《食品科学》：大连工业大学秦磊教授等：香辛料腌制对烤制鱼肉中伴生危害物生成的影响及机制

烤制作为一种常见的食品加工方式，不仅可以赋予肉制品良好的色泽和独特的风味，还可以保持肉内部的嫩滑和原汁原味。香辛料是一类由植物组织或其提取物制成的天然植物原料，不仅可以赋予食物丰富的口味，而且一些香辛料还具有多酚、黄酮等抗氧化活性物质，对于食品中危害物的生成具有抑制作用。

大连工业大学食品学院车静、王波、秦磊*等人以烤制鱼肉为研究对象，结合高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）法对烤制鱼肉中4 类危害物（共24 种）进行定量分析，旨在更加全面地揭示香辛料对烤制鱼肉中多种危害物的影响规律。此外，关于热加工伴生危害物与食品热反应过程产物之间关系的研究报道也相对有限。基于此，本实验对比经过6 种香辛料腌制前后烤制鱼肉中热反应过程产物的差异。并对烤制鱼肉热反应过程产物与热加工伴生危害物之间的相关性进行分析，探讨烤制鱼肉中多种热反应过程产物与多种危害物的关系，以期更加全面地解析香辛料对烤制鱼肉中多种危害物生成的影响机制。

1 不同香辛料腌制对烤制鱼肉中HAAs的影响

对香辛料腌制的烤制鱼肉中13 种HAAs进行检测，共检测出8 种HAAs，其中IQ[4,5-

b

]、IQ、MEIQ、AαC、MeAαC 5 种HAAs并未在样品中检出。如图1A所示，除百里香外，其他5 种香辛料腌制均可以显著减少烤制鱼肉中的总HAAs含量（

P

＜0.05）。对照组和香辛料腌制烤制鱼肉中总HAAs含量分别为9.80 ng/g和8.71～3.38 ng/g，其中干姜的抑制效果最强，抑制率高达65.51%。对烤制鱼肉中总HAAs有显著抑制效果的5 种香辛料的抑制效果由高到低为干姜＞花椒＞红麻椒＞香叶＞黑胡椒。姚瑶等研究发现丁香、桂皮、良姜、红花椒和香叶均能显著降低Harman和Norharman含量。香辛料对于HAAs的抑制作用可以归功于香辛料中所含有的酚类化合物和维生素、类胡萝卜素等具有抗氧化作用的物质，这些具有抗氧化作用的物质一般都有较强的自由基清除能力，而自由基又是HAAs生成的关键物质。本研究中5 种香辛料对于烤制鱼肉中总HAAs的抑制作用可能归因于此。

尽管香辛料的加入可以抑制烤制鱼肉中总HAAs的生成，但是并不是每一种HAA都受到同样的影响。如图1B所示，百里香腌制后烤制鱼肉中的总HAA含量从9.80 ng/g变化为8.71 ng/g，而DMIP、PHIP、IQx、7,8-DIMEIQx的总含量却从2.13 ng/g变化为4.32 ng/g。经过花椒腌制后，烤制鱼肉中的8-MEIQx含量从0.01 ng/g变化到0.10 ng/g。本实验与Nor Hasyimah等的研究结果相似，加入蜂蜜香料的烤牛肉中总HAAs含量显著减少，同时对Norharman、Harman有较好的抑制效果，但对烤牛肉中的IQx、IQ、MEIQ有负面效果。然而，关于香辛料促进热加工食品中HAAs生成的机制还未明确。

2不同香辛料腌制对烤制鱼肉中ACY、5-HMF的影响

如图2所示，6 种香辛料腌制后的烤制鱼肉中ACY的含量均显著降低，对照组和香辛料腌制后烤制鱼肉中ACY含量分别为113.31 ng/g和71.50～43.39 ng/g，香辛料ACY抑制率最高为61.71%。香辛料腌制后的烤制鱼肉中ACY含量由高到低为百里香＞干姜＞红麻椒＞花椒＞黑胡椒＞香叶。对于烤制鱼肉中ACY而言，香叶的抑制效果最好。花椒和黑胡椒的抑制效果相似，红麻椒和干姜的抑制效果相似，百里香抑制效果较差。Ciesarová等构建马铃薯模型，将黑胡椒、甜椒等香辛料提取物加入其中，发现加入香辛料的马铃薯模型中ACY的含量下降了50%～75%。马铃薯模型中ACY含量的减少量与所加入香辛料提取物的抗氧化能力相关。香辛料中含有的酚类物质中都具有羟基、酚基等可以提供氢或电子的结构，可以与ACY的前体物质、中间产物等相结合，从而减少ACY的含量。这可能也是本研究中香辛料腌制抑制烤制鱼肉中ACY生成的原因。6 种香辛料腌制对于烤制鱼肉中的5-HMF含量影响不大，对照组和香辛料腌制后烤制鱼肉中5-HMF含量分别为10.08 ng/g和6.55～13.38 ng/g。抑制率最高为35.02%。对照组与经过香辛料腌制后烤制鱼肉中5-HMF含量无显著差异（

P

＞0.05），Yu Zhenting等研究迷迭香、月桂叶、姜黄对烤牛肉中5-HMF的影响，发现迷迭香和月桂叶对烤制牛肉中5-HMF的抑制效果并没有统计学差异，姜黄虽然可以减少牛肉中的5-HMF含量，但与对照差异并不显著，与本研究结果相似。

3不同香辛料腌制对烤制鱼肉中PAHs的影响

对6 种香辛料腌制后烤制鱼肉中的PAHs进行检测，共检测出7 种PAHs，其中B[

k

]F、B[

ghi

]p并未检出。如图3A所示，6 种香辛料腌制对烤制鱼肉中PAHs均有一定的抑制作用，对照组和添加香辛料的烤制鱼肉中PAHs含量分别为48.94 ng/g和31.76～42.84 ng/g。抑制率最高为35.10%。6 种香辛料腌制均可以显著减少烤制鱼肉中PAHs的含量（

P

＜0.05），其中红麻椒的抑制效果最强，抑制率为35.10%。聂文等研究发现加入大蒜素和葛根素后，烟熏香肠中PAHs的含量均减少，大蒜素和葛根素对烟熏香肠中PAHs的抑制率分别高达90%、95%。本研究中6 种香辛料对PAHs的抑制作用可能与抑制HAAs的机理相似，两者都依赖于香辛料自身所具有的自由基清除能力，通过抑制烤制鱼肉中产生的自由基从而减少PAHs的生成。

从图3B可以看出，香叶腌制后的烤制鱼肉中BaA的含量从2.67 ng/g变化到3.50 ng/g，百里香腌制后烤制鱼肉中Na、B[

b

]F含量从12.66、4.40 ng/g分别变化到12.98、4.43 ng/g。这与Janoszka等的研究结果相似，将煎炸和烤制肉制品中加入大蒜和洋葱之后，肉制品中总PAHs的含量下降了24.3%～60.0%，大蒜、洋葱对每种PAH的抑制效果不同，甚至有的会增加某一种PAH的含量。有学者认为，酚类化合物的热解可能会导致PAHs的生成。本研究中香叶、百里香腌制后烤制鱼肉中BaA、Na、B[

b

]F的变化可能是香辛料中的酚类化合物热解而导致。

4香辛料腌制后烤制鱼肉热反应过程产物分析

6 种不同香辛料腌制后和对照组烤制鱼肉中共检测出258 种化合物，其中共包括有机酸及其衍生物120 种、有机杂环类化合物48 种、脂质和类脂分子28 种、苯类化合物20 种、有机氮化合物17 种、有机氧化合物9 种、核苷及类似物8 种和其他化合物8 种。如图4A所示，相较于香辛料腌制的烤制鱼肉，对照组烤制鱼肉中含有较多的杂环类化合物和苯类化合物。在烤制鱼肉的过程中美拉德反应难以避免。美拉德反应降解生成吡啶和吡嗪自由基，这些自由基进一步反应生成了杂环类化合物。同时，食品中部分苯类化合物的生成也是依赖于苯类自由基与乙炔等物质反应而生成。如图4B所示，在6 种腌泡汁中共检测出24 种酚类化合物。有研究表明，香辛料中抗氧化性与其所含有的酚类、黄酮类、酰胺类化合物有关。因此，香辛料有着较好的自由基清除能力，可以减少自由基的产生，从而减少杂环类和苯类化合物的生成。李进发现香辛料中含有的多酚类化合物可以通过减少体系中羰基化合物阻断HAAs的生成。6 种香辛料腌制后的烤制鱼肉相较于对照组含有较多的有机酸及其衍生物。香辛料中存在氨基酸等风味物质，可以作为风味物质或是风味前体物质。Duan Wen等对18 种香辛料中的游离氨基酸进行测定，其含量为0.14～44.97 ng/g，其中百里香中游离氨基酸含量为11.88 ng/g。在6 种腌泡汁中共检测出25 种有机酸及其衍生物，其中包括18 种氨基酸及其衍生物。香辛料中含有丰富的游离氨基酸，不仅能够为加工肉制品提供独特的滋味，还可以作为前体物质进一步参与加工过程中的化学反应，生成新的有机酸及其衍生物。因此，香辛料腌制后的烤制鱼肉中含有更多的有机酸及其衍生物。

5香辛料腌制后烤制鱼肉热反应过程产物筛选

‍‍

如图5A所示，通过PLS-DA对香辛料腌制后和对照组的烤制鱼肉热反应过程产物进行综合分析，前两个主成分方差贡献率分别为19.0%和65.1%，累计贡献率84.1%，可以很好地反映香辛料对烤制鱼肉热反应过程产物的影响。对照组与香辛料腌制的烤制鱼肉可被明显区分，这表明对照组与香辛料腌制的烤制鱼肉热反应过程产物有显著差异。其中，对照组和百里香腌制的烤制鱼肉都位于PC1的负方向，位置更为靠近，这表明其热反应过程产物有一定的相关性。相较于其他香辛料腌制的烤制鱼肉，百里香腌制的烤制鱼肉中含有较多的杂环和苯类化合物。黑胡椒、花椒、干姜、红麻椒腌制的烤制鱼肉都位于PC1轴的正方向且位置较为接近，尤其干姜腌制的烤制鱼肉和花椒腌制的烤制鱼肉轮廓有所重叠，说明它们的热反应过程产物成分较为接近，差异较小。

由图5B可以看出，有机酸及其衍生物（15 种）、杂环类化合物（8 种）、苯类化合物（5 种）和其他化合物（8 种）是引起各组烤制鱼肉样品的主要差异物质（VIP＞1.5）。可以选用部分有机酸及其衍生物，如缬氨酸-天冬酰胺、苏氨酰-甘氨酰-精氨酸、

L

-硫基瓜氨酸等区分对照组和不同香辛料腌制的烤制鱼肉样品。烤制鱼肉中的有机酸及其衍生物成为差异化合物的原因可能是香辛料自身所含有机酸及其衍生物的种类和含量不同，导致最终烤制鱼肉中有机酸及其衍生物的含量差异较大；香辛料腌制的鱼肉在烤制过程中也会产生新的有机酸及其衍生物。同时，烤制鱼肉中杂环类和苯类化合物也可以作为区分是否经过香辛料腌制的化合物，相较于香辛料腌制的烤制鱼肉，对照组所含杂环类化合物和苯类化合物含量较多。

6香辛料对烤制鱼肉中危害物影响机制解析

为了探究香辛料对于烤制鱼肉中危害物的抑制机制，采用Spearman相关性分析。图6是烤制鱼肉热反应过程的产物与HAAs、ACY、5-HMF、PAHs之间相关性的可视化图，可以看出烤制鱼肉中存在的多种危害物与自身的杂环类化合物呈正相关，烤制鱼肉中杂环类化合物的含量越高，危害物含量越高。在食品的热加工过程中，美拉德反应或其相关反应是大多数食品中伴生危害物所产生的主要途径。美拉德反应所生成的杂环类化合物可以在Strecker反应产物醛的作用下，与肌酸反应生成的氨基产物进行醇醛缩合，从而生成危害物。杂环类化合物是多种危害物重要的前体物质，这可能是对照组中杂环类化合物含量较多同时危害物含量较高的原因。香辛料对烤制鱼肉中伴生危害物的抑制作用大多依赖于香辛料中含有较多的酚类物质、有机酸等多种抗氧化成分，可以减少美拉德反应中杂环类化合物的产生，从而减少危害物的生成。同时可以看出烤制鱼肉中存在的多种危害物与有机酸及其衍生物呈负相关，烤制鱼肉中杂环类化合物的含量随着烤制鱼肉自身含有的有机酸及其衍生物的含量增多而减少。这可能是由于香辛料中所含有机酸可以通过参加美拉德反应和消耗前体物质从而抑制危害物的生成。因此，香辛料对于烤制鱼肉中危害物的抑制作用可能是由于减少了腌制后烤制鱼肉自身的杂环类化合物含量，同时增加了有机酸及其衍生物含量。

结 论

本研究分析了6 种香辛料对于烤制鱼肉中多种危害物的影响，探讨了加入香辛料后烤制鱼肉热反应过程中的关键差异产物。结果表明，6 种香辛料均可以有效抑制烤制鱼肉中大部分危害物的生成，干姜对于HAAs和5-HMF的抑制效果较好，香叶和红麻椒对ACY和PAHs的抑制效果较好。杂环类化合物和有机酸及其衍生物等可以作为重要化合物用以区分对照组和经过香辛料腌制的烤制鱼肉，烤制鱼肉中多种危害物的含量与杂环类化合物呈正比，与有机酸及其衍生物呈反比。基于以上结果，加入香辛料腌制可以减少烤制肉制品中杂环类化合物的含量，增加烤制肉制品中有机酸及其衍生物的含量，而这些化合物的改变会导致烤肉制品中多种伴生危害物的减少。本研究为食品工业中肉制品香辛料的使用提出了科学的建议，香辛料不仅可以用于改良肉制品的风味，还可以用于抑制肉制品中多种加工伴生危害物的生成。

作者简介

通信作者

秦磊，博士，大连工业大学食品学院教授、博士生导师，现任大连工业大学科学技术处处长、国家海洋食品工程技术研究中心副主任。国家级人才支持计划青年项目获得者、辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、大连市“青年科技之星”。长期从事食品风味与品质调控技术、水产品加工理论与应用技术等领域的教学和科研工作，主持国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等10余项。获2023年大连市科技进步一等奖，2018年国家科技进步二等奖，2012年辽宁省科技进步一等奖；申请和授权国家发明专利20余项；以第一或通信作者发表论文70余篇，其中SCI收录50余篇，有7 篇论文在一区TOP期刊Analytical Chemistry、JAFC受邀以封面文章发表。

第一作者

车静，硕士，大连工业大学食品学院、国家海洋食品工程技术研究中心、海洋食品加工与安全控制全国重点实验室2021级硕士生，研究方向为食品科学，以第一作者发表EI论文1 篇。

本文《香辛料腌制对烤制鱼肉中伴生危害物生成的影响及机制》来源于《食品科学》2024年45卷第18期25-32页，作者：车静，王波，崔爽，黄旭辉，秦磊。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240119-172。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）

为进一步深入探讨食品产业在当前复杂多变环境下的高质量发展路径，并着重关注食品科学、营养安全保障的基础研究与关键技术研发，贯彻落实“大食物观”和“健康中国2030”国家战略，北京食品科学研究院和中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志，将与国际谷物科技协会（ICC）、湖南省食品科学技术学会、湖南省农业科学院农产品加工研究所、湖南农业大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湘潭大学、湖南中医药大学、湖南农业大学长沙现代食品创新研究院共同举办“第十二届食品科学国际年会”。本届年会将于2025年8月9-10日在中国 湖南 长沙召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）