溫和條件下模型體系中燒烤風(fēng)味及雜環(huán)胺形成測定

呂慧超，彭增起*，劉森軒，MUNEER Jamali，李君珂，王復(fù)龍，惠 騰，崔保威，劉世欣

溫和條件下模型體系中燒烤風(fēng)味及雜環(huán)胺形成測定

呂慧超，彭增起*，劉森軒，MUNEER Jamali，李君珂，王復(fù)龍，惠 騰，崔保威，劉世欣

（國家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

以美拉德模型體系葡萄糖-肌酸酐-氨基酸（丙氨酸、蘇氨酸、甘氨酸）為研究對象，探索3 個體系在130 ℃條件下反應(yīng)3 h后風(fēng)味物質(zhì)及雜環(huán)胺的形成。采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法檢測表明，3 種模型均產(chǎn)生燒烤風(fēng)味物質(zhì)，主要為烷基吡嗪類。高效液相色譜分析表明，丙氨酸模型（Ⅰ）和甘氨酸模型（Ⅲ）均檢測到2-氨基-3,4-二甲基咪唑并[4,5-f]喹啉、2-氨基-3,4,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉和2-氨基-3,7,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉3 種雜環(huán)胺，蘇氨酸模型（Ⅱ）檢測到了2-氨基-3,4-二甲基咪唑并[4,5-f]喹啉和2-氨基-3,4,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉2 種雜環(huán)胺；3 種模型體系均未檢測到2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹啉和2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉。130 ℃溫和條件下，1.5 h內(nèi)各模型體系中雜環(huán)胺的生成量很少，1.5 h后雜環(huán)胺總量隨著加熱時(shí)間的延長逐漸增多，3 h時(shí)模型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中雜環(huán)胺總量分別為（375.50±15.80）、（414.00±18.40）、（363.50±12.20） ng/mL。本研究為肉制品加工尤其是烤肉制品加工如何控制加工條件，從而實(shí)現(xiàn)美拉德反應(yīng)定向控制、減少雜環(huán)胺的產(chǎn)生提供一定參考。

美拉德模型；溫和條件；燒烤風(fēng)味；雜環(huán)胺

美味、營養(yǎng)與安全是保證肉制品可持續(xù)消費(fèi)的重要因素[1]。燒烤肉制品因其獨(dú)特的風(fēng)味而備受歡迎，其燒烤風(fēng)味的形成機(jī)理主要是由肉中的天然組分在加熱條件下發(fā)生美拉德反應(yīng)而產(chǎn)生的。由于燒烤通常是在高溫（180～300 ℃）條件下進(jìn)行，很容易導(dǎo)致雜環(huán)胺的形成。雜環(huán)胺發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末期，是畜禽肉和魚類等蛋白質(zhì)含量豐富的食物在熱加工過程中產(chǎn)生的一類具有致癌、致突變作用的多環(huán)芳香族結(jié)構(gòu)化合物。已發(fā)現(xiàn)的雜環(huán)胺有20多種，2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹啉（2-amino-3-methylimidazo[4,5-f] quinoline，IQ）、2-氨基-3,4-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,4-dimethylimidazo[4,5-f]quinoline，MeIQ）、2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline，MeIQx）、2-氨基-3,4,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,4,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline，4,8-DiMeIQx）和2-氨基-3,7,8-三甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉（2-amino-3,7,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline，7,8-DiMeIQx）均屬于極性雜環(huán)胺。目前對雜環(huán)胺的形成因素如前體物質(zhì)、加工方式、加工溫度和加工時(shí)間等有大量研究[2-4]。Puangsombat等[5]研究了油煎、爐烤、爐烘對牛肉、雞肉、豬肉和魚肉加工時(shí)喹喔啉類（quinoxaline，IQx）雜環(huán)胺產(chǎn)生的影響，表明雜環(huán)胺的類型和含量與加工條件密切相關(guān)。Polak等[6]在烤豬肉中檢測到MeIQx達(dá)2.45 ng/g；類似的還有Kim[7]、Chung[8]等對烤豬肉和烤牛肉的研究。

鑒于肉類在高溫條件下加熱能產(chǎn)生雜環(huán)胺，人們開始考慮低溫加工方式，以期減少有害物質(zhì)的生成[9]。因此，溫和條件下美拉德反應(yīng)安全性受到高度重視[10-12]。Tsai等[13]使用肌酸酐、單糖、蘇氨酸作為模型，發(fā)現(xiàn)喹啉類（quinoline，IQ）雜環(huán)胺可以在較低溫度條件下形成（128 ℃，2 h）。Kinae等[14]研究葡萄糖、氨基酸（甲硫氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、甘氨酸）和肌酐在37、50、128 ℃條件下反應(yīng)12～30 d也能形成4,8-DiMeIQx和7,8-DiMeIQx，說明溫和條件下長時(shí)間加熱也能導(dǎo)致IQ及IQx類雜環(huán)胺的形成。盡管這些模型為肉制品在溫和條件下加工提供了一定參考，但大多數(shù)研究僅集中于雜環(huán)胺的形成。如今人們關(guān)注的熱點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)美拉德反應(yīng)定向控制，即利用美拉德反應(yīng)產(chǎn)生所需要的色澤香氣，同時(shí)又最大限度降低有害物質(zhì)的生成。基于這一基本思想，本實(shí)驗(yàn)采用葡萄糖-肌酸酐-氨基酸（丙氨酸、蘇氨酸、甘氨酸）3 個模型體系，探索在溫和條件下加熱一定時(shí)間，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及IQ和IQx類雜環(huán)胺的形成，研究簡單模型體系中美拉德反應(yīng)的定向控制。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

12 種雜環(huán)胺標(biāo)準(zhǔn)品：IQ、MeIQ、MeIQx、4,8-DiMeIQx、7,8-DiMeIQx 加拿大Toronto Research Chemicals公司；生化純肌酸酐、葡萄糖、丙氨酸 上海楷洋生物技術(shù)有限公司；醋酸、醋酸銨（均為分析純）國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；二甘醇（二乙二醇，CAS 111-46-6，色譜純） 上海阿拉丁試劑有限公司；甲醇（色譜純） 美國Tedia公司；乙腈（色譜純） 美國ROE公司。

1.2 儀器與設(shè)備

2695型高效液相色譜儀、2487紫外檢測器 美國Waters公司；TSK gel ODS-80TM色譜柱（25 cm×4.6 mm，5 μm，80 ?） 日本Tokyo公司；75 μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（carboxen/polydimethylsiloxane，CAR/PDMS）萃取頭 美國Supelco公司；SR-Ⅱ振蕩器 日本大洋科學(xué)公司；微量注射器SGC 日本島津公司；4610B氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用儀 美國Finnigan MAT公司；AL104型電子天平 瑞士Mettler Toledo公司；DGG-9240型電熱干燥箱 上海森信儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 模型體系的建立

準(zhǔn)確稱取相應(yīng)前體物于50 mL小燒杯中，加入體積分?jǐn)?shù)80%二甘醇溶液20 mL，以鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為7.5，建立丙氨酸-肌酸酐-葡萄糖模型（Ⅰ）、蘇氨酸-肌酸酐-葡萄糖模型（Ⅱ）、甘氨酸-肌酸酐-葡萄糖模型（Ⅲ），其中氨基酸濃度0.1 mol/L、肌酸酐濃度0.1 mol/L、葡萄糖濃度0.2 mol/L。將各模型體系用鋁箔紙密封嚴(yán)實(shí)后，置于130 ℃烘箱中分別反應(yīng)0.5、1.0、1.5、2、2.5、3 h，反應(yīng)結(jié)束后立即將小燒杯置于碎冰中以終止反應(yīng)。以上每組實(shí)驗(yàn)做2 個平行，2 次重復(fù)。

1.3.2 風(fēng)味物質(zhì)的測定

按照曾茂茂等[15]的測定方法，具體為：取8 mL反應(yīng)3 h的美拉德反應(yīng)液于15 mL的頂空瓶中，立即封蓋，在50 ℃水浴中恒溫35 min后，插入萃取頭，探頭置于樣品的上部，萃取時(shí)間40 min，將萃取好的探頭從頂空瓶中取出，立即在GC-MS聯(lián)用儀上直接熱解吸，熱解吸溫度250 ℃，解吸時(shí)間3 min，同時(shí)啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

GC條件：DB-WAX毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣為氦氣；流速1.2 mL/min；分流比為10∶1；升溫程序：40 ℃保持2 min，然后以3 ℃/min升至200 ℃，接著以5 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；燈絲發(fā)射電流20 μA；離子源溫度200 ℃；接口溫度250 ℃；全掃描；質(zhì)量掃描范圍m/z 33～495。

利用計(jì)算機(jī)將樣品未知化合物與NIST譜庫（107 000 種化合物）和Wiley譜庫（320 000種化合物）相匹配以相似指數(shù)和反相似指數(shù)均大于900（最大值為1 000）作為定性依據(jù)。

1.3.3 雜環(huán)胺含量的測定

參照萬可慧等[16]方法，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程為：分別稱取5 種雜環(huán)胺標(biāo)準(zhǔn)品約5.00 mg，用甲醇溶解并定容至50 mL，配成質(zhì)量濃度約為100 μg/mL的單標(biāo)儲備液。按實(shí)際檢測要求，再用甲醇將5 種雜環(huán)胺標(biāo)準(zhǔn)儲備液進(jìn)行適當(dāng)稀釋，配成1、10、20、50、100、200、500、1 000 ng/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。

樣品前處理過程：取將上述1.3.1節(jié)中的反應(yīng)液0.1 mL，用甲醇溶液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后，將稀釋液過0.22 μm有機(jī)濾膜，裝于進(jìn)樣瓶。待測樣品和標(biāo)準(zhǔn)品均于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩ＩV條件：采用二元流動相體系，A為乙腈，B為0.05 mol/L醋酸-醋酸銨緩沖溶液（pH 3.3），梯度洗脫程序如表1所示。柱溫30 ℃；進(jìn)樣量20 μL；流速1 mL/min。紫外檢測器檢測波長設(shè)為263 nm。

混合標(biāo)準(zhǔn)工作液按照質(zhì)量濃度由低到高進(jìn)樣，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；相同條件下對樣品進(jìn)行測定，根據(jù)保留時(shí)間定性，標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。

表 1 流動相梯度Table 1 Program of gradient elution

2 結(jié)果與分析

2.1 模型體系中風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生

圖 1 模型Ⅰ（A）、Ⅱ（B）、Ⅲ（C）的SPME-GC-MS風(fēng)味物質(zhì)測定圖Fig.1 Volatile compounds of models Ⅰ, Ⅱ, and Ⅲ determined by SPME-GC-MS

表 2 3 種模型體系反應(yīng)3 h風(fēng)味物質(zhì)的形成（峰面積）Table 2 Aroma volatiles formed in three model systems (peak area) %

模型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的SPME-GC-MS風(fēng)味物質(zhì)測定圖見圖1，具體風(fēng)味物質(zhì)見表2。由表2可以看出，3 種模型中都能檢測到一定的揮發(fā)性物質(zhì)，主要包括3 大類：醛、酮、酯、醚（非雜環(huán)化合物）、吡嗪和吡啶（含氮雜環(huán)化合物），以及烴類化合物。3 種模型中共檢測到的物質(zhì)種類分別為23、17 種和17 種。

2.1.1 醛、酮、酯、醚類

模型Ⅰ中該類物質(zhì)共檢測到7 種物質(zhì)，包括2 種醛類、1 種酮類、3種酯類和1 種醚類；模型Ⅱ共檢測到3 種物質(zhì)，包括1 種醛類、1 種酮類和1 種酯類；模型Ⅲ共檢測出5 種物質(zhì)，包括1 種醛類、1 種酮類、2 種酯類和1 種醚類。按含量來比較，生成醛類和酯類最多的模型為模型Ⅰ，峰面積分別為2.48%和0.88%；生成酮類最多的為模型Ⅱ，峰面積為1.34%。所有模型均沒有檢測到醇類物質(zhì)。這些模型體系中的氨基酸在美拉德反應(yīng)中具有較高的活性，容易與葡萄糖和肌酸酐的中間產(chǎn)物形成羰基化合物，并進(jìn)一步形成非雜環(huán)化合物[17-18]。醛類、酮類、酯類化合物以及其他芳香族化合物在肉中的閾值很高，對烤肉風(fēng)味有一定貢獻(xiàn)，但在加工過程中這些化合物的變化無規(guī)律。

2.1.2 吡嗪和吡啶類

堿性條件有利于含氮、硫、氧等雜環(huán)化合物的形成[19-21]。本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系的pH值為7.5，在此堿性條件下形成了大量含氮雜環(huán)化合物，包括吡嗪和吡啶。模型Ⅰ中包含13 種吡嗪和1 種吡啶，峰面積分別為17.3%和1.92%；模型Ⅱ中包含10 種吡嗪和1 種吡啶，峰面積分別為12.76%和0.25%；模型Ⅲ中包含9 種吡嗪，峰面積為10.84%。其中，甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪均大量存在于3 種模型體系中，其他如三甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪等生成量也較多。Mottram[22]也分離鑒定了燒烤豬肉的風(fēng)味物質(zhì)，其中包含66 種雜環(huán)類物質(zhì)，吡嗪占其中的80%左右。秦剛[23]在烤豬肉中檢測到了大量吡嗪類化合物，其中對產(chǎn)品整體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的嗅感物質(zhì)包括2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪等。除吡嗪外，吡啶也對烤肉風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)中模型Ⅰ和模型Ⅱ檢測到了吡啶，分別為3-乙基-3-甲基吡啶和2-乙酰基-6-甲基吡啶，甘氨酸模型中沒有檢測到。

2.1.3 其他類

主要為烷類物質(zhì)，不同模型體系下雖然產(chǎn)量不同，但含量均比較低。烷烴類物質(zhì)是美拉德反應(yīng)的中間產(chǎn)物，其本身沒有明顯的風(fēng)味，但隨著反應(yīng)程度的加深會逐漸消失，有理由懷疑其與風(fēng)味化合物的形成有密切關(guān)系。

2.2 模型體系中雜環(huán)胺測定結(jié)果

模型體系已成為研究雜環(huán)胺形成及其影響因素的有效工具，與肉的復(fù)雜體系相比，許多副反應(yīng)大大減少，同時(shí)感興趣的反應(yīng)被簡化。本實(shí)驗(yàn)雜環(huán)胺最終檢測結(jié)果如表3所示，可以看出3 個模型體系中，加熱時(shí)間為0.5 h和1 h時(shí)均沒有檢測到雜環(huán)胺，加熱1.5 h時(shí)有少量雜環(huán)胺生成。模型Ⅰ在1.5 h時(shí)開始產(chǎn)生MeIQ，含量為（13.90±0.40） ng/mL，2.0、2.5、3.0 h時(shí)分別增加6、14 倍和19 倍；2.5 h開始有4,8-DiMeIQx生成，而7,8-DiMeIQx在3 h開始生成，且含量較低，為（2.50±0.08） ng/mL。總體上來說，隨著加熱時(shí)間的延長，模型Ⅰ中雜環(huán)胺的含量和種類隨加熱時(shí)間的延長而增多，其總含量從0.5 h的（13.90±0.40） ng/mL增加到3 h時(shí)的（375.50±15.80） ng/mL，約增加了26 倍。但在該模型中始終未檢出IQ和MeIQx。模型Ⅱ中，1.5 h即開始生成4,8-DiMeIQx，含量為（12.50±0.33） ng/mL；2 h開始生成MeIQ，含量為（52.40±3.20） ng/mL，兩者的生成量均隨加熱時(shí)間的延長而增加；至3 h時(shí)兩者含量分別達(dá)到（308.80±16.20） ng/mL和（105.20±3.55） ng/mL，分別增加了5 倍和7 倍。本模型加熱3 h內(nèi)未檢測到IQx、MeIQx和7,8-DiMeIQx。在模型Ⅲ中，1.5 h檢測到MeIQ，含量為（1 9.80±0.80） ng/mL，2 h開始生成7,8-DiMeIQx，2.5 h開始生成4,8-DiMeIQx，3 h時(shí)雜環(huán)胺總量達(dá)（363.50±12.20） ng/mL，未檢測到IQ和MeIQ。由此可見，3 種模型中，MeIQ更容易生成，其次是4,8-DiMeIQx和7,8-DiMeIQx，2 h時(shí)雜環(huán)胺總量從多到少排序?yàn)槟Ｐ廷螅灸Ｐ廷瘢灸Ｐ廷颍?.5 h時(shí)排序?yàn)槟Ｐ廷颍灸Ｐ廷瘢灸Ｐ廷螅? h時(shí)排序?yàn)槟Ｐ廷颍灸Ｐ廷瘢灸Ｐ廷蟆?/p>

表 3 3 種模型體系在130 ℃加熱不同時(shí)間形成雜環(huán)胺含量Table 3 Formation of HCAs after heating at 130 ℃ for 0.5–3 h in three model systems ems ng/mL

3 討 論

3 種模型體系在溫和條件下加熱3 h后，對其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，可以看出模型Ⅰ相對另外2 種模型來說，其風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量更多，也更接近燒烤風(fēng)味。而實(shí)際肉類燒烤過程中，其燒烤風(fēng)味的產(chǎn)生更為復(fù)雜，不是由單一物質(zhì)通過單一化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生。除美拉德反應(yīng)外，還涉及硫胺素降解、類脂物質(zhì)降解、氨基酸和肽類降解、糖降解和核苷酸類降解等[19,24]。其風(fēng)味物質(zhì)除了主體成分吡嗪類外，主要還有噻唑、噻吩、硫化物等的綜合作用[17]。因此，本實(shí)驗(yàn)僅討論單一的美拉德前體物質(zhì)的反應(yīng)，所獲得的風(fēng)味是比較單一的，而且不夠柔和、豐富。

對于雜環(huán)胺化合物來說，3 種模型體系中IQ和IQx類雜環(huán)胺的種類和含量不同。J?gerstad等[25]率先提出了IQ-型雜環(huán)胺的形成假說：肌肉中天然存在的前體物質(zhì)，即肌酸、氨基酸和糖，與雜環(huán)胺的形成有關(guān)。當(dāng)溫度高于100 ℃時(shí)，肌酸可通過自發(fā)的環(huán)化和脫水而形成2-氨基咪唑部分，而喹啉或者喹喔啉部分則通過美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物吡嗪或者吡啶和乙醛縮合而形成，這個反應(yīng)機(jī)制被后來的一些研究所證實(shí)[26-29]。Grivas等[30]發(fā)現(xiàn)丙氨酸-果糖-肌酐在二甘醇水溶液中130 ℃加熱回流2 h便產(chǎn)生MeIQ和4,8-DiMeIQx。Skog等[31]將丙（蘇）氨酸-葡萄糖-肌酐酸模型體系在200 ℃加熱15 min后，檢測MeIQx、4,8-DiMeIQx和4,7,8-TrimeIQx。Kikugawa等[32]則概括了影響雜環(huán)胺形成的多種因素，包括溫度、時(shí)間、水分含量、糖濃度以及抗氧化物，這對模型體系中如何減少雜環(huán)胺的形成有一定參考意義。本實(shí)驗(yàn)中3 個模型主要檢測到了MeIQ、4,8-DiMeIQx和7,8-DiMeIQx，沒有檢測到IQ和MeIQx。這些雜環(huán)胺得以生成的主要原因是由于其美拉德反應(yīng)的中間產(chǎn)物如吡嗪、吡啶、羰基自由基含量及其他中間產(chǎn)物的種類不同，而這些產(chǎn)物與雜環(huán)胺的形成密切相關(guān)。有關(guān)形成機(jī)制在其他研究[33-34]中也有報(bào)道。Arvidsson[35]在水模型體系中研究了雜環(huán)胺形成中溫度與時(shí)間的關(guān)系，表明225 ℃條件下加熱5～10 min，MeIQx和4,8-DiMeIQx的生成量在達(dá)到高峰后出現(xiàn)明顯的下降。本實(shí)驗(yàn)加熱3 h，未觀察到雜環(huán)胺的降低趨勢，可能是溫度較低，即使延長加熱時(shí)間，也不足以使雜環(huán)胺發(fā)生分解或其他副反應(yīng)。另外，雜環(huán)胺的形成量可能與形成雜環(huán)胺的中間產(chǎn)物的揮發(fā)有關(guān)，或者與雜環(huán)胺的揮發(fā)有關(guān)。盡管雜環(huán)胺揮發(fā)性不是很強(qiáng)，在香氣成分中也有少量MeIQx和Di-MeIQx被檢測到了[36-37]。從表2可以看出，本研究中揮發(fā)性成分中均沒有檢測到揮發(fā)性喹喔啉。

鑒于模型體系中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生和雜環(huán)胺的形成均與美拉德反應(yīng)有關(guān)，因此有理由猜測其兩者的形成有一定的關(guān)聯(lián)。但目前的研究或僅集中于風(fēng)味物質(zhì)的研究，或僅限于對有害物質(zhì)雜環(huán)胺的研究，而同時(shí)對兩者的研究并未見報(bào)道。因此，在控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的條件下，最大限度獲得預(yù)期風(fēng)味的同時(shí)，又減少有害物質(zhì)雜環(huán)胺，將對烤肉制品加工乃至整個肉品加工都具有重要意義。

4 結(jié) 論

采用SPMC-GC-MC方法分析鑒定了葡萄糖-肌酸酐-氨基酸（丙氨酸、蘇氨酸、甘氨酸）3 個簡單模型體系的風(fēng)味物質(zhì)。模型Ⅰ共檢測到23 種揮發(fā)性風(fēng)味成分，模型Ⅱ和模型Ⅲ各檢測到17 種風(fēng)味成分，其中以模型Ⅰ中吡嗪類含量最多，共13 種，峰面積17.30%，為燒烤風(fēng)味的主體物質(zhì)，而模型Ⅱ和模型Ⅲ中吡嗪類種類分別為10 種和9 種，峰面積12.76%和10.84%。3 個模型體系揮發(fā)性成分中均未檢測到揮發(fā)性喹喔啉類雜環(huán)胺。

采用高效液相色譜方法對3 個模型體系中的雜環(huán)胺進(jìn)行檢測，模型Ⅰ檢測到3種雜環(huán)胺，即MeIQx、4,8-DiMeIQx和7,8-DiMeIQx，1.5 h開始生產(chǎn)MeIQ，含量為（13.90±0.40） ng/mL，3h時(shí)雜環(huán)胺總量增至（375.50±15.80） ng/mL；模型Ⅱ檢測到2 種雜環(huán)胺MeIQx和4,8-DiMeIQx，1.5 h開始生成4,8-DiMeIQx，含量為（12.50±0.33） ng/mL，3 h時(shí)雜環(huán)胺總量增至（414.00±18.40） ng/mL；模型（Ⅲ）檢測到3 種雜環(huán)胺，即MeIQx、4,8-DiMeIQx 和7,8-DiMeIQx，1.5 h開始生產(chǎn)MeIQ，含量為（19.80±0.80） ng/mL，3 h時(shí)雜環(huán)胺總量增至（363.50±12.20） ng/mL。3 種模型體系中均未檢出IQ和MeIQx類雜環(huán)胺。

本實(shí)驗(yàn)對3 個簡單模型體系進(jìn)行研究，初步認(rèn)為丙氨酸-肌酸酐-葡萄糖模型相比其他2 個模型而言，更容易產(chǎn)生燒烤風(fēng)味，且有害物質(zhì)雜環(huán)胺的形成相對較少。有關(guān)肉類中其他前體物質(zhì)模型的建立，或關(guān)于復(fù)雜模型體系有待進(jìn)一步深入研究。

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Formation of Heterocyclic Aromatic Amines in Model System Approximating Roast Flavor under Moderate Conditions

Lü Huichao, PENG Zengqi*, LIU Senxuan, MUNEER Jamali, LI Junke, WANG Fulong, HUI Teng, CUI Baowei, LIU Shixin
(National Center of Meat Quality and Safety Control, Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Three model systems consisting of glucose, creatinine and amino acid (alamine, threonine or glycine) were used to study the formation of roast flavor and five heterocyclic aromatic amines (HCAs), namely, 2-amino-3-methylimidazo-[4,5-f]quinoline (IQ), 2-amino-3,4-dimethylimidazo[4,5-f]quinoline (MeIQ), 2-amino-3,8-dimethylimidazo-[4,5-f]quinoxaline (MeIQx), 2-amino-3,4,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (4,8-DiMeIQx) and 2-amino-3,7,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (7,8-DiMeIQx). The volatile compounds and HCAs were determined by solid phase micro extraction-gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS) and high performance liquid chromatography (HPLC), respectively. Results showed that after heating at 130 ℃ for 3 h, the volatile compounds were dominated by alkyl pyrazines, which are typical components of roast flavor. MeIQ, 4,8-DiMeIQx and 7,8-DiMeIQx were detected in models Ⅰ and Ⅲ, while only MeIQ and 4,8-DiMeIQx were detected in model Ⅱ. An upward trend in the overall amount of HCAs was observed for all model systems with increasing heating time though only a small amount of HCAs were detected within 1.5 h. The total amounts of HCAs in three models were (375.50 ± 15.80), (414.00 ± 18.40), and (363.50 ± 12.20) ng/mL, respectively after heating for 3 h. The present study will hopefully provide a reference for meat processing, especially for roast meat, by optimizing the desired fl avor while reducing the hazardous chemicals of HCAs as much as possible.

Maillard model system; moderate temperature; roast fl avor; heterocyclic aromatic amines (HCAs)

TS251.5

A

1002-6630（2015）08-0150-06

10.7506/spkx1002-6630-201508027

2014-09-20

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（nYcYtx-38）

呂慧超（1990—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槿庵破芳庸づc質(zhì)量控制。E-mail：2012108046@njau.edu.cn

*通信作者：彭增起（1956—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槿馄芳庸づc質(zhì)量控制。E-mail：zqpeng@njau.edu.cn