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关于丙烯酰胺的抑制方法的介绍

2022.5.09

  国内外对如何抑制食品中丙烯酰胺的生成做过大量研究,主要方向集中在食品的加工工艺以及抑制剂的选择上。 

  原料的预处理

  试验得出,制作油炸薯条时,原料马铃薯应避免低于10℃保存。在温度较低时,马铃薯中的部分淀粉会转化成还原糖,经油炸加工后,丙烯酰胺的含量明显上升。将马铃薯切片后在60℃温水中浸泡15min再进行油炸加工,经检测,用此法制成的油炸薯条中的丙烯酰胺含量降至40~70μg/kg,比原来降低5~10倍,同时还保留了原有的烹调效果。研究发现:用70℃热水浸泡马铃薯40min后,油炸产品中丙烯酰胺的含量降低了91%;用50℃热水浸泡马铃薯70min后,在190℃高温下进行油炸加工,丙烯酰胺含量仅为28μg/kg;用柠檬酸溶液浸泡马铃薯后,油炸成品中的丙烯酰胺可以降低70%左右。

  温度与时间

  丙烯酰胺主要存在于煎炸、焙烤等经过高温加工的食品中。研究指出,油炸温度和油炸时间是影响油炸薯条中丙烯酰胺含量的主要因素。随着油炸温度的升高和油炸时间的延长,产品中丙烯酰胺含量明显上升。加工过程中,将温度控制在120℃以下,丙烯酰胺的生成量较少;而当油温从120℃升高到180℃时,产品中丙烯酰胺含量增加了58倍。 

  当焙炒温度在120~180℃时,降低加工温度和减少加热时间可以减少咖啡中丙烯酰胺的生成量;当焙炒温度在200℃以上时,随着温度和时间的增加,丙烯酰胺的最终生成量会相应减少。因此,在食品加工过程中,温度和时间对丙烯酰胺的生成具有较为显著的影响。 

  天冬酰胺酶

  天冬酰胺酶可以使丙烯酰胺的前体物质天冬酰胺水解,生成天冬氨酸和氨,从而在一定程度上抑制丙烯酰胺的生成。有学者利用天冬酰胺酶对马铃薯样品进行前处理,发现样品中天冬酰胺含量下降明显,降幅可达88%。通过把马铃薯条和马铃薯片在天冬酰胺酶溶液中浸泡处理后发现,在相同的油炸条件下,马铃薯条和马铃薯片中丙烯酰胺的含量分别下降了30%和15%。

  盐类

  不同盐类对食品中丙烯酰胺的生成具有不同影响,目前人们研究较多的盐类为NaCl、MgCl2 和CaCl2。有学者发现,薯片在热烫处理前浸泡于1%的食盐溶液中,可以使成品中丙烯酰胺的含量降低62%。另有研究通过构建不同的模型发现,NaCl在天冬酰胺 – 葡萄糖模型和天冬酰胺 – 果糖模型中对丙烯酰胺的生成均有一定的抑制作用。然而,在所构建的模型中,并未发现NaCl对丙烯酰胺的减少有明显影响。因此,NaCl对于丙烯酰胺的抑制作用有待于进一步的研究。

  研究发现,在煎炸之前把马铃薯浸入CaCl2溶液中,成品中丙烯酰胺的合成量可减少95%,且处理方式对油炸薯条的色泽与口感没有明显的影响。当CaCl2质量浓度较低时,对丙烯酰胺具有抑制作用;而当CaCl2浓度较高时,反而对丙烯酰胺的生成有促进作用。

  MgCl2的抑制作用和CaCl2类似,MgCl2可抑制饼干中丙烯酰胺的形成,但是效果不如CaCl2。

  氨基酸和蛋白质

  有学者通过构建化学模型发现,半胱氨酸、赖氨酸和精氨酸对食品中丙烯酰胺的产生具有较好的抑制作用,对丙烯酰胺的抑制率最高可达90%。

  向马铃薯样品中加入游离甘氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和高蛋白物质后发现,成品中丙烯酰胺的含量显著降低。有学者在油炸薯条配方中加入2%的鹰嘴豆蛋白,发现产品中的丙烯酰胺含量有所下降。从反应机理来说,游离氨基酸和天冬酰胺的竞争导致美拉德反应受阻以及蛋白质和丙烯酰胺的共价结合可能是产品中丙烯酰胺含量下降的主要原因。

  黄酮类物质

  黄酮类物质具有多种生物活性。有学者发现,从番茄皮中提取的柚皮素可以显著降低食品中丙烯酰胺的含量,并且抑制效果随着柚皮素用量的增加而提高。通过建立甘氨酸–葡萄糖模型发现,来自橄榄、橘子等植物的黄酮类提取物对丙烯酰胺的抑制率可达30%~85%。

  黄酮添加量与对丙烯酰胺的抑制呈非线性关系;定量结构–活性关系(QSAR)试验证明了生物黄酮芳环羟基的数目和位置、糖基取代的方式(碳苷或氧苷)、B环连接的形式(2或3位)以及黄酮环的拓扑结构对丙烯酰胺的抑制活性具有重要影响。

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