《食品科学》：食物油炸过程中丙烯酰胺和杂环胺的形成及控制方法研究进展

油炸是一种能增强食品风味的加工方法，其处理时间短，操作简便，油炸后的食品因具有金黄的色泽和酥脆的口感而对多数消费者具有很强的吸引力。但是，随着油炸时间延长，食物表面颜色继续加深甚至变黑，煎炸油会产生令人不愉快的气味和苦涩味，同时产生一些对人体有害的物质，如丙烯酰胺（AA）、多环芳烃（PAHs）、杂环胺（HCAs）和反式脂肪酸（TFA）等，这些物质一般具有致畸致癌性，过量摄入后会对人体健康产生毒害作用。所以，与油炸食品健康安全相关的问题也不断受到消费者和研究者的关注。

目前，对伴生危害物的控制方法包括对食物进行热烫和干燥等预处理、控制加工条件和添加外源物等。其中，AA和HCAs因其前体物质与食物的组分有关而备受关注。所以，四川农业大学食品学院的戚岱莎、张 清*通过对食物油炸过程中AA和HCAs两类物质的危害、形成机制和抑制方法的研究进展进行综述，旨在寻找抑制这两类伴生危害物的有效且可行的方法和提出抑制方法的发展方向。

1、丙烯酰胺

AA的危害性

AA在摄入后会分布到人体的各种组织（如肾脏、肝脏、心脏和大脑等），影响身体新陈代谢和细胞的正常分裂，导致部分功能障碍。对雌性大鼠喂食6 周含有AA饲料的研究表明，大鼠卵母细胞数量与对照组相比有所降低，活性氧（ROS）含量增加，DNA和组蛋白甲基化水平降低，从而导致雌性大鼠生育能力下降。此外，AA对人体的神经系统也会产生毒性，表现在与记忆、学习和认知功能有关系的一些大脑区域（大脑皮质、下丘脑和海马体等）周围的神经或神经末梢的退化。

油炸过程中AA的形成途径

目前普遍认可的AA的两种生成途径包括美拉德反应途径和丙烯醛途径（图1）。在美拉德反应途径中，游离的天冬酰胺和含羰基的化合物（还原糖、2-脱氧葡萄糖、2,3-丁二醇、辛醛和癸醛等）发生美拉德反应，脱去糖-蛋白质结合物中的水后生成Schiff碱，进一步脱羧后的产物如3-氨基丙烯酰胺水解为AA。值得注意的是，在煎炸油不饱和甘油三酯氧化分解反应产物中，也存在诸如醛类、烯醛和二烯醛的羰基化合物，可以替代食物中的羰基化合物与氨基化合物发生美拉德反应，为形成AA的反应提供前体物质，进而产生含量不容忽视的AA。

油炸过程中AA的控制方法

由于美拉德反应和丙烯醛途径是AA形成的主要途径，因此在这个过程中可以通过改变反应条件影响AA前体物质生成，或添加外源物竞争结合中间物质，阻断反应进行，使AA生成过程受到抑制。常见的AA抑制方法有控制油炸的温度和时间等加工条件、选择适合油炸的煎炸油、对食物进行热烫等预处理、在煎炸油或食物中添加外源物和使用胶体涂层等。

2、杂环胺

HCAs的危害性

长期的动物实验表明HCAs摄入量与DNA加合物形成之间存在剂量依赖关系。HCAs致癌机制是环胺基被细胞色素P450酶氧化，形成具有基因毒性的N-羟基化HCAs代谢物，与DNA反应或进一步代谢，生成不稳定的酯，通过在鸟嘌呤碱基上形成N—C键来产生DNA加合物，能够对包括肝脏、淋巴组织、膀胱、血管、皮肤和口腔等在内的器官产生致癌性，形成肿瘤。HCAs在食物油炸或烧烤后会大量产生，研究表明经常食用含有高浓度HCAs的熟透烤肉会增加患结肠或直肠癌的风险。

油炸过程中HCAs的形成途径

AIAs的形成途径：AIAs按结构可以分为吡啶类、喹喔啉类、喹啉类和呋喃吡啶类。AIAs主要有两种可能的产生途径（图3）。

Amino-carbolines的形成途径：氨基咔啉（amino-carbolines）按结构可以分为吡啶吲哚（如Harman和Norharman等）、吡啶咪唑、苯吡啶、四氮氟唑和苯并咪唑，形成于色氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸或鸟氨酸等氨基酸的高温裂解反应和酪蛋白或大豆球蛋白的热解反应；在高温条件下，反应过程中生成的自由基与脱氨脱羧产物结合，进而生成amino-carbolines。目前蛋白质食物中产生最多的热解型HCAs是Harman和Norharman，主要在食物直接接触火焰、油炸和焙烤（食物表面形成高温）等加工过程中大量产生。

油炸过程中HCAs的控制方法

HCAs的形成过程易受到外界因素的影响，所以油炸时需要控制好时间和温度，尽可能减少脂质氧化产生的自由基。由于自由基能参与并催化HCAs形成的反应，因此油炸之前可以在油或食物中添加自由基清除剂（如多酚、黄酮等天然提取物、香辛料、丁基羟基茴香醚（BHA）等），阻碍自由基与醛类的结合形成HCAs。

结 语

油炸食品在日常生活中广泛受到众多消费者的青睐，通过改变加工条件和向油中添加外源抑制剂等方法，可以明显抑制食品中伴生危害物的生成，对食品安全和人体健康产生益处，并为今后的伴生危害物抑制新技术研究提供一些新思路。但是，在实际应用中采用的每一种抑制方法，都必须考虑其对食物营养和感官特性产生的影响。其次，现阶段还需要进一步研究外源添加物在高温下的稳定性，以及油炸过程中产生副产物的可能性，寻找更多控制伴生危害物生成的有效方法，完善食品工艺，从而扩大其在食品工业上的应用范围。

本文《食物油炸过程中丙烯酰胺和杂环胺的形成及控制方法研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷21期338-346页，作者：戚岱莎，张清。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201009-052。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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