0 引言
【研究意义】随着生活水平的提高,人们对肉品质提出了更高的要求,有害物质作为评价肉品质的主要指标之一也备受关注[1]。不健康的烹饪处理可能促使多环芳烃（PAHs）、反式脂肪酸（TFAs）及亚硝酸盐等有害物质的产生。系统研究8种中式烹饪工艺（蒸制、煮制、炖制、烤制、炸制、煎制、干制及腌制）对PAHs、C18:1 trans-9及亚硝酸盐3类有害物质的影响,对消费者选择较优的肉制品烹饪方式、牛肉的安全化生产及深加工具有重要意义。【前人研究进展】研究表明PAHs具有慢毒性及致癌、致畸和致突变作用,而食品中的PAHs主要来源于不健康的加工方式[2-3];然而,国内外对PAHs的研究主要集中在控制环境污染、测定方法的建立及烤肉中PAHs的含量与种类测定等方面[4-8]。许多研究表明食用大量含TFAs的食物会加速动脉硬化,容易导致心脑血管疾病、冠心病、糖尿病和老年痴呆等疾病,所以TFAs已成为近年来相关领域关注的热点[9-10];美国食品药品管理局要求食品营养标签上必须标明TFAs的含量[9]。亚硝酸盐有发色、防腐双重功效,研究显示若过量食用含有亚硝酸盐的食品,容易引起食物中毒,长期食用会导致食道癌和胃癌[11-13];目前关于亚硝酸盐的安全性研究主要集中于测定方法的建立和改进、亚硝酸盐的替代物及抑制亚硝胺的生成等方面[14-15],以及熟肉制品中使用量和残留量的调研及测定[16-17],而关于常见中式烹饪方式对肉样中亚硝酸盐含量的影响研究却鲜有相关报道。【本研究切入点】已有研究中,关于深受人们喜爱的中式烹饪工艺对牛肉品质影响的研究较少,少数研究涉及的烹饪方式单一,且主要集中于烤制上,难以对传统中式肉类烹饪工艺进行系统评价;另外,现有研究旨在探究不同烹饪工艺对肉类营养成分的影响,而关于不同烹饪方式对牛肉有害物质影响的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】筛选出较优的高温烹饪条件,研究不同中式烹饪工艺对牛肉制品中有害物质的影响,为人们选择有害物质较少的烹饪方式及系统评价牛肉安全生产加工提供理论依据。1 材料与方法
研究于2016年3—9月在陕西师范大学长安校区食品工程与营养科学学院进行。1.1 原辅料
牛后腿肌肉,购于西安市朱雀市场,-20℃冷冻贮藏;食盐、料酒、花椒粉、八角、小茴香、桂皮、姜、大葱、菜籽油等辅料购于西安华润万家超市。辅料配方：食盐2%、料酒1%、花椒1.25%、八角1.5%、小茴香0.5%、桂皮1%、姜0.75%、葱白1%。
1.2 主要试剂与仪器设备
16种多环芳烃混合标准样品、反式油酸甲酯标准品,Sigma-Aldrich公司。乙腈、甲醇,色谱纯,Thermo Fisher Scientific公司;二氯甲烷,色谱纯,天津市科密欧化学试剂有限公司。以下试剂均为分析纯：石油醚、氯化钠、三氟化硼甲醇,天津市致远化学试剂有限公司;亚铁氰化钾,天津市盛奥化学试剂有限公司;乙酸锌,成都市科龙化工试剂厂;无水对氨基苯磺酸钠,天津市光复精细化工研究所;盐酸萘乙二胺、氢氧化钾,天津市北联精细化学品开发有限公司;乙醇,天津市富宇精细化工有限公司;四硼酸钠（硼砂）、亚硝酸钠、环己烷,天津市天力化学试剂有限公司。Breeze1525高效液相色谱仪、Waters2487紫外检测器,美国Waters公司;HC-C18色谱柱（5 μm,4.6 mm×250 mm）,美国Agilent公司;2010 ultra单四极杆气相色谱-质谱联用仪,日本岛津公司;722型可见分光光度计,上海光谱仪器有限公司;JJ-2组织捣碎匀浆机,金坛市富华仪器有限公司;RE-52AA旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂;SHB-III循环水式多用真空泵,郑州长城科工贸有限公司;KQ-300VDE型三频数控超声波清洗器,昆山超声仪器有限公司;JA2003N型电子天平,上海精密仪器有限公司;Molecular 1810b超纯水机,上海摩勒科学仪器有限公司;HH-S4水浴锅,北京科伟永兴仪器有限公司;TGL-16gR高速冷冻离心机,上海安亭科学仪器厂;RT2135多功能电磁炉,广东美的生活电器制造有限公司;HL-3-6DW远红外食品烤箱,广州市番禺成功烘焙设备制造有限公司;GDX-9073B-1电热鼓风干燥箱,上海福玛实验设备有限公司。
1.3 处理方式
冷冻牛肉于4℃冰箱缓慢解冻24 h,取出后于室温下直至完全解冻。顺着肉样纹理剔除表面脂肪、结缔组织、筋和肌膜等杂物,分割为1 cm×1 cm×3 cm的肉块,称重3 000 g,其余用作预试验;均分为15组,每组15—20块,约200 g,每一块作为一个重复。随机选取其中1组为对照组（未经任何处理的生牛肉）,另外14组为处理组;随机选取处理组中的9组进行烤、炸、煎高温处理,3个处理中各选择1个最优组与剩余5个处理组分别进行蒸、煮、炖、腌制和干制处理。本试验在参阅相关方法的基础上[18-21],结合传统家庭中式烹饪方法,经过多次预试验,确定了最终的烹饪工艺条件。14个处理组分别按如下工艺进行。1.3.1 烤制、炸制、煎制处理工艺 9个高组处理组,各取200 g牛肉→清洗→室温下浸泡15 min（水、肉质量比为3﹕1）→再次清洗沥干→加水50 mL,添加辅料,搅拌均匀→室温下浸渍60 min→分别进行烤制、炸制、煎制处理（参考下面详细介绍）→取出制品冷却→包装→成品4℃冷藏备用。
烤制：3个处理组肉块分别在160℃、180℃、200℃下烤制40 min,烤至20 min时翻面一次。
炸制：加油200 mL,3个处理组肉块在226—228℃下分别炸制3、4、5 min,炸制过程中不断翻动。
煎制：加油50 mL,3个处理组肉块在226—228℃下分别煎制2、3、4 min,每组煎制一半时间时翻面一次。
1.3.2 蒸、煮、炖、腌制、干制5种处理工艺 蒸制和炖制处理组牛肉,每组200 g→清洗→浸泡15 min（水、肉质量比为3﹕1）→再次清洗沥干→加水50 mL,添加辅料,搅拌均匀→浸渍60 min→分别进行蒸制、炖制处理（参考下面详细介绍）→取出制品冷却→包装→成品4℃冷藏备用。
蒸制：处理组所有肉块在蒸锅中蒸制30 min。
炖制：加油10 mL,1个处理组所有肉块需翻炒1 min,再加水800 mL,炖制60 min。
腌制：取肉样品200 g→清洗→浸泡15 min（水、肉质量比3﹕1）→再次清洗沥干→加水50 mL,添加辅料,搅拌均匀→4℃腌制4 d→备用。
煮制和干制2个处理组牛肉,每组200 g→清洗→浸泡15 min（水、肉质量比为3﹕1）→再次清洗沥干→分别进行煮制、干制处理（参考下面详细介绍）→取出制品冷却→包装→成品4℃冷藏备用。
煮制：加水800 mL,处理组所有肉块预煮10 min→添加辅料→继续煮制50 min。
干制：加水400 mL,处理组所有肉块预煮15 min→取出冷却→添加辅料,复煮15 min→将肉样平铺在烤盘中,于60℃下的恒温干燥箱中烘烤4 h。
1.4 品质评价指标测定
1.4.1 多环芳烃含量的测定（1）标准溶液配制
以二氯甲烷﹕甲醇（V﹕V=1﹕1）为稀释溶剂,将16种PAHs混合标准品依次稀释为不同浓度梯度的混合标准溶液,用微量进样器吸取20 μL注入液相色谱仪。色谱图经积分后得到混合标准溶液中各多环芳烃组分的峰面积,以混合标准品的浓度（μg·kg-1）为横坐标,峰面积为纵坐标,建立标准曲线。
（2）样品处理
参考吴雪美等[22]建立的食品中多环芳烃的提取方法并加以适当修改。用组织捣碎机捣碎肉样并准确称取2.000 g,加入0.4 mol·L-1氢氧化钾-乙醇水溶液（乙醇与水的体积比为9﹕1）10 mL,在60℃水浴中浸提3 min（浸提过程中不时振摇）,在4℃下以10 000 r/min离心10 min,取上清液,加入4 mL环己烷涡旋混匀萃取,静置待分层后,再取上清液,重复上述萃取操作一次,合并两次环己烷层,吹氮气后用乙腈定
容,得到PAHs提取物。
（3）定性定量分析
将上述PAHs提取物经0.45 μm有机微孔滤膜过滤后,用微量进样器吸取20 μL注入液相色谱仪,在与标准品相同的HPLC条件下进行分离检测,根据每种物质的保留时间定性,采用峰面积外标法定量。
（4）液相色谱条件
采用Breeze1525高效液相色谱仪对PAHs进行分离,Waters2487紫外检测器进行检测,检测器为UV- 254 nm。色谱柱：HC-C18（250 mm×4.6 mm,5 μm）。柱温30℃,进样量20 µL,流动相为水/乙腈,采用梯度洗脱,具体洗脱程序见表1;流速为1 mL·min-1,运行时间为40 min。
Table 1
表1
表1多环芳烃检测的梯度洗脱程序
Table 1The gradient elution procedure of PAHs
| 时间 Time (min) | 流动相 A（超纯水） Mobile Phase A (Ultra-pure Water) (%) | 流动相 B（乙腈） Mobile Phase B (Acetonitrile) (%) |
|---|---|---|
| 0 | 40 | 60 |
| 5 | 40 | 60 |
| 14 | 35 | 65 |
| 20 | 34 | 66 |
| 22 | 19 | 81 |
| 32 | 18 | 82 |
| 34 | 0 | 100 |
| 38 | 0 | 100 |
| 40 | 40 | 60 |
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1.4.2 反式油酸含量测定
（1）粗脂肪的提取
准确称取5.00 g肉样,置于具塞锥形瓶中,加入100 mL氯仿-甲醇溶液（V﹕V=2﹕1）,连接冷凝回流装置,于40℃水浴提取30 min,再加20 mL饱和氯化钠溶液静置,分层后取下层溶液旋转蒸发分离溶剂,得到脂肪粗提物备用。
（2）脂肪的甲酯化
按《动植物油脂脂肪酸甲酯制备》（GB/T 17376—2008）中三氟化硼法进行脂肪粗提物的甲酯化。
（3）定性定量分析
甲酯化后的样品及反式油酸标准品在相同条件下进行气相色谱-质谱（GC-MS）检测。采用峰面积外标法分析样品中反式油酸的含量。
（4）GC-MS检测条件
色谱柱：Rxi®-5Sil MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.2 μm）;进样口温度：260℃;进样量为1 μL;高纯度氦气（99.999%）,柱内载气流量1.48 mL·min-1;压力120 kpa;流量控制模式为恒压模式;总流量为50 mL·min-1,不分流。柱温升温程序：初始温度120℃,保持1 min,以7℃·min-1升温至250℃,不保持,再以8℃·min-1升温至310℃,保持 5min。电子轰击源;电子能量70 eV;离子源温度为200℃;接口温度为300℃;倍增器电压0.2 kV,溶剂延迟3.5 min;扫描速率：2000;质量扫描范围：50—600 Hz;时间：5—27 min。
1.4.3 亚硝酸盐含量测定
按照《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》（GB 5009.33—2010）中分光光度法进行测定。
（1）提取
准确称取5.00 g剪碎的肉样,加入12.5 mL饱和硼砂溶液,搅拌均匀后,再加入300 mL 70℃的水,沸水浴加热15 min后,再在冷水浴中冷却至室温。
（2）提取液净化
在振荡上述提取液的同时加入5 mL亚铁氰化钾溶液,摇匀后加入5 mL乙酸锌溶液沉淀蛋白质,并加水定容至500 mL,再次摇匀后,静置30 min,除去上层脂肪,用滤纸过滤上清液,弃去初滤液30 mL,其余滤液备用。
（3）亚硝酸盐的测定
取40.0 mL上述净化后的提取液,同时分别取0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00和2.50 mL的5.0 μg·mL-1亚硝酸钠标准使用液（相当于0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.5、10.0与12.5 μg亚硝酸钠）,于试样提取液和标准液中各加入2 mL对氨基苯磺酸溶液,混匀后静置3—5 min,再加入1 mL盐酸萘乙二胺溶液,加水定容至50 mL,混匀后再静置15 min,于波长538 nm处测定吸光度。
（4）亚硝酸盐含量的计算
样品中亚硝酸盐（按亚硝酸钠含量计）的含量按下式计算：
式中,X1：试样中亚硝酸钠的含量（mg·kg-1）;A1：测定用样液中亚硝酸钠的质量（μg）;m：试样质量（g）;V1：测定用样液体积（mL）;V0：试样处理液总体积（mL）。
1.5 统计分析
不同浓度的标准样品及各处理组的样品均平行测定3次,结果取平均值,用于数据统计分析。试验数据均采用Microsoft Excel进行计算,SPSS 21.0中ANOVA进行方差分析和多重比较,结果以
2 结果
2.1 三类有害物质标准曲线
2.1.1 多环芳烃标准曲线 以各多环芳烃各组分的色谱峰面积为Y轴,质量浓度（μg·mL-1）为X轴,建立多环芳烃标准曲线见表2。由表可知,各个多环芳烃线性方程的决定系数均大于0.99,说明标准曲线建立比较合理,可用于下一步PAHs的检测分析。Table 2
表2
表2HPLC法测定多环芳烃线性回归方程和相关系数
Table 2Linear regression equation and correlation coefficient of PAHs in HPLC method
| 多环芳烃 Polycyclic aromatic hydrocarbons | 线性回归方程 Linear regression equation | 决定系数R2 Determination coefficient |
|---|---|---|
| 萘 Naphthalene | y=24086x-14142.0 | 0.9958 |
| 苊烯 Acenaphylene | y=12981x-3474.3 | 0.9959 |
| 苊+芴 Acenaphthene+Fluorene | y=21932x-5899.1 | 0.9930 |
| 菲 Phenanthrene | y=219470x-3841.5 | 0.9957 |
| 蒽 Anthracene | y=420242x-6793.0 | 0.9912 |
| 荧蒽 Fluranthene | y=63742x-8283.1 | 0.9931 |
| 芘 Pyrene | y=45753x+10290.0 | 0.9962 |
| 苯并[a]蒽 Benzo[a]anthracene | y=259706x-11449.0 | 0.9994 |
| 苣 Chrysene | y=112252x+14355.0 | 0.9980 |
| 苯并[b]荧蒽 Benzo[b]fluroranthene | y=210406x-22067.0 | 0.9990 |
| 苯并[k]荧蒽 Benzo[k]fluroranthene | y= 92339x+5865.7 | 0.9983 |
| 苯并[a]芘 Benzo[a]pyrene | y=179135x-5425.7 | 0.9968 |
| 二苯并[a,h]蒽 Dibenz[a,h]anthracene | y=41333x-7051.8 | 0.9903 |
| 苯并[g,h,i]芘+茚并[1,2,3-cd]芘 Benzo[g,h,i]pyrene+（Indeno[1,2,3- cd]pyrene | y=41333x-7051.8 | 0.9903 |
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2.1.2 反式油酸标准曲线 以反式油酸标准品峰面积为Y轴,质量浓度（μg·mL-1）为X轴,建立标准曲线如图1。由图可知,反式油酸含量测定的线性方程决定系数为0.997,说明标准曲线建立比较合理,可用于下一步反式油酸的检测分析。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图1反式油酸含量测定标准曲线
-->Fig. 1Standard curve for determination of C18:1 trans-9 content
-->
2.1.3 亚硝酸盐标准曲线 以吸光度为Y轴,亚硝酸钠含量（μg）为X轴,建立亚硝酸盐标准曲线如图2。由图可知,亚硝酸盐含量测定的线性方程决定系数为0.9978,说明标准曲线建立比较合理,可用于下一步亚硝酸盐的检测分析。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图2亚硝酸盐含量测定标准曲线
-->Fig. 2Standard curve for determination ofnitrite content
-->
2.2 烤、炸、煎3种高温处理对牛肉中有害物质含量的影响
2.2.1 牛肉中PAHs含量的测定结果 经烤、炸、煎3种高温处理后,牛肉中PAHs含量测定结果见表3。对照组共检测出芘、苯并[a]蒽、苣和苯并[k]荧蒽4种PAHs。160℃和180℃下烤制的肉样中各检测出5种PAHs,相比对照,多测出了萘和苯并[b]荧蒽,但未检测出苯并[k]荧蒽;200℃处理组共检测出7种,相比160℃、180℃,多检测出了苯并[k]荧蒽和苯并[a]芘;而炸制和煎制的肉样中共检测出8种PAHs,比200℃烤制多检测出二苯并[a, h]蒽。3种高温处理对肉样中PAHs的种类和含量影响差异较大。Table 3
表3
表3三种高温处理方式下牛肉中PAHs测定结果
Table 3Results of PAHs in beef treated with high temperature
| 处理分组 Treatment groups | PAHs（μg·kg-1）及其致癌性[23] Polycyclic aromatic hydrocarbons (μg·kg-1) and its carcinogenicity (PAN, 2009) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 萘 Naphthalene | 芘 Pyrene | 苯并[a]蒽 Benzo[a] anthracene | 苣 Chrysene | 苯并[b]荧蒽 Benzo[b] fluroranthene | 苯并[k]荧蒽 Benzo[k] fluroranthene | 二苯并[a,h]蒽 Dibenz[a,h] anthracene | 苯并[a]芘 Benzo[a] pyrene | |
| - | - | + | + | ++ | ++ | ++ | ++++ | |
| 对照组 Control Group | ND | 0.95±0.01d | 0.45±0.01g | 1.31±0.02a | ND | 0.51±0.03d | ND | ND |
| 烤制160℃ Broiling 160℃ | 35.82±0.04e | 0.81±0.01d | 0.69±0.01e | 0.06±0.01b | 1.25±0.01c | ND | ND | ND |
| 烤制180℃ Broiling 180℃ | 58.94±0.56b | 0.57±0.01d | 0.65±0.01f | 0.07±0.02b | 1.16±0.03d | ND | ND | ND |
| 烤制200℃ Broiling 200℃ | 78.21±0.51a | 0.38±0.01d | 1.34±0.01c | 0.15±0.02b | 1.10±0.02d | 1.27±0.02c | ND | 0.45±0.01f |
| 炸制3min Frying 3 min | 26.81±0.20f | 0.54±0.03d | 1.38±0.01b | 0.07±0.01b | 1.14±0.01d | 1.37±0.08c | 5.21±0.06c | 0.96±0.01d |
| 炸制4min Frying 4 min | 24.82±0.62g | 0.58±0.02d | 1.49±0.01a | 0.12±0.01b | 0.95±0.03e | 0.83±0.04cd | 6.27±0.02b | 2.50±0.02b |
| 炸制5 min Frying 5 min | 27.15±0.12f | 3.14±0.03b | 1.06±0.02d | 0.71±0.08ab | 0.62±0.03f | 0.12±0.01d | 6.85±0.03a | 2.57±0.03b |
| 煎制2min Pan-frying 2 min | 40.37±0.37d | 0.50±0.21d | 0.14±0.05i | 1.14±0.05a | 1.94±0.05b | 1.32±0.43c | 3.51±0.33e | 0.78±0.05e |
| 煎制3 min Pan-frying 3 min | 41.50±0.22d | 2.13±0.02c | 0.29±0.01h | 0.19±0.01b | 0.59±0.01f | 3.53±0.09b | 4.44±0.23d | 1.40±0.05c |
| 煎制4 min Pan-frying 4 min | 52.59±0.34c | 3.99±0.71a | 0.49±0.02g | 1.28±0.88a | 4.22±0.01a | 8.43±0.54a | 4.80±0.06cd | 3.97±0.04a |
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相较对照组,烤制温度对芘含量的影响不明显（P>0.05）;苯并[a]蒽含量随处理温度升高而增加（P<0.05）;烤制的肉样中苣含量显著降低（P<0.05）,但各处理组间差异不显著（P>0.05）;烤制200℃的苯并[k]荧蒽含量较对照组差异显著（P<0.05）。温度越高萘含量越高（P<0.05）;160℃处理的苯并[b]荧蒽含量高于180℃和200℃处理组,180℃和200℃处理间差异不显著（P>0.05）。因此,综合PAHs种类和含量,烤制以160—180℃处理为较优。
相较对照组,炸制3 min和4 min处理的芘含量无明显差异（P>0.05）,但低于5 min处理组（P<0.05）;肉样中苯并[a]蒽含量随煎制时间延长而增加;不同烹饪时间对肉样中苣含量无显著影响（P>0.05）。炸制3 min苯并[k]荧蒽含量显著增加（P<0.05）,4和5 min处理组间无显著差异。3 min和5 min处理的萘含量显著高于4 min（P<0.05）,且3 min和5 min处理组间无显著差异（P>0.05）;不同烹饪时间对苯并[b]荧蒽、二苯并[a, h]蒽和苯并[a]芘含量有影响,但炸制4—5 min对苯并[a]芘含量影响不显著。因此,综合PAHs种类和含量,炸制以3—4 min处理为较优。
相较对照组,苯并[k]荧蒽含量随煎制时间延长而显著增加（P<0.05）;2 min和3 min处理组的苯并[a]蒽含量显著降低（P<0.05）,4 min处理组对其含量无明显影响（P>0.05）;3 min处理组的苣含量明显降低（P<0.05）。2 min和3 min处理组的萘含量无显著差异,且显著小于4 min处理组;2 min处理组的二苯并[a, h]蒽含量低于3 min和4 min处理组,而3 min和4 min处理组间二苯并[a, h]蒽含量无显著差异（P>0.05）;不同烹饪时间对苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘含量均有显著影响（P<0.05）。因此,综合PAHs种类和含量,煎制以2—3 min处理为较优。
2.2.2 牛肉中C18:1 trans-9含量的测定结果 经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉中反式油酸含量测定结果见图3。与对照组相比,3种高温处理均可增加肉样中C18:1 trans-9的含量（P<0.05）,其中炸制5 min和煎制4 min含量较高。对烤制处理,不同烹饪温度对肉样中C18:1 trans-9含量的影响不显著（P>0.05）。对炸制处理,C18:1 trans-9含量随烹饪时间延长逐渐增大,其主要原因是处理时间的延长使肉样中水分损失加剧,C18:1 trans-9含量也相对增加。对煎制处理,2 min处理组的肉样中C18:1 trans-9含量小于3 min和4 min处理组（P<0.05）。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图33种高温处理方式下牛肉中C18:1 trans-9含量测定结果
-->Fig. 3Results ofC18:1 trans-9 in beef treated with high-temperature
-->
2.2.3 牛肉中亚硝酸盐含量的测定结果 经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉中亚硝酸盐含量测定结果见图4。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图43种高温处理方式下牛肉中亚硝酸盐含量测定结果
-->Fig. 4Results of nitrite content with high-temperature treatments of beef
-->
与对照组相比,3种高温处理均可增加肉样中亚硝酸盐的含量（P<0.05）,其中煎制4 min肉样中含量最高。对烤制处理,160℃和180℃处理组的亚硝酸盐含量显著小于200℃处理组（P<0.05）,亚硝酸盐含量整体呈现出随烹饪温度升高而逐渐增加的趋势。对炸制处理,3 min和4 min处理的亚硝酸亚含量显著小于5 min处理组（P<0.05）,3 min和4 min处理组间其含量差异不显著（P>0.05）。对煎制处理,亚硝酸盐含量随着烹饪时间的延长显著增加（P<0.05）,其中煎制2 min处理组的肉样中亚硝酸盐含量最少。
2.3 8种烹饪工艺对牛肉中有害物质含量的影响
2.3.1 牛肉中PAHs含量的测定结果 经蒸、煮、炖、烤、炸、煎、干制及腌制8种工艺处理后牛肉中PAHs测定结果见表4。与对照组相比,蒸、煮、炖处理组中均检测出5种PAHs,多检测出了蒽和苯并[b]荧蒽,但未检测出苯并[k]荧蒽;烤制处理组检测出5种,炸制和煎制各检测出8种PAHs;干制处理组仅检测出了2种,少于对照组;腌制处理组也只检测出3种,少于对照组。可见,不同烹饪处理对肉样中PAHs种类影响不同。Table 4
表4
表4牛肉在8种中式烹饪工艺下的PAHs含量
Table 4Results of PAHs content in beef processed with eight Chinese style culinary arts
| 处理分组 Treatment Groups | PAHs（μg·kg-1）及其致癌性[23] Polycyclic Aromatic Hydrocarbons（μg·kg-1）and its carcinogenicity (PAN, 2009) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 萘 Naphthalene | 蒽 Anthracene | 芘 Pyrene | 苯并[a]蒽 Benzo[a] anthracene | 苣 Chrysene | 苯并[b]荧蒽 Benzo[b] fluroranthene | 苯并[k]荧蒽 Benzo[k] fluroranthene | 二苯并[a, h]蒽 Dibenz[a,h] anthracene | 苯并[a]芘 Benzo[a] pyrene | |
| - | - | - | + | + | ++ | ++ | ++ | ++++ | |
| 对照组 Control Group | ND | ND | 0.95±0.01b | 0.47±0.01d | 1.31±0.03a | ND | 0.51±0.03b | ND | ND |
| 蒸制 Steaming | ND | 0.73±0.01a | 0.10±0.04c | 0.27±0.01e | 1.06±0.02c | 0.67±0.01d | ND | ND | ND |
| 煮制 Boiling | ND | 0.55±0.01b | 0.25±0.25bc | 0.29±0.08e | 0.91±0.02d | 0.63±0.01d | ND | ND | ND |
| 炖制 Braising | ND | 0.15±0.02c | 0.12±0.01c | 0.42±0.02d | 0.69±0.05e | 0.51±0.01e | ND | ND | ND |
| 烤制 Broiling | 35.82±0.04c | ND | 0.81±0.01bc | 0.69±0.01c | 0.06±0.01f | 1.25±0.01b | ND | ND | ND |
| 炸制 Frying | 26.81±0.20d | ND | 0.54±0.03bc | 1.38±0.01b | 0.07±0.01f | 1.14±0.01c | 1.37±0.08a | 5.21±0.06a | 0.96±0.01a |
| 煎制 Pan-frying | 40.37±0.37b | ND | 0.50±0.21bc | 0.14±0.05f | 1.14±0.05b | 1.94±0.05a | 1.32±0.43a | 3.51±0.33b | 0.78±0.05b |
| 干制 Drying | ND | ND | 3.73±0.28a | 0.31±0.05e | ND | ND | ND | ND | ND |
| 腌制 Pickling | 52.45±0.12a | ND | ND | 1.55±0.01a | 0.09±0.08f | ND | ND | ND | ND |
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对于芘,蒸制、炖制处理较对照组可降低其含量（P<0.05）;干制处理可增加其含量（P<0.05）;其他5种处理组无显著差异（P>0.05）。对于苯并[a]蒽,蒸制、煮制、煎制、干制处理组较对照组可降低其含量（P<0.05）;烤制、炸制、腌制处理组可增加其含量（P<0.05）;炖制处理对其含量无显著影响（P<0.05）。对于苣,较对照组,8个处理组均可降低其含量（P<0.05）,其中烤制、炸制、腌制处理组间无显著差异（P>0.05）。对于苯并[k]荧蒽,较对照组,炸制与煎制处理组均可显著增加其含量（P<0.05）,但两个处理组间无显著差异（P>0.05）。对于萘,烤制、炸制、煎制及腌制处理组间其含量差异显著,且呈现出腌制>煎制>烤制>炸制（P<0.05）。对于蒽,蒸、煮、炖处理对其含量影响明显,其中经蒸制处理的肉样中含量最高。对于苯并[b]荧蒽,蒸、煮分别与炖、烤、炸、煎4个处理组间有显著性差异,呈现出煎制>烤制>炸制>蒸制/煮制>炖制（P<0.05）。对于二苯并[a, h]蒽,煎制、炸制处理组对其含量影响显著,其中经炸制处理的肉样中含量最高。对于苯并[a]芘,炸制和煎制处理组间差异显著,炸制>煎制（P<0.05）。
2.3.2 牛肉中反式油酸含量测定结果 8种工艺处理后牛肉中反式油酸含量的测定结果见图5。与对照组相比,所有处理组均可显著增加牛肉中C18:1 trans-9的含量（P<0.05）,且对其含量的影响整体呈现炸制>煎制>炖制>烤制>腌制>煮制/蒸制>干制的顺序;而蒸制、煮制与干制处理间,蒸制、煮制与腌制处理间无明显差异（P>0.05）,说明不同的烹饪工艺对牛肉C18:1 trans-9的影响效果不同。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图5牛肉在8种中式烹饪工艺下反式油酸含量的测定结果
-->Fig. 5Results of C18:1 trans-9 content in beef processed with eight Chinese style culinary arts
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炸制处理对牛肉中C18:1 trans-9含量的影响达到了极显著水平（P<0.01）,煎制的影响次之。蒸制、煮制、干制及腌制4个处理组肉样中C18:1 trans-9含量主要集中在0.30—0.80 g·kg-1。由于在炖制、煎制和炸制处理中分别加入了10、50、200 mL植物油,处理过程中加入的植物油对肉样中的C18:1 trans-9含量有一定影响,所以这3种处理后肉样中C18:1 trans-9较高。
2.3.3 亚硝酸盐含量的测定结果 8种工艺处理后牛肉中亚硝酸盐含量的测定结果见图6。与对照组相比,8种处理工艺均可显著增加牛肉中亚硝酸盐含量（P<0.05）。其中,腌制处理组的亚硝酸盐含量最高,但均未超过《食品安全国家标准—食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）中规定的亚硝酸盐最大残留量30 mg·kg-1。干制处理组的亚硝酸盐含量较对照组增加最少,其他处理组的亚硝酸盐含量在11—19 mg·kg-1,其中蒸制与炖制、炸制与煎制处理组间亚硝酸盐含量无显著差异性（P>0.05）。可见,不同烹制处理对牛肉中亚硝酸盐含量影响较大。烹饪工艺对亚硝酸盐含量的影响,总体呈现出腌制、炸制、煎制及烤制处理显著大于蒸制、煮制、炖制及干制处理组的规律（P<0.05）。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图6牛肉在8种中式烹制工艺下亚硝酸钠含量的测定结果
-->Fig. 6Results of nitrite content in beef processed with eight Chinese style culinary arts
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3 讨论
3.1 不同烹饪工艺对牛肉中PAHs含量及种类的影响
PAHs是影响人们健康和生活环境的重要污染物,为减少其危害,目前有16种PAHs被美国环保局列为优先控制污染物,其中苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽被国际癌症研究机构归为强致癌物质,萘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3,-c,d]芘、二苯并[a,h]蒽被列入“中国环境优先污染物黑名单”[24-25]。其中苯并[a]芘受到的关注最为广泛,中国国标限定3,4-苯并[a]芘在肉制品中的最高残留量为5 μg·kg-1,德国限制为1 μg·kg-1[24]。欧盟委员会发布的Regulation (EC) No 835/2011法规规定食物中以苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽和苣4种PAHs的总含量作为评价多环芳烃污染的指标[4]。肉制品中PAHs的产生途径主要是由于烟熏工艺、脂肪的焦化和裂解,蛋白质高温分解和糖的不完全燃烧等因素造成的。本试验结果显示,对于可能致癌的苯并[a]蒽、苣和具有致癌性的苯并[b]荧蒽,烤制温度、炸煎时间对其含量的影响规律不完全一致,尤其煎制处理组的苣和苯并[b]荧蒽含量呈现出先降低再增加的趋势,这与俞晔[26]研究的不同加热时间对豆油中不同多环芳烃影响的规律类似,有些轻质多环芳烃和4环多环芳烃呈现出先减少再生成的趋势,原因可能是用菜籽油煎制牛肉一定时间后的苣、苯并[b]荧蒽含量均会超过初始含量,继续受热后先挥发,再煎制一定时间后重新产生,并随时间呈同步增加的关系。3种高温处理对牛肉中PAHs的种类及含量均有影响,总体呈现出随烹饪温度升高、时间延长而增加,尤其经烤制200℃、炸制以及煎制处理的肉样中还检测出了强致癌物质苯并[a]芘,这可能是在食品加工中,由于烤、炸、煎加工方式的高温作用,使脂肪发生裂解产生自由基,发生热聚合反应生成苯并[a]芘,尤其在200℃及以上烹制时,肉制品中的脂肪和水溶性的物质会无法避免地滴落到炙热的炉膛内,由此而产生热解或热聚反应,产生多环芳烃类物质,这与姜新杰等[27]的研究规律一致,处理温度越高,产生的多环芳烃就越多。其中炸制4 min和5 min、煎制4 min处理组的苯并[a]芘含量≥2.5 μg·kg-1,原因可能是高温处理时间过长导致原料局部受热致其烧焦,会使蛋白质受热分解,经过环化和聚合作用形成PAHs,就会残留在原料的外壳上[28]。
8种中式工艺下,对于不具致癌性的萘、蒽、芘,烤制温度、炸与煎制时间对萘、芘含量影响显著,蒸、煮、炖对蒽含量影响也明显;经蒸制、煮制、炖制、干制及腌制处理的肉样中检测出PAHs致癌物质的种类及含量明显少于烤制、炸制及煎制处理组。PAHs的形成量主要受肉中脂肪含量、烹饪时间和加热温度的影响,与所采用的烹饪方法的不同也有很大的关系。陆红梅等[3]研究发现PHAs是食物在烤制、炸制和煎制等烹饪过程中产生的有害化合物;也有研究表明[29],常吃煎炸食物的人,其部分癌症的发病率远远高于不吃或极少进食煎炸食物的人群;MOTTIER等[30]在烤肠中检测到高浓度的致癌性PAHs（14 μg·kg-1）;研究表明[4]炭火烧烤后的牛排经测定含有苯并[a]芘8 μg·kg-1。因此,从PAHs产生的种类和含量方面考虑,蒸制、煮制、炖制、干制及腌制的烹饪工艺较优。
3.2 不同烹饪工艺对牛肉中TFAs含量的影响
TFAs的安全问题已经对消费者的科学消费观、食品加工及生产企业产生了很大的影响。食物中TFAs主要是反式油酸,占90%左右,反式油酸中最常见的是n-9位反式油酸[31]。食品中的TFAs比SFA的危害更大,增加TFAs的摄入量,不仅会使人体的低密度脂蛋白胆固醇浓度上升,也会降低高密度脂蛋白胆固醇的浓度,致使动脉硬化的a-脂蛋白浓度升高,对血脂分布的不利影响大于SFA,明显增加了患心血管疾病的危险性[32-33];TFAs危害人类健康已为大量的代谢和流行病学研究所证实,为此美国、加拿大和其他很多国家强制要求食品产品必须在营养标签上注明TFAs[34];为增进心脏血管系统的健康,WHO和FAO建议TFAs最大摄取量在总能量的1%以下。本试验结果显示,烤制、炸制4—5 min,煎制3—4 min的肉样中反式油酸含量较高,烤制主要是因为处理过程中的热作用[35],煎制和炸制主要是由于处理过程中加入的植物油所致。3种高温处理都显著增加了反式油酸的含量,这与前人的研究[36-37]结果一致,一些焙烤和油炸食品中含有较高的TFAs,其主要是由于加工过程中使用的菜籽和热作用导致,TFAs含量随氢化油用量和饱和度的不同有较大差异,在未添加氢化油脂的焙烤食品中,TFAs主要产生于加热过程。当煎炸油或加工原料中含有较多的反式脂肪酸时,产品中便会有较多的TFAs存在[38]。8种中式工艺下,煎制、炸制、烤制及炖制处理的肉样中反式油酸含量显著高于其他处理组,食物中顺式脂肪酸在烹饪过程中遇到光、热及其他催化作用,可通过异构化转变为TFAs[39]。因此,从反式脂肪酸的含量方面考虑,蒸制、煮制、干制及腌制工艺较优。
3.3 不同烹饪工艺对牛肉中亚硝酸盐含量的影响
亚硝酸盐俗称工业用盐,一般为亚硝酸钠（钾）,是一种毒性很强的致癌物,它能与胺类化合物作用生成致癌性很强的N-亚硝基化合物,长期摄入可导致消化道癌症,影响人体健康,尤其是过量的亚硝酸盐摄入能够引起高铁肌红蛋白增加,导致组织缺氧,还可使血管扩张、血压降低[12,40]。食用含有超量亚硝酸盐的肉制品或腌制蔬菜可能引起中毒[41];《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）规定,腌、酱卤、熏、烧、烤、油炸等肉制品中亚硝酸盐的最大使用量是0.15 g·kg-1,以亚硝酸钠计,残留量≤30 mg·kg-1。试验结果显示,高温处理的烤制200℃、炸制 5 min、煎制4 min的肉样中亚硝酸盐含量均较高,这与相关研究[42-44]结果一致,亚硝胺的含量随温度的升高有所增加。8种中式工艺下,蒸制、煮制、炖制及干制处理的肉样中亚硝酸盐含量相对较低,且均未超过15 mg·kg-1;而炸制、煎制及腌制处理后的肉样中亚硝酸盐含量较高,但也未超过25 mg·kg-1,因此经8种中式工艺处理的肉样中亚硝酸盐含量均未超过国标规定的最大残留量。这些与孙敬等[45]研究结果类似,其发现腌制、煎炸、蒸煮、烟熏、烤制等加工方式对肉制品中亚硝胺形成有显著的影响,经过煎炸处理的禽肉和畜肉,亚硝胺含量均比其他几种加工方式要高。孙敬等[46]研究还发现,煮制时间越长,火腿中亚硝胺含量越多,煮制温度越高,亚硝胺值的增加越快;邵利君等[47]研究表明,热处理能明显促进亚硝胺的生成;YURCHENKO等[48]也发现热熏和油炸时鱼类制品中亚硝胺的含量比冷熏时含量明显增多。因此,烹饪方式、烹饪时间以及温度的选取对消费者的身体健康有较大影响,就亚硝酸盐含量方面考虑,蒸制、烤制以及干制较优。
4 结论
（1）烤、炸、煎3种高温烹饪工艺易使牛肉中产生有害物质,综合考虑高温处理后产生的多环芳烃（PAHs）种类与含量、反式脂肪酸含量、亚硝酸盐含量以及成本节约等因素,建议3种高温处理方式的温度和时间条件为：160℃下烤制40 min,226—228℃下炸制3 min、煎制2 min。（2）综合对比分析8种烹饪工艺,其中蒸、煮、炖、干制及腌制的肉样中PAHs种类及含量均较少;蒸、煮、干制及腌制的肉样中反式油酸含量较少;蒸制、烤制及干制处理的肉样中亚硝酸盐含量较少。因此,推荐牛肉的烹饪工艺以蒸制、煮制、炖制及干制为宜。
The authors have declared that no competing interests exist.
