黑胡椒對烤草魚中雜環胺含量和品質的影響

華玲 王杰

摘要：為研究黑胡椒對日常烤制草魚中雜環胺含量及食用品質的影響，試驗在草魚烤制前首先添加不同濃度的黑胡椒（0.50%、1.00%、1.50%）進行腌制，然后測定烤制后草魚肉的品質指標和雜環胺含量的變化。結果表明，黑胡椒對8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman均有顯著的抑制效果（P＜0.05），抑制率最高可達46.91%、47.69%和28.97%，但雜環胺抑制效果與黑胡椒的濃度相關性不顯著（P＞0.05）。此外，添加黑胡椒對草魚肉的水分含量、質構特性和表面色差均有一定影響，其中TBARS值隨著黑胡椒添加量的增加而顯著減小（P＜0.05），蛋白質羰基含量先降低（P＜0.05）再升高，而且蛋白質羰基含量、TBARS值與8-MeIQx、4，8-Di MeIQx的形成存在顯著的正相關關系。該研究為日常烤制草魚過程中如何降低雜環胺的生成、提高食用品質提供了理論依據。

關鍵詞：黑胡椒；烤草魚；雜環胺；食用品質

中圖分類號：TS264.2? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1000-9973（2023）04-0080-05

Abstract： In order to investigate the effect of black pepper on the heterocyclic aromatic amine content and eating quality of daily grilled grass carp， different concentrations of black pepper （0.50%，1.00%， 1.50%） are added to marinate grass carp before grilling， and then the changes of quality indexes and content of heterocyclic aromatic amines in grass carp after grilling are measured. The results show that black pepper has significant inhibitory effects on 8-MeIQx， 4，8-Di MeIQx and Harman （P<0.05）， and the highest inhibitory rates could reach 46.91%， 47.69% and 28.97% respectively， but there's no significant correlation between the inhibitory effect on heterocyclic aromatic amines and the concentration of black pepper （P>0.05）. In addition， the addition of black pepper has certain effects on moisture content， texture properties and surface color difference of grass carp. The TBARS value decreases significantly with the increase of black pepper addition amount （P<0.05）， and the protein carbonyl content decreases firstly （P<0.05） and then increases， and protein carbonyl content， TBARS value and the formation of 8-MeIQx， 4，8-Di MeIQx have a significant positive correlation. This study has provided a theoretical basis for how to reduce the production of heterocyclic aromatic amines and improve the eating quality of grass carp in the daily grilling process.

Key words： black pepper; grilled grass carp; heterocyclic aromatic amines; eating quality

草魚是我國產量最大的淡水養殖魚類，其肉質細嫩、蛋白質含量高、價格便宜，具有較高的食用價值。在日常飲食中，以草魚為食材的烹調方式很多，其中烤制是近年來備受消費者喜愛的熱加工方式之一。經過烤制的魚肉具有良好的感官品質，如色澤金黃、香味誘人等。但魚肉在烤制過程中經高溫加熱后，在一定程度上會引起脂肪和蛋白質的氧化，這些變化會造成魚肉食用品質如魚肉的水分含量、色澤、質構參數的改變及營養價值的降低等。此外，魚肉經過烤制也可能產生有害物質，如雜環胺化合物[1]。

雜環胺化合物（heterocyclic aromatic amines，HAAs）是熟肉制品中常見的致癌物和致突變物[2-3]。雜環胺化合物的生成受加熱溫度、時間、添加物等因素的影響[4-6]。黑胡椒為日常烤制肉類食品中常見的香辛料之一，含有生物堿、有機酸、酰胺類化合物等活性物質[7]。研究表明黑胡椒可影響肉制品中HAAs的生成，但與肉制品原料、加熱方式及黑胡椒濃度有關。樊賀雨等[5]研究表明，添加0.5%黑胡椒對200 ℃油炸牛肉餅中HAAs有一定抑制效果，但添加1.0%和1.5%黑胡椒反而會促進PhIP等4種HAAs的生成。鄢嫣等[7]研究表明，黑胡椒的乙醇提取物對220 ℃烤箱烤制的豬肉餅中PhIP具有顯著的抑制效果。包香香[8]研究表明，黑胡椒能夠有效抑制油炸羅非魚中MeIQx和PhIP含量的減少，同時造成Norharman含量的增加。Zeng等[9]研究表明，黑胡椒可促進230 ℃烤制牛肉餅中HAAs的生成。目前有關黑胡椒對日常草魚烤制過程中食品品質和雜環胺生成量的影響鮮有報道。本試驗可為日常烤制草魚的加工及食用安全性提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮草魚（切片）、黑胡椒：購自四川省成都市永輝超市。

甲醇、乙腈：均為色譜純，美國Merck試劑公司；鹽酸、石油醚：均為分析純，天津市富宇精細化工有限公司；三氯乙酸10%（CAS No.76-03-9）、2-硫代巴比妥酸98%（CAS No.504-17-6）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；蛋白質羰基試劑盒（ADS-W-YH006-96微板法96樣）：青島科創質量檢測有限公司。

6種HAAs標準品：2-氨基-3-甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（2-amoin-3-methy benzimidazole and [4，5-f]quinoline，IQx，CAS No.76180-96-6）、MeIQ （CAS No.77094-11-2）、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，8-MeIQx，CAS No.77500-04-0）、PhIP （CAS No.105650-23-5）、2-氨基-3，4，8-三甲基咪唑并[4，5-f]喹喔啉（imidazo[4，5-f]quinoxalin-2-amine-3，4，8-trimethyl，4，8-DiMeIQx，CAS No.95896-78-9）、1-甲基-9H-吡啶并[3，4-b]吲哚（Harman，CAS No.486-84-0），天津阿爾塔科技有限公司。

1.2 主要儀器與設備

TMS-Pro質構儀 北京盈盛科技有限公司；NH310色差儀 深圳市三恩馳科技有限公司；AX224ZH/E電子天平 奧豪斯儀器（常州）有限公司；SZF-06A脂肪測定儀 上海華睿儀器有限公司；H2050R臺式高速冷凍離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司；TGL-16高速冷凍離心機 四川蜀科儀器有限公司；HHS-8S電子恒溫不銹鋼水浴鍋 上海光地儀器設備有限公司；格蘭仕K42電烤箱 廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司；1290-6470液相色譜-質譜儀 美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品的準備

將購買的新鮮草魚切片，用吸水紙吸干表面水分，經絞肉機打成魚糜備用。試驗組樣品的處理是將黑胡椒粉添加到魚糜中混合均勻，黑胡椒添加量分別為肉餅質量的0.5%、1%、1.5%，保鮮膜密封腌制30 min后，用磨具制成規格為3 cm×3 cm×1.5 cm、質量為15 g的草魚肉餅。空白對照組樣品的處理除不添加黑胡椒粉外，其他步驟相同。

空白對照組和試驗組樣品均為3個重復。所有樣品置于烤箱中烤制15 min，上、下管溫度為200 ℃。在整個試驗過程中，所有樣品均不添加其他調味料，烤制好的草魚肉餅冷卻至室溫后，于4 ℃冰箱中保存待測。

1.3.2 草魚肉品質的檢測

1.3.2.1 水分含量和色澤的測定

水分含量按照國標GB 5009.3－2016中的烘箱法進行測定。用色差儀測定樣品表面的L*（白度）、a*（紅度）和b*（黃度）值。每個條件下測定3份樣品，并在不同位置進行兩次讀數，取平均值。

1.3.2.2 質構的測定

將樣品冷卻至室溫后，放入質構儀中進行檢測，測定樣品硬度、彈性和咀嚼性等指標的變化。測定參數：選用P50的探頭，最高高度20 mm，形變量50%，下壓速度60 mm/min，時間5 s，力0.375 N，分別測定3次，取平均值。

1.3.2.3 TBARS值和蛋白質羰基含量的測定

將樣品碾碎后稱取5 g，加入30 mL混合溶液（8%三氯乙酸∶2% EDTA二鈉為1∶1），用玻璃棒攪拌2 min后過濾，取5 mL濾液置于25 mL離心管中，再次加入5 mL 0.015 mol/L的TBA（硫代巴比妥酸）溶液，混勻后置于水浴鍋中95 ℃保溫1 h，取出后用流水快速冷卻， 6 000 r/min離心6 min，用紫外分光光度計測定上清液于532 nm波長處的吸光度（同時做空白試驗），TBARS值采取標準曲線法以每千克魚肉中含有的丙二醛質量（mg）表示。使用蛋白質羰基試劑盒檢測樣品中的蛋白質羰基含量。

1.3.3 雜環胺的測定

1.3.3.1 標準曲線的制作

將標準品用甲醇稀釋成質量濃度分別為0.5，1，5，10，50 μg/L的混合標準工作液，備用。按照質量濃度梯度由低到高進樣，測定樣品中雜環胺的含量并定量分析，以雜環胺的濃度為橫坐標，建立線性標準曲線，進而計算魚片中雜環胺的含量。繪制雜環胺溶液的標準曲線。

1.3.3.2 雜環胺的提取

精確稱取2 g打碎混勻的樣品，加入 1 mL去離子水，振蕩混勻10 min，加入9 mL乙腈溶液（含有1%乙酸），再振蕩10 min，加入萃取包（4 g無水硫酸鎂和1 g無水醋酸鈉），劇烈振蕩1 min后，6 000 r/min離心10 min，取上清液6 mL加入離心管中，振蕩1 min，6 000 r/min離心5 min，取1 mL上清液用氮吹儀吹干，加入1 mL甲醇溶液，渦旋復溶，過0.22 μm濾膜后進行液相色譜-質譜測定。

1.3.3.3 雜環胺的測定

使用Agilent液相色譜-質譜儀對雜環胺含量進行測定。在多反應監測掃描模式下，使用電噴霧離子源（ESI）在正離子模式下進行質譜檢測。ESI 參數：Nebulizer 35 psi，毛細管電壓3 500 V，噴嘴電壓400 V，干燥氣流速8 L/min，干燥氣溫度325 ℃，鞘氣溫度350 ℃，鞘氣流速11 L/min。

數據的采集采用超高效液相色譜儀，色譜條件：色譜柱：Agilent C18柱 （2.1 mm×100 mm，1.8 μm）；分離柱溫：30 ℃；流動相：流動相A：5 mmol/L乙酸銨-水溶液（含0.1%甲酸），流動相B：乙腈；流速：0.3 mL/min；梯度程序：0～1.5 min，95% A；1.5～10 min，90% A；10～15 min，70% A；15～20 min，99% A；20～21 min，99% A；21～21.1 min，95% A；21.1～22 min，95% A；進樣體積：5 μL。

1.3.4 統計分析

所有試驗數據用“平均值±標準差”的方式來表示。使用軟件SPSS 22.0和Origin 2021對數據進行統計和分析并且作圖。

2 結果與分析

2.1 添加黑胡椒對烤草魚肉水分含量和色澤的影響

黑胡椒對烤草魚樣品水分含量和色澤的影響見表1。

水分含量結果顯示，隨著黑胡椒濃度的增加，草魚肉的水分含量下降，變化不顯著（P＞0.05），水分的降低可能是因為黑胡椒的添加導致草魚肉的滲透壓升高，從而造成草魚肉腌制后失水[10]。色澤是食品重要的感官指標之一，草魚肉色澤結果顯示，隨著黑胡椒添加量的增加，L*值（白度）和a*值（紅度）不斷降低，b*值（黃度）先顯著升高（P＜0.05），當黑胡椒添加量為1.50%時，b*值（黃度）略微降低（P＞0.05）。黑胡椒的自身顏色會影響魚肉的白度值，使魚肉顏色變暗，L*值（白度）下降，b*值（黃度）升高。a*值（紅度）下降，可能是由于黑胡椒的抗氧化性通過減緩高鐵肌紅蛋白的氧化而起到穩定肉色的作用[11]。

2.2 添加黑胡椒對烤草魚肉質構參數的影響

草魚肉的質構參數見表2。

由表2可知，隨著黑胡椒添加量的增加，草魚肉樣品的硬度、彈性和咀嚼性均升高，但變化不顯著。當黑胡椒添加量為1.50%時，草魚肉樣品的硬度（N）、彈性（mm）和咀嚼性（mJ）達到最高，分別為（67.28±7.65）N，（5.58±0.32）mm，（198.06±13.39）mJ。結合表1中的數據分析，草魚肉硬度（N）的增加可能與腌制后其水分含量的降低有關[12]。草魚肉的咀嚼性反映了食品的口感[13]，與硬度的大小呈正相關，草魚肉的咀嚼性隨著黑胡椒添加量的增加而增加。

2.3 添加黑胡椒對烤草魚肉蛋白質羰基含量和TBARS值的影響

由圖1可知，黑胡椒添加量不同，草魚肉的TBARS值呈現極顯著差異（P＜0.01）：空白對照組的TBARS值為（0.75±0.00） mg MDA/kg。隨著黑胡椒添加量的增加，TBARS值逐漸降低，當黑胡椒添加量為1.50%時，TBARS值為最低值（0.32±0.03） mg MDA/kg。有研究表明在油炸羅非魚中添加黑胡椒后，TBARS值隨著黑胡椒添加量的增加呈現先升高后降低的趨勢，與本試驗結果不同，可能與黑胡椒的滲透效率或魚的品種有關[8]。TBARS值的測定可以檢測脂肪的氧化程度，黑胡椒中含有抗氧化物質胡椒堿，可通過清除羥基自由基等方式抑制脂肪的氧化[14]。據報道，當肉類食品的TBARS低于1 mg/kg時，肉類產品無過氧化的酸敗味道，可被消費者接受[15]。此結果表明本試驗中的烤草魚風味在感官可接受的范圍內[16]。

由圖1可知，當黑胡椒添加量為0.50%～1.00%時，草魚肉的蛋白質羰基含量隨著黑胡椒添加量的增加顯著下降（P＜0.05），表明黑胡椒的添加會抑制烤制草魚肉中蛋白質的氧化，這與黑胡椒的抗氧化性有關[14]。當黑胡椒添加量為1.50%時，蛋白質羰基的變化不明顯。這可能與抗氧化劑濃度過高而產生的促氧化性有關[17-18]。此外，烹飪時的加熱方式和加熱時間也會影響黑胡椒對蛋白質氧化的抑制效果。

2.4 添加黑胡椒對烤草魚肉雜環胺生成量的影響

繪制6種雜環胺標準品的標準曲線，線性方程見表3。

黑胡椒對烤制草魚肉中雜環胺含量的影響見表4。

本研究選擇檢測的6種雜環胺中，所有處理組均檢出3種雜環胺：8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman。而IQx、MeIQ和PhIP均未檢測到，考慮到日常烤魚的條件，所選擇的處理條件為200 ℃烤制15 min，由于加熱條件是影響雜環胺生成的主要因素，因此本試驗中檢測到的雜環胺種類偏少，含量較低。有研究報道PhIP只有在加熱的溫度和時間滿足一定條件才能生成[19]。不同的雜環胺生成量不同，受黑胡椒的影響也不同。從雜環胺總量上看，8-MeIQx是烤制魚肉中含量最高的，占雜環胺總量的50%，其次是Harman，占雜環胺總量的35.74%。黑胡椒對8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman均有顯著的抑制效果（P＜0.05），8-MeIQx、4，8-Di MeIQx為極性雜環胺，可能與其生成過程的中間體吡嗪可被黑胡椒清除有關[20]。當黑胡椒的添加量為1.50%時，對8-MeIQx和Harman的抑制率分別為46.91%和28.97%。當黑胡椒添加量為1.00%時，對4，8-Di MeIQx的抑制率為47.69%。隨著黑胡椒濃度的升高，對雜環胺的抑制率略有升高，但差異不顯著（P＞0.05）。Zeng等的研究結果表明，烤制牛肉中雜環胺的抑制效果與黑胡椒提取物添加量之間不存在明顯的量效關系，與本研究結果一致。

2.5 相關性分析

在烤制過程中，烤草魚品質的變化和雜環胺的生成量均與烤制過程中的美拉德反應有關，兩種品質指標與8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman生成量的相關性分析見表5。

結果表明，蛋白質羰基含量與8-MeIQx、4，8-Di MeIQx的形成存在顯著的正相關性，TBARS值與8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman的形成存在顯著的正相關性。隨著黑胡椒添加量的增加，TBARS值和蛋白質羰基的含量呈下降趨勢，雜環胺生成量也呈下降趨勢，說明蛋白質和脂肪的氧化可促進雜環胺的生成。本結果與前人的研究結果相似。

3 結論

本試驗研究了不同添加量的黑胡椒對烤草魚品質和6種雜環胺生成量的影響。結果表明，在日常烤制草魚條件下有雜環胺生成，在烤制草魚中添加黑胡椒可顯著降低8-MeIQx、4，8-Di MeIQx、Harman的生成量（P＜0.05），抑制率最高可達46.91%、47.69%和28.97%，但雜環胺的抑制效果與黑胡椒的濃度相關性不顯著（P＞0.05）。與空白對照組相比，添加黑胡椒對烤制草魚肉的水分含量、質構特性和色澤均有一定影響，其中TBARS值隨著黑胡椒添加量的增加而顯著減小（P＜0.05），蛋白質羰基含量呈先降低（P＜0.05）再升高的趨勢。本研究結果可為烤制草魚中雜環胺的抑制提供理論參考。

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