10min。
将烤制的牛肉饼分别用粉碎机粉碎，准确称取4g样品与30mL 1mol/L氢氧化钠溶液混合，均质1min后加入14g硅藻土并搅拌均匀。混合物中加入50mL乙酸乙酯进行30min的超声波萃取，同样的萃取进行两次，剩下的混合物进行抽滤，抽滤液与上清液中为游离态杂环胺。剩下的混合物挥干有机溶剂后装入水解瓶内，加入40mL 6mol/L盐酸，于110℃下水解24h，得到杂环胺的水解液，此部分所含杂环胺为结合态杂环胺。取10mL水解液上样到预先分别用6mL甲醇、水、0.1mol/L盐酸和乙酸乙酯活化的Waters Oasis MCX固相萃取小柱，再分别用6mL 0.1mol/L盐酸和水冲洗小柱。小柱真空吹干后，用6mL氨化甲醇(甲醇氨水体积比为19:1)洗脱。最终得到的洗脱液利用氮气吹干，并用300μL甲醇复溶。复溶液以12000g离心10min后，收集上清液使用美国Waters公司的UPLC-TQD超高效液相色谱串联四级杆质谱联用仪对其中所含的杂环胺进行测定。
其中，超高效液相色谱串联四级杆质谱的条件分别为：色谱条件：色谱柱：ACQUITY BEH C18柱(2.1mm×50mm，1.7μm)；柱温：35℃；流动相：A相为10mmol/L乙酸铵，B相为100％乙腈；洗脱梯度：0～0.1min为90％A，0.1～18min为10％～30％B，18～20min为30％～100％B，20～20.1min为100％～10％B；流速：0.3mL/min；样品室温度：4℃；柱温：35℃；进样量：1μL。
质谱条件：选择多反应监测技术(Multi Reaction Monitoring,MRM)；离子化方式：电喷雾(ESI)正离子模式二级质谱；离子源温度：120℃；脱溶剂气温度：350℃；毛细管电压：3.5kV；锥孔气流量(氮气)：50L/h；脱溶剂气流量(氮气)：800L/h；碰撞气流量(氩气)：0.13mL/min；扫描范围：2～2000Da。
实施例2
将新鲜牛肉用绞肉机制成牛肉糜，用苦味酸法测得牛肉糜中肌酐酸含量0.75mg/g。
将辣椒、花椒和黑胡椒在21000r/min的条件下打碎后过200目筛得到辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉。辣椒中，辣椒素含量为0.05％；黑胡椒中，胡椒碱含量为10％；花椒中，花椒麻素含量为0.2％。
将得到的辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉加入所述牛肉糜中，用料理机将其混合均匀，转速为21000r/min，时间为2min。用6cm的培养皿将其制成直径6cm，厚度1cm，重约40g的牛肉饼，其中辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉的添加总量占所述牛肉饼重量的1％；其中，辣椒的添加比例为30％，花椒的添加比例为60％，黑胡椒的添加比例为10％。
将肉饼置于烤箱中，在225℃、湿度为90％的条件下烤制20min，每一面各10min。
将烤制的牛肉饼分别用粉碎机粉碎，准确称取4g样品与30mL 1mol/L氢氧化钠溶液混合，均质1min后加入14g硅藻土并搅拌均匀。混合物中加入50mL乙酸乙酯进行30min的超声波萃取，同样的萃取进行两次，剩下的混合物进行抽滤，抽滤液与上清液中为游离态杂环胺。剩下的混合物挥干有机溶剂后装入水解瓶内，加入40mL 6mol/L盐酸，于110℃下水解24h，得到杂环胺的水解液，此部分所含杂环胺为结合态杂环胺。取10mL水解液上样到预先分别用6mL甲醇、水、0.1mol/L盐酸和乙酸乙酯活化的Waters Oasis MCX固相萃取小柱，再分别用6mL 0.1mol/L盐酸和水冲洗小柱。小柱真空吹干后，用6mL氨化甲醇(甲醇氨水体积比为19:1)洗脱。最终得到的洗脱液利用氮气吹干，并用300μL甲醇复溶。复溶液以12000g离心10min后，收集上清液使用美国Waters公司的UPLC-TQD超高效液相色谱串联四级杆质谱联用仪对其中所含的杂环胺进行测定。
其中，超高效液相色谱串联四级杆质谱的条件分别为：色谱条件：色谱柱：ACQUITY BEH C18柱(2.1mm×50mm，1.7μm)；柱温：35℃；流动相：A相为10mmol/L乙酸铵，B相为100％乙腈；洗脱梯度：0～0.1min为90％A，0.1～18min为10％～30％B，18～20min为30％～100％B，20～20.1min为100％～10％B；流速：0.3mL/min；样品室温度：4℃；柱温：35℃；进样量：1μL。
质谱条件：选择多反应监测技术(Multi Reaction Monitoring,MRM)；离子化方式：电喷雾(ESI)正离子模式二级质谱；离子源温度：120℃；脱溶剂气温度：350℃；毛细管电压：3.5kV；锥孔气流量(氮气)：50L/h；脱溶剂气流量(氮气)：800L/h；碰撞气流量(氩气)：0.13mL/min；扫描范围：2～2000Da。
实施例3
将新鲜牛肉用绞肉机制成牛肉糜，用苦味酸法测得牛肉糜中肌酐酸含量0.85mg/g。
将辣椒、花椒和黑胡椒在21000r/min的条件下打碎后过200目筛得到辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉。辣椒中，辣椒素含量为0.3％；黑胡椒中，胡椒碱含量为10％；花椒中，花椒麻素含量为0.2％。
将得到的辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉加入所述牛肉糜中，用料理机将其混合均匀，转速为21000r/min，时间为2min。用6cm的培养皿将其制成直径6cm，厚度1cm，重约40g的牛肉饼，其中辣椒粉、花椒粉和黑胡椒粉的添加总量占所述牛肉饼重量的1.5％；其中，辣椒的添加比例为10％，花椒的添加比例为40％，黑胡椒的添加比例为50％。
将肉饼置于烤箱中，在225℃、湿度为90％的条件下烤制20min，每一面各10min。
将烤制的牛肉饼分别用粉碎机粉碎，准确称取4g样品与30mL 1mol/L氢氧化钠溶液混合，均质1min后加入14g硅藻土并搅拌均匀。混合物中加入50mL乙酸乙酯进行30min的超声波萃取，同样的萃取进行两次，剩下的混合物进行抽滤，抽滤液与上清液中为游离态杂环胺。剩下的混合物挥干有机溶剂后装入水解瓶内，加入40mL 6mol/L盐酸，于110℃下水解24h，得到杂环胺的水解液，此部分所含杂环胺为结合态杂环胺。取10mL水解液上样到预先分别用6mL甲醇、水、0.1mol/L盐酸和乙酸乙酯活化的Waters Oasis MCX固相萃取小柱，再分别用6mL 0.1mol/L盐酸和水冲洗小柱。小柱真空吹干后，用6mL氨化甲醇(甲醇氨水体积比为19:1)洗脱。最终得到的洗脱液利用氮气吹干，并用300μL甲醇复溶。复溶液以12000g离心10min后，收集上清液使用美国Waters公司的UPLC-TQD超高效液相色谱串联四级杆质谱联用仪对其中所含的杂环胺进行测定。
其中，超高效液相色谱串联四级杆质谱的条件分别为：色谱条件：色谱柱：ACQUITY BEH C18柱(2.1mm×50mm，1.7μm)；柱温：35℃；流动相：A相为10mmol/L乙酸铵，B相为100％乙腈；洗脱梯度：0～0.1min为90％A，0.1～18min为10％～30％B，18～20min为30％～100％B，20～20.1min为100％～10％B；流速：0.3mL/min；样品室温度：4℃；柱温：35℃；进样量：1μL。
质谱条件：选择多反应监测技术(Multi Reaction Monitoring,MRM)；离子化方式：电喷雾(ESI)正离子模式二级质谱；离子源温度：120℃；脱溶剂气温度：350℃；毛细管电压：3.5kV；锥孔气流量(氮气)：50L/h；脱溶剂气流量(氮气)：800L/h；碰撞气流量(氩气)：0.13mL/min；扫描范围：2～2000Da。
实施例4
将上述实施例1～3的测定结果分析整理，具体结果见下表。
表中为空白牛肉饼及添加本发明三种实施例所述混合香辛料后牛肉饼中结合态杂环胺的含量(ng/g)。
注:每个条件的杂环胺含量为三个重复，结果以均值±标准偏差表示；括号内为相对空白牛肉饼添加本发明混合香辛料后对特定杂环胺的抑制率。
从表中可以看出，本发明中混合香辛料对致癌性较强的α-咔啉类杂环胺AαC、MeAαC和含量较高的β-咔啉类杂环胺Harman、Norharman具有显著的抑制效果。
实施例5
将实施例1～3制得的牛肉饼预处理后，进行风味物质测定，具体为：取8mL反应反应液于15mL的顶空瓶中，立即封盖，在50℃水浴中恒温35min后，插入萃取头，探头置于样品的上部，萃取时间40min，将萃取好的探头从顶空瓶中取出，立即在GC-MS联用仪上直接热解吸，热解吸温度250℃，解吸时间3min，同时启动仪器采集数据。
GC条件：DB-WAX毛细管柱(30m×O.25mm，0.25μm)；进样口温度250℃；载气为氮气；流速1.2mL/min；分流比为10：1；升温程序：40℃保持2min，然后以3℃/min升至200℃，接着以5℃/min升至250℃，保持5min。
Ms条件：电子电离源；电子能量70eV：灯丝发射电流20μA；离子源温度200℃；接口温度250℃；全扫描；质量扫描范围m/z 33～495。
风味物质测定结果显示，相比对空白牛肉饼，实施例1～3中的烤牛肉主要风味物质吡嗪的量有了不同程度的提升，这对提升牛肉饼的风味品质有很大作用。
由此可见，本发明所提供的天然复合香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，能有效大幅降低烤牛肉中结合态杂环胺的含量,使烤肉制品食用更安全，且方法成本低，可适用于大规模工厂化生产；本发明所提供的天然复合香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，降低结合态杂环胺含量，还能保证烤肉制品的风味更加浓香持久；本发明所提供的天然复合香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，完全符合天然、绿色、健康的发展趋势。
值得一提的是，本发明申请人经过大量试验以及创造性劳动，分析出牛肉中的肌酐酸含量在一定范围内，能够减少在后期加工中结合态杂环胺的产生。并且在实验过中还发现，本发明所涉及的三种天然复配香辛料单独使用效果一般，例如辣椒对PhIP的抑制效果很好，而对另外几种杂环胺是没有效果的。因此本发明所达到的突出的抑制效果，是在一种协同作用下实现的，即是优选肌酐酸的含量、优选三种天然酰胺类活性成分的配比、优选它们与牛肉质量的配比、优选烘烤条件以及优选辣椒中的辣椒素含量、优选黑胡椒中的胡椒碱含量、优选花椒中的花椒麻素的共同作用下实现的。其作用点在于，能够抑制肌肝通过环化和脱水步骤形成分子中的氨基咪唑部分，抑制吡嗪和吡啶阳离子自由基或碳中心自由基的参与美拉德反应形成杂环胺。优秀风味物质吡嗪类在此也得到一定程度的保护。游离态在较高温度下生成，而结合态可以在较低温度下生成，因此研究结合态杂环胺具有比游离态杂环胺更加大的意义。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于，包括：
将天然复配香辛料与牛肉糜混合，成型，放入烤箱烤制。
2.如权利要求1所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述天然复配香辛料的质量是牛肉糜质量的0.1～2％。
3.如权利要求1或2所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述天然复配香辛料包括辣椒、花椒或黑胡椒中的一种或几种。
4.如权利要求3所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述所述天然复配香辛料包括辣椒、花椒和黑胡椒，其中，辣椒占天然复配香辛料质量的10％～30％；花椒占天然复配香辛料质量的30～60％；黑胡椒占天然复配香辛料质量的10～60％。
5.如权利要求4所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述辣椒中的辣椒素含量为0.05～0.3％。
6.如权利要求4所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述黑胡椒中的胡椒碱含量为5～10％。
7.如权利要求4所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述花椒中的花椒麻素含量为0.05～0.2％。
8.如权利要求1、2、4、5、6或7中任一项所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述天然复配香辛料，其是在20000～25000r/min的条件下打碎后过200～400目筛得到的天然复配香辛料粉末。
9.如权利要求8所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述放入烤箱烤制，其烤制温度为200～230℃，湿度为80～95％，烤制时间为15～25min。
10.如权利要求1、2、4、5、6、7或9中任一项所述基于天然复配香辛料降低结合态杂环胺含量的方法，其特征在于：所述牛肉糜，其肌酐酸含量为0.70～0.95mg/g。
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