淀粉類農(nóng)產(chǎn)品是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),以谷 類及薯類淀粉為原料制得的油條、薯?xiàng)l、面包、餅干 等油炸烘焙類食品在我國居民飲食結(jié)構(gòu)中占有較大 比重,深受人們喜愛。淀粉類食品中含有的丙烯酰 胺,因具有神經(jīng)毒性、生殖毒性、遺傳毒性,以及與 甲狀腺癌、腎上腺癌、乳腺癌和生殖系統(tǒng)癌癥等的發(fā) 病率存在劑量依賴關(guān)系,被國際癌癥研究機(jī)構(gòu) (IARC)列為 2B 類“人類可能的致癌物”。谷物、 薯類等淀粉類食品加工前的丙烯酰胺含量較少,均值 在 0.1 mg/kg 以下,熱加工過程促進(jìn)了其生成,經(jīng)烘 焙、高溫油炸后丙烯酰胺含量增加幅度達(dá)到 3~8 倍, 最高可達(dá) 50 倍以上。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 材料
實(shí)驗(yàn)材料主要有新鮮馬鈴薯(荷蘭 7 號(hào));食用 油(魯花 5S 壓榨一級(jí)花生油),購于河南鄭州農(nóng)貿(mào)市 場(chǎng)。
1.2 試劑
實(shí)驗(yàn)試劑主要有丙烯酰胺、異抗壞血酸鈉、芝麻 酚、檸檬酸、蘋果酸、檸檬酸三鈉、Na2CO3、甲醇, 均為分析純。
1.3 儀器與設(shè)備
儀器主要有 Agilent's 7963 液相色譜儀,美國安 捷倫科技公司;DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;YN-ZD-2 型電熱蒸餾水器, 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;AL204 分析天 平,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;FW 型高 速萬能粉碎機(jī),天津市泰斯特儀器有限公司。
1.4 方法
1.4.1 樣品制備
取新鮮市售馬鈴薯,除皮洗凈后切成尺寸為 0.5 cm×5 cm×5 cm 的薄片,在 180 ℃下油炸 5 min 至金 黃色。經(jīng)烘干、粉碎混合均勻后,測(cè)定丙烯酰胺含量。 各取樣品 100 g,分別噴灑 10,20,30,40,50 mL 蒸餾水,控制含水率分別為 10%,20%,30%,40%, 50%;各取樣品 100 g,噴灑濃度分別為 0.1,1,10 mmol/L 的檸檬酸、蘋果酸、檸檬酸三鈉、Na2CO3、 異抗壞血酸鈉、芝麻酚水溶液 40 mL,控制樣品含水 率為 40%,輻照處理。
1.4.2 輻照處理
樣品采用河南省科學(xué)院同位素研究所有限責(zé)任 公司的鈷源裝置進(jìn)行靜態(tài)輻照處理,設(shè)計(jì)劑量為 0, 0.5,1,1.5,2,2.5,3 kGy 等 8 個(gè)處理等級(jí),每個(gè) 劑量重復(fù) 3 次,使用計(jì)量片跟蹤吸收劑量。
1.4.3 含量分析
輻照后的樣品在 40 ℃下干燥 12 h,稱取 10 g 加 入 5 mL 甲醇和 5 mL 蒸餾水,超聲 30 min 后離心, 提取 3 次,隨后合并提取液;使用 20 mL 正己烷對(duì)提 取液脫脂 3 次,經(jīng) 0.45 μm 有機(jī)濾膜過濾后采用 Agilent's 7963 液相色譜儀分析。分析條件:色譜柱為 Atlantis dC18(30 m×0.25 mm,0.25 μm);柱溫為 35 ℃; 流動(dòng)相為甲醇與體積分?jǐn)?shù)為 0.1%甲酸的混合物,甲 醇與甲酸的體積比為 5∶95;流速為 1.5 mL/min;UV檢測(cè)波長為 210 nm;進(jìn)樣量為 20 μL。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
采用 SPSS 進(jìn)行方差分析分析,采用 Excel 作圖。
2 結(jié)果與討論
含水率為 40%的油炸土豆片中丙烯酰胺消解率 與吸收劑量的關(guān)系見圖 1。由圖 1 可看出,輻照可以 顯著降低油炸土豆片中丙烯酰胺的含量,隨吸收劑量 的增加,丙烯酰胺的含量逐漸降低。經(jīng) 0.5 kGy 的 60Co-γ 照射后,其含量由 3129.60 μg/kg 顯著(P?0.05) 下降到 2886.7 μg/kg,丙烯酰胺的消解率為 7.76%; 當(dāng)吸收劑量增加到 1,1.5,2,2.5,3 kGy 時(shí),其含 量依次下降到 2645.45,2243.92,2045.51,1618.94, 1466.84 μg/kg,土豆片中的丙烯酰胺降低了 484.15, 885.68,1084.09、1510.66、1662.76 μg/kg,消解率分 別為 15.47%,28.30%,34.64%,48.27%,53.13%。 丙烯酰胺的含量隨吸收劑量增加呈線性降低 (R2 =0.9926),輻照可以有效降低丙烯酰胺的含量。 丙烯酰胺含有碳碳不飽和雙鍵,有水分存在時(shí),在輻 照條件下發(fā)生聚合反應(yīng)生成了無毒的聚丙烯酰胺,這 與文獻(xiàn)報(bào)道一致。
盡管輻照可顯著降低油炸土豆片中的丙烯酰胺 的含量,但輻照對(duì)低含水量的食品基質(zhì)中丙烯酰胺的 消解率不高。含水率為 10%的油炸土豆片在吸收劑量 為 3 kGy 的輻照后降解率僅為 8.59%,為此添加一定 量的檸檬酸、蘋果酸、Na2CO3、檸檬酸三鈉、異抗壞 血酸鈉、芝麻酚等,探究酸堿、氧化性和抗氧化性食 品添加劑對(duì)丙烯酰胺輻照降解規(guī)律的影響,旨在探索 提高低含水量食品基質(zhì)中丙烯酰胺輻照消解率。Na2CO3 對(duì)含水率為 40%的油炸土豆片中丙烯酰 胺輻照效應(yīng)的影響見圖 5。由圖 5 可知,Na2CO3 的加 入對(duì)丙烯酰胺輻照消解整體呈促進(jìn)作用,加入量越高 促進(jìn)作用越顯著。經(jīng) 0.5 kGy 的 γ 射線輻照后,添加 0.1,1,10 mmol/kg 的 Na2CO3 后,油炸土豆片中丙 烯酰胺的含量由對(duì)照組的 2662.73 μg/kg 下降到 2624.05,2592.29,2444.49 μg/kg,其降解率由 7.76% 提高到 9.10%,10.20%,15.32%,均促進(jìn)了丙烯酰胺 的輻照消解,其中 1,10 mmol/kg Na2CO3 組促進(jìn)作用 達(dá)到了顯著水平(P<0.05);當(dāng)吸收劑量小于 2 kGy 時(shí),Na2CO3 的影響規(guī)律與 0.5 kGy 時(shí)基本一致,不同 濃度下均會(huì)促進(jìn)丙烯酰胺的輻照消解。隨著吸收劑量 繼續(xù)提高至 2.5 kGy 以上時(shí),低濃度的 Na2CO3 雖呈 現(xiàn)出抑制作用,但抑制作用均不顯著(P>0.05);
3 結(jié)語
輻照消解油炸土豆片中丙烯酰胺是利用 60Co 衰 變產(chǎn)生的 γ 射線處理淀粉類熱加工食品,通過輻照過 程中基質(zhì)水分產(chǎn)生的自由基誘導(dǎo)丙烯酰胺發(fā)生聚合 反應(yīng)生成無毒的聚合物,從而達(dá)到消除基質(zhì)中已生成 丙烯酰胺的目的。吸收劑量和基質(zhì)含水量對(duì)丙烯酰胺 的輻照消解效應(yīng)影響較為顯著,Na2CO3、異抗壞血酸 鈉、芝麻酚可促進(jìn)丙烯酰胺的輻照消解,添加芝麻酚 后丙烯酰胺的消解率最高為 60.49%。此研究從增加 丙烯酰胺分子量的角度考慮,使用較為成熟的輻照技 術(shù)聚合消除已生成的丙烯酰胺,不僅對(duì)食品風(fēng)味無影 響且成本較低,是對(duì)淀粉類熱加工食品中丙烯酰胺控 制方法體系的補(bǔ)充,可為淀粉類農(nóng)產(chǎn)品熱加工后控制 丙烯酰胺的含量提供理論基礎(chǔ)。
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