王凱 徐文泱 楊慶懿

摘 要：目前食品熱加工中小分子污染物研究正向分子化、模擬化、全程化方向發(fā)展，本文對(duì)食品中熱加工過程中小分子污染物的形成及其控制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為抑制其形成提供參考。

關(guān)鍵詞：熱加工;小分子污染物;形成;控制

1 污染物在食品中的形成與控制

近幾年來，食品熱加工中產(chǎn)生的污染物/有害物已經(jīng)引起了世界范圍內(nèi)科研工作者的高度重視。食品的熱加工是現(xiàn)代食品工藝中不可或缺的加工工序，有提高消化率真、產(chǎn)生良好風(fēng)味、殺死病蟲細(xì)菌等優(yōu)點(diǎn)。但食品原料成分受熱發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，在形成各種獨(dú)特風(fēng)味的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些小分子副產(chǎn)物，如污染物丙烯酰胺、雜環(huán)胺、呋喃等，會(huì)危害食品安全，威脅人們的健康。它們的生成途徑、控制方法及機(jī)理已成為了研究熱點(diǎn)。以丙烯酰胺為例，已有研究表明[1]，丙烯酰胺在熱加工過程中主要通過天冬酰胺途徑和非天冬酰胺途徑兩種方式形成。它主要來源于富含淀粉的熱加工食品，可通過控制原料中天冬酰胺和還原糖的含量，降低熱加工溫度，縮短加工時(shí)間，改變加工方式如真空油炸以及添加丙烯酰胺抑制劑等。通過研究，相關(guān)科研人員發(fā)現(xiàn)含有呋喃的食品幾乎都經(jīng)過熱加工處理，其含量高的食品大多是罐裝食品[2]。呋喃的主要來源曾被認(rèn)為是糖類的熱降解和重排。呋喃及其衍生物與食品風(fēng)味的形成有關(guān)，其形成途徑有以下幾種：還原性糖的熱降解或美拉德反應(yīng);氨基酸的熱降解;抗壞血酸的熱氧化;多不飽和脂肪酸的熱氧化;類胡蘿卜素的氧化。呋喃的預(yù)防性控制技術(shù)包括改變加工方式如改變加熱模式、降低加熱溫度以及添加抑制反應(yīng)的物質(zhì)或減少反應(yīng)底物，去除性控制方式包括真空處理和電離輻射。雜環(huán)胺的形成和溫度的高低有關(guān)。對(duì)于雜環(huán)胺的控制研究主要集中在以下方面：在生產(chǎn)過程中添加茶多酚、黃酮等抑制雜環(huán)胺的生成;研究表明[3]，維生素在化學(xué)模擬體系中可抑制雜環(huán)胺的生成。維生素C和異維生素C可有效清除吡嗪陽離子自由基，抑制雜環(huán)胺的生成。5-羥甲基糠醛廣泛存在于含有糖類物質(zhì)的植物和食品中，它是美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)及抗壞血酸氧化分解反應(yīng)的共同中間產(chǎn)物。其中對(duì)5-羥甲基糠醛的控制可采取改變加熱方式、加工程序，控制溫度及時(shí)間、pH值、添加劑的類型及用量等措施。如采用碳酸鈉代替碳酸氫銨能有效減少餅干烘烤過程中5-羥甲基糠醛的形成。微波結(jié)合熱空氣烘烤處理可顯著降低5-羥甲基糠醛的生成，在模擬體系及焙烤食品中用非還原糖或多元醇替代還原糖抑制5-羥甲基糠醛的生成。

2 二氧化硫的抑制研究

相比于其他熱加工過程中產(chǎn)生的污染物，食品中二氧化硫的生成及控制研究相對(duì)較少，方強(qiáng)[4]發(fā)現(xiàn)，蘋果酒發(fā)酵中二氧化硫的控制要點(diǎn)是在濃縮蘋果汁稀釋液中添加磷酸氫二銨和硫酸銨，以此來調(diào)整氮含量，以利于酒精發(fā)酵結(jié)束后保持相對(duì)較低的結(jié)合二氧化硫。在進(jìn)行蘋果酒乳酸發(fā)酵時(shí)，選用降解二氧化硫能力、結(jié)合乙醛能力較強(qiáng)的酒類酒球菌，并結(jié)合乙醛最大降解率的時(shí)間（6周降解為37.38 mg/L）和有機(jī)酸代謝的時(shí)間來控制游離二氧化硫的釋放。方志飛[5]對(duì)市場上筍制品的二氧化硫本底含量進(jìn)行了摸底檢測，但并未闡明二氧化硫本底的來源和控制途徑。

3 污染物的抑制研究方向

對(duì)于食品熱加工過程中產(chǎn)生的小分子污染物的控制研究已成為各國食品安全研究的熱點(diǎn)方向。目前的研究趨勢主要包括以下幾個(gè)方面：對(duì)污染物的形成和代謝機(jī)理研究逐漸向分子層面轉(zhuǎn)變，通過對(duì)代謝的干預(yù)實(shí)現(xiàn)污染物的抑制;將組學(xué)技術(shù)和感知監(jiān)測相結(jié)合在線檢測危害物的形成，強(qiáng)化食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警;采用生化分析、數(shù)學(xué)模擬和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)加工過程進(jìn)行全程監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)

[1]Mottram D S，Wedzicha B L，Dodson A T.Acrylamide is formed in the Maillard reaction.[J].Nature，2002，419（6906）：448-449.

[2]Stich，Hans F，Rosin，Miriam P，Wu，Chiu H，等.Clastogenicity of furans found in food[J].Cancer Letters，13（2）：89-95.

[3]Daniel Wong，Ka-Wing Cheng，Mingfu Wang.Inhibition of heterocyclic amine formation by water-soluble vitamins in Maillard reaction model systems and beef patties[J].Food Chemistry，2012，133（3）：p.760-766.

[4]方強(qiáng).蘋果酒發(fā)酵中SO2的控制及其對(duì)蘋果酸乳酸發(fā)酵的影響[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[5]方志飛.筍制品中二氧化硫的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D].海口：海南大學(xué)，2010.

基金項(xiàng)目：湖南省市場監(jiān)督管理局科技計(jì)劃項(xiàng)目（2020KJJH05）。

作者簡介：王凱（1976—），男，漢族，湖南常德人，本科，工程師。研究方向：食品質(zhì)量與安全。