葡萄籽提取物對復(fù)煮鹵湯亞硝酸鹽及生物胺的抑制作用

洪淑靜，何 俊,*，夏 強(qiáng)，孫楊贏，黨亞麗，曹錦軒，田宏偉，虞 揮，潘道東,*

（1.寧波大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江省動(dòng)物蛋白食品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315800；2.湖北周黑鴨企業(yè)發(fā)展有限公司，湖北 武漢 430000；3.浙江五蓮農(nóng)牧科技有限公司，浙江 麗水 323000）

鹵鴨制品是鴨肉深加工的主要產(chǎn)品之一，也是深受消費(fèi)者喜愛的醬鹵肉制品。鹵煮是醬鹵制品生產(chǎn)工藝中的一個(gè)重要工序，多次循環(huán)鹵煮可以促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的釋放和附著，增強(qiáng)醬鹵鴨制品的風(fēng)味。經(jīng)反復(fù)使用的鹵湯俗稱老湯[1]，老湯富含游離氨基酸、核苷酸等可溶性風(fēng)味物質(zhì)，能夠賦予肉制品醇厚的滋味。然而，老湯富含營養(yǎng)的同時(shí)也為一些有害物質(zhì)的富集提供了條件。如在醬鹵肉的加工過程中，美拉德反應(yīng)和脂質(zhì)氧化會(huì)產(chǎn)生特殊的醛、酮等化合物，自由基誘導(dǎo)的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化可能會(huì)導(dǎo)致形成胺類有害物[2]；蒸煮、腌制等傳統(tǒng)烹飪方式和烹飪時(shí)間對醬肉制品及鹵湯有害成分（如亞硝酸鹽、胺類等）的產(chǎn)生具有顯著影響，并且隨著復(fù)煮次數(shù)增多，有害成分呈現(xiàn)不斷富集的趨勢[3-4]，這些都給鹵湯及鹵煮制品的安全性帶來極大的挑戰(zhàn)。

亞硝酸鹽是廣泛用于加工肉制品中的人工合成類食品添加劑，具有抑制肉毒梭狀芽孢桿菌生長、形成腌肉的特征粉紅色和風(fēng)味等重要作用，已成為肉制品加工過程不可完全替代的食品添加劑[5]。然而在加工過程中亞硝酸鹽可能會(huì)轉(zhuǎn)化為對人體具有潛在致癌性的反應(yīng)產(chǎn)物（亞硝胺），長期食用富含亞硝酸鹽的食品會(huì)增加高鐵血紅蛋白癥和癌癥的發(fā)生幾率[6]。根據(jù)GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，醬鹵肉制品中亞硝酸鹽殘留量不可超過30 mg/kg。食品中的生物胺主要是在微生物作用下氨基酸脫羧或醛酮氨基化形成的堿性含氮化合物，適量的生物胺可以參與激素、生物堿、核酸和蛋白質(zhì)的合成及表達(dá)，對機(jī)體免疫更新、代謝以及溫度調(diào)節(jié)都有重要作用[7-8]，但濃度過高可引起頭暈、惡心、高血壓、偏頭痛、皮膚過敏等問題；此外，生物胺還能作為亞硝胺的前體物質(zhì)誘發(fā)癌變[9]。在肉類、肉制品及其副產(chǎn)物中，生物胺的含量能反映肉類變質(zhì)程度，可作為食品變質(zhì)的有效指標(biāo)[10]。老湯富含生物胺前體物質(zhì)[11-12]，在實(shí)際生產(chǎn)中，老鹵湯通常每天使用數(shù)次并連續(xù)使用，隔夜貯藏期間湯中的各類前體物質(zhì)可經(jīng)微生物作用產(chǎn)生生物胺，在不斷復(fù)煮過程中逐漸積累并通過鹵湯體系吸附和滲透到鹵肉中，造成安全隱患。因此，降低鹵湯中亞硝酸鹽和生物胺的含量，開發(fā)天然抑制劑并探明其抑制機(jī)理具有重要的意義。

有關(guān)醬鹵制品有害成分的控制研究多從改進(jìn)加工工藝、控制前體物質(zhì)及尋求亞硝酸鹽替代物等方面入手[13-14]，且已有研究表明部分天然植物提取物對食品中亞硝酸鹽和生物胺的累積有明顯的抑制作用[15-17]。葡萄籽提取物（grape seed extract，GSE）是從釀酒葡萄籽中提取出來的一種功能性物質(zhì)，富含四聚物花青素等酚類化合物，具有強(qiáng)抗氧化、抗炎、抗癌、神經(jīng)保護(hù)、降脂、抑菌等藥理作用[18-19]，能實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽作為食品添加劑的部分功能。目前將GSE用于醬鹵肉制品加工過程中以控制亞硝酸鹽和生物胺積累的研究較少。因此，本研究以新鮮櫻桃谷鴨為原料，在鹵湯中加入不同添加量的GSE，借助模擬老鹵湯鹵鴨的生產(chǎn)過程，探討GSE對鹵湯中生物胺形成的影響及其抑制機(jī)理，為進(jìn)一步抑制老鹵湯中亞硝酸鹽、生物胺的生成以及提高老湯的安全性提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葡萄籽提取物 上海源葉生物科技有限公司；新鮮櫻桃谷鴨 河南華英公司；調(diào)味料 寧波春曉農(nóng)貿(mào)市場。

色胺、腐胺、苯乙胺、尸胺、酪胺、組胺、亞精胺、精胺標(biāo)準(zhǔn)品（均為分析純） 北京中科質(zhì)檢生物技術(shù)有限公司；三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、高氯酸、乙腈、丙酮均為國產(chǎn)色譜純，丹磺酰氯、氫氧化鈉等均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

1260高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀 美國安捷倫公司；Milli-Q型超純水制備系統(tǒng) 德國Merck公司；Micropro 2000 Reader酶標(biāo)儀 瑞士Tecan公司；Allerga冷凍離心機(jī)美國貝克曼庫爾特公司；M124A電子精密天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；XHF-D高速分散器寧波新芝生物科技公司。

1.3 方法

1.3.1 鹵湯的制備

按照鹵鴨的制作工藝[20]，在不銹鋼鍋中加入3 L蒸餾水、1 kg腌制后的櫻桃谷鴨、食鹽3%（以蒸餾水質(zhì)量計(jì)，下同）以及花椒、八角、桂皮、小茴香、陳皮均為0.3%的香料包。根據(jù)鹵煮1 h前后水分的損失量和食鹽的下降率，每次補(bǔ)足水分至3 L并加入2 g食鹽對鹵湯進(jìn)行復(fù)原，每煮一次（1 h）后重新加入腌制后的鴨體和香料包進(jìn)行下一輪鹵煮。模擬實(shí)際生產(chǎn)中的復(fù)煮流程，每天按相同時(shí)間間隔完成4 次復(fù)煮，再經(jīng)冷卻置于4 ℃過夜貯藏，次日取出并重復(fù)間歇鹵煮，直至鹵湯重復(fù)使用21 次。從中選取6 個(gè)（第1、5、9、13、17、21次）具有代表性的取樣點(diǎn)進(jìn)行指標(biāo)測定，待鹵湯冷卻至室溫，將其真空包裝后置于-80 ℃下凍藏待測。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)分組

鹵湯制作共分為4 組，每組3 個(gè)重復(fù)，除GSE添加量不同外，其余成分完全相同：第1組為空白組，不添加GSE；第2～4組分別添加0.01%、0.02%、0.03%（以蒸餾水質(zhì)量計(jì)）的GSE。

1.3.3 亞硝酸鹽含量的測定

參照GB 5009.33—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中的鹽酸-萘乙二胺法測定亞硝酸鹽含量。

1.3.4 生物胺的測定

參照Nie Xiaohua等[21]的方法并稍作修改，采用HPLC法測定生物胺含量。

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：將色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、組胺、酪胺、亞精胺、精胺標(biāo)準(zhǔn)品制成1 mg/mL儲(chǔ)備液備用。用0.4 mol/L高氯酸溶液將以上標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液配成質(zhì)量濃度梯度為0.5、1、2、5、10、20、50 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，于-20 ℃冰箱中包裹鋁箔避光保存。

樣品處理：取5 g鹵湯向其加入20 mL 0.4 mol/L的高氯酸，冰浴勻漿，4 ℃離心（5 000 r/min、10 min）取上清液，沉淀重復(fù)提取一次。合并兩次上清液，用0.4 mol/L的高氯酸溶液定容到50 mL。

標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品的衍生化：取1 mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入200 μL 2 mol/L氫氧化鈉溶液使之呈堿性，接著加入300 μL飽和碳酸氫鈉溶液，然后加入2 mL 10 mg/mL的丹磺酰氯溶液，于40 ℃水浴條件下暗反應(yīng)處理30 min后加入100 μL的氨水終止反應(yīng)，去除殘留的丹磺酰氯溶液。最后用乙腈定容至5 mL，經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過濾，用于分析檢測。

色譜條件：XBridge?C18反相柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），柱溫40 ℃，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣體積20 μL，紫外檢測波長254 nm，流動(dòng)相分別為水（A相）和乙腈（B相）。洗脫程序見表1。

表1 HPLC流動(dòng)相洗脫條件Table 1 Mobile phase conditions for high performance liquid chromatography

1.3.5 游離氨基酸含量的測定

參考陶正清等[22]的方法并稍作修改。取4 mL鹵湯于離心管中，加入20 mL磺基水楊酸溶液（30 g/L），于8 000 r/min下勻漿30 s。勻漿完畢后，將離心管于5 000 r/min下離心15 min，小心取出，吸取上清液4 mL，并加入2 mL正己烷，充分漩渦振蕩混勻，用0.02 mol/L的鹽酸溶液定容至50 mL，靜置分層后用0.22 μm濾膜過濾，用氨基酸自動(dòng)分析儀檢測游離氨基酸含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用SPSS軟件進(jìn)行顯著性分析和相關(guān)性分析，并采用Origin 9.0軟件作圖。用單因素方差分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用Duncan’s對差異顯著性進(jìn)行判斷，P＜0.05表示存在顯著差異。采用Pearson法進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加葡萄籽提取物對鹵湯亞硝酸鹽含量的影響

由圖1可知，添加GSE組鹵湯中亞硝酸鹽含量的變化規(guī)律與空白組相似，隨著鹵煮次數(shù)的增加，亞硝酸鹽含量呈上升趨勢，在鹵煮13 次后趨于平穩(wěn)。鹵煮結(jié)束后，添加0.01%、0.02%、0.03% GSE組和空白組亞硝酸鹽總量分別為3.44、3.29、2.70 mg/kg和4.28 mg/kg，添加組均顯著低于空白組（P＜0.05）；與空白組相比，GSE添加量為0.03%時(shí)亞硝酸鹽抑制率達(dá)到36.92%，表明GSE對鹵湯中亞硝酸鹽的累積有抑制作用，且GSE添加量越多，抑制效果越強(qiáng)。鹵湯中亞硝酸鹽主要來源于初始鴨體殘留的亞硝酸鹽，并隨著鹵煮次數(shù)的增加而積累，經(jīng)過不斷復(fù)煮鹵湯體系達(dá)到穩(wěn)定，部分亞硝酸鹽可與鹵湯中蛋白質(zhì)、脂類等多種成分發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽類[23]，而使亞硝鹽含量增長趨于平穩(wěn)。添加GSE組的抑制作用可能與其強(qiáng)抗氧化性及抑菌性有關(guān)[24]，GSE能夠?qū)喯跛猁}還原為NO、N2等物質(zhì)，且能抑制腸桿菌、芽孢桿菌、霉菌及微球菌等硝酸鹽還原菌的生長，避免了硝酸鹽到亞硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，從而抑制了亞硝酸鹽的進(jìn)一步積累。Wang Yongli等[25]研究了植物多酚類（綠茶多酚和GSE）對干腌肉制品亞硝酸鹽殘留量的影響，結(jié)果表明GSE能顯著減少亞硝酸鹽的殘留，與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相似，體現(xiàn)出GSE具備清除亞硝酸鹽的能力。Riazi等[26]的研究也得出類似結(jié)論，通過向牛肉香腸樣品中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的葡萄渣，發(fā)現(xiàn)葡萄渣降低了實(shí)驗(yàn)組中亞硝酸鹽含量，同時(shí)還減少了硫代巴比妥酸反應(yīng)物含量和脂質(zhì)氧化程度。

圖1 不同GSE添加量下鹵湯亞硝酸鹽含量的變化Fig.1 Changes in nitrite content in reused brine soup with different amounts of grape seed extract

2.2 添加葡萄籽提取物對鹵湯生物胺含量的影響

根據(jù)圖2生物胺標(biāo)準(zhǔn)品HPLC的出峰時(shí)間和表2不同生物胺的線性分析結(jié)果，對鹵湯中8 種生物胺進(jìn)行定性及定量分析。

圖2 生物胺混合標(biāo)準(zhǔn)品HPLC圖Fig.2 High performance chromatographic profile of mixed standard solution of biogenic amines

表2 不同生物胺含量的線性分析結(jié)果Table 2 Linear equations for quantification of different biogenic amines

鹵湯中生物胺的含量在循環(huán)鹵煮期間呈波動(dòng)性變化（圖3）。與空白組相比，加入不同添加量GSE總體顯著降低了鹵湯中腐胺和酪胺的含量（P＜0.05），但苯乙胺的含量總體沒有明顯的下降。如圖3A所示，空白組初始苯乙胺含量為2.77 mg/kg，鹵煮17 次苯乙胺含量最高，達(dá)到4.06 mg/kg；不同添加量GSE對苯乙胺影響不穩(wěn)定，但總體而言，添加GSE組的苯乙胺含量較空白組低，對苯乙胺有一定的抑制作用。如圖3B所示，隨著鹵煮次數(shù)的增加，空白組腐胺含量由0.14 mg/kg（1 次）增加至1.96 mg/kg（21 次），添加GSE能夠明顯抑制腐胺的生成。添加0.02% GSE組在鹵煮13 次后對腐胺的抑制效果顯著，腐胺含量顯著低于空白組（P＜0.05），此時(shí)抑制率達(dá)57.4%。鹵煮21 次后，添加0.01%、0.02%、0.03% GSE組的腐胺含量分別比空白組低44.6%、11.5%、31.4%，表明GSE能有效抑制腐胺的積累。如圖3C所示，GSE對酪胺有明顯的抑制作用，與空白組相比，添加GSE組中酪胺含量隨GSE添加量的升高而降低；添加0.03% GSE組對酪胺的抑制作用最強(qiáng)，且在鹵煮第9、13次對酪胺含量降低率分別達(dá)到了64.1%、70.9%。但隨著鹵煮次數(shù)的增加，對生物胺的抑制作用有所減弱，

圖3 不同GSE添加量下鹵湯苯乙胺（A）、腐胺（B）、酪胺（C）含量的變化Fig.3 Changes in contents of phenethylamine (A), putrescine (B), and tyramine (C) in resused brine soup with different amounnts of grape seed extract

這可能與溫度對GSE生物活性的影響有關(guān)[27]，因此，在鹵煮過程中可適量補(bǔ)充GSE，合理控制用量，以維持其抑制生物胺生成的效果。生物胺是一類具有生物活性、含氨基的低分子質(zhì)量化合物，生物胺的產(chǎn)生主要緣于微生物對游離氨基酸的脫羧作用，GSE能夠降低鹵鴨加工過程中生物胺的含量可能與其可以有效抑制一些腐敗菌（包括生物胺陽性菌）的生長有關(guān)[28-29]，這可能歸因于GSE中酚類化合物可以有效降低細(xì)菌總數(shù)和細(xì)菌多樣性，通過抑制微生物生長及氨基酸脫羧酶的活性，從而阻止生物胺的形成[30]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Akan等[31]的研究結(jié)果類似，后者發(fā)現(xiàn)谷糧食品發(fā)酵過程中添加GSE組的總生物胺含量顯著低于空白組，其中添加量為8%的GSE對腐胺、尸胺含量降低作用最顯著，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)GSE能提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值（礦物質(zhì)、總酚含量和抗氧化活性）。

2.3 不同添加量葡萄籽提取物的鹵湯中游離氨基酸含量的比較

續(xù)表2

不同添加量GSE對鹵湯中17 種游離氨基酸含量的影響如表3所示。在鹵煮過程中，GSE的加入導(dǎo)致各添加組總游離氨基酸含量存在顯著差異，總游離氨基酸含量隨GSE添加量的增加總體呈降低趨勢（P＜0.05）。在鹵煮第9次后GSE組中谷氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、賴氨酸含量總體高于空白組，天冬氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、丙氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸含量低于空白組，其余氨基酸在GSE組與空白組之間總體差異不明顯。鹵湯中主要氨基酸為谷氨酸且占總量的比例相對穩(wěn)定，在21.6%～25.9%之間波動(dòng)，其次是天冬氨酸、丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸等，半胱氨酸和甲硫氨酸的含量最少，這與對水煮鴨的研究報(bào)道結(jié)果[32]基本一致。由表3可知，鹵煮次數(shù)對鹵湯中游離氨基酸含量的影響較大，除半胱氨酸、甲硫氨酸、組氨酸和精氨酸外，其他氨基酸含量均發(fā)生明顯變化，肌肉組織經(jīng)過煮制在蛋白水解酶、氨肽酶的作用會(huì)生成游離氨基酸，使得游離氨基酸含量迅速升高。同時(shí)鹵湯中反應(yīng)產(chǎn)生的小分子物質(zhì)等也會(huì)在高滲透壓的作用下轉(zhuǎn)移到鴨肉內(nèi)，使游離氨基酸參與反應(yīng)生成揮發(fā)性化合物從而導(dǎo)致含量下降[33]。

表3 不同GSE添加量下鹵湯游離氨基酸含量的變化Table 3 Changes in contents of free amino acids in reused brine soup with different amounts of grape seed extract μg/g

結(jié)合圖3和表3可知，經(jīng)過第5次鹵煮后，空白組酪氨酸含量先大幅下降后趨于穩(wěn)定，酪胺含量開始升高后趨于平穩(wěn)，GSE組的酪氨酸含量比空白組高，且酪胺含量顯著低于空白組；GSE組苯丙氨酸含量變化趨勢不穩(wěn)定，但在第17次開始GSE組苯丙氨酸含量升高，苯乙胺含量有所下降。而苯丙氨酸、酪氨酸分別是苯乙胺和酪胺的前體物質(zhì)，說明添加GSE可能抑制了苯乙胺、酪胺的產(chǎn)生途徑[34]，從而減少了氨基酸到生物胺的轉(zhuǎn)化。朱倩穎等[35]也得出類似結(jié)論，其通過研究多香果對生鮮肉品貯藏期間生物胺及游離氨基酸含量的影響，發(fā)現(xiàn)空白組中作為前體游離氨基酸的苯丙氨酸、精氨酸含量減少，苯乙胺和精胺含量升高；而添加多香果組中苯乙胺、精胺含量下降，游離氨基酸含量上升。Liang Jingjing等[36]通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵腐乳前體氨基酸含量與其對應(yīng)的生物胺含量之間相關(guān)系數(shù)較小，但蛋白質(zhì)代謝實(shí)際上促進(jìn)了生物胺的形成，同時(shí)發(fā)現(xiàn)高濃度的氨基酸可以促進(jìn)脫羧酶的表達(dá)從而影響生物胺的含量。一般來說，肉制品中的生物胺主要由氨基酸脫羧形成，因此認(rèn)為鹵湯中游離氨基酸含量可能影響生物胺的形成，從而促使生物胺在食品中的積累。此外，研究發(fā)現(xiàn)在鹵制的加熱過程中會(huì)發(fā)生一系列變化，如豐富蛋白質(zhì)種類、積累大量的亞硝酸鹽和生物胺，還會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致生成N-亞硝胺[37]。

2.4 生物胺與游離氨基酸含量的相關(guān)性分析結(jié)果

對3 種生物胺及17 種游離氨基酸、總游離氨基酸含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖4所示，3 種生物胺含量與鹵湯中多種游離氨基酸含量呈顯著相關(guān)。其中鹵湯中苯乙胺含量與天冬氨酸、脯氨酸、纈氨酸、亮氨酸、精氨酸含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；腐胺、酪胺含量均與天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；但苯乙胺、腐胺、酪胺含量與酪氨酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），體現(xiàn)在鹵湯中酪氨酸含量總體隨鹵煮次數(shù)增加減少，而3 種生物胺含量總體上升。?zdestan等[38]也報(bào)道了發(fā)酵谷物樣品中游離氨基酸總量與腐胺、尸胺、精胺、亞精胺含量之間存在顯著相關(guān)性。Dabadé等[39]的研究結(jié)果同樣顯示動(dòng)植物食品中生物胺含量與多種氨基酸含量存在顯著相關(guān)性，其中組胺含量和組氨酸含量之間及苯乙胺含量和苯丙氨酸含量之間正相關(guān)性最強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)中鹵湯中酪胺含量與酪氨酸含量為極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），鹵湯酪氨酸含量減少，酪胺含量有一定的上升，可能發(fā)生了酪胺的轉(zhuǎn)化。不同樣品之間游離氨基酸含量與生物胺含量的相關(guān)性可能會(huì)由于原料、食品添加劑還有食品加工方式的差異而不同。綜上，GSE對鹵湯中生物胺的抑制作用與相應(yīng)游離氨基酸含量有關(guān)，可能與影響鹵煮過程中前體氨基酸的積累有關(guān)，從而抑制了氨基酸到生物胺的合成。

圖4 鹵湯中生物胺與游離氨基酸含量的相關(guān)性Fig.4 Correlation between bioamines and free amino acid contents in brine soup

3 結(jié) 論

GSE對鹵湯亞硝酸鹽的積累總體上具有明顯抑制作用，對亞硝酸鹽抑制率隨著葡萄籽添加量的升高而升高，添加0.03% GSE抑制效果較好。GSE對苯乙胺含量影響不穩(wěn)定，對腐胺、酪胺總體有顯著抑制作用；GSE組各游離氨基酸含量呈波動(dòng)變化，3 種生物胺含量與鹵湯中多種游離氨基酸含量存在顯著正相關(guān)性，說明GSE對生物胺的抑制作用可能與前體氨基酸含量有關(guān)，從而影響了生物胺的生成途徑。綜上，添加GSE能有效抑制鹵煮過程中亞硝酸鹽和生物胺的積累，可用于提高鹵湯的安全性。