藍(lán)圓鲹在腌制過程中N-二甲基亞硝胺和N-二乙基亞硝胺的變化規(guī)律*

陳勝軍，楊賢慶，李來好，2，吳燕燕，樊麗琴，戚勃，鄧建朝，胡曉

1(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心，廣東廣州，510300)

2(南海生物資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，廣東廣州，510300)

咸魚是一種傳統(tǒng)的水產(chǎn)品加工與保藏食品，在腌制過程中，營養(yǎng)成分發(fā)生代謝與反應(yīng)，形成許多風(fēng)味成分，深受世界各國消費(fèi)者的喜愛［1-3］。但是，隨著人們對水產(chǎn)品質(zhì)量安全要求的提高，咸魚的安全性問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是咸魚在加工過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和胺類物質(zhì)結(jié)合形成N—亞硝基化合物。研究表明，腌制食品中 N-亞硝基化合物是含有結(jié)構(gòu)的化合物，由一個(gè)亞硝基(—NO)與一個(gè)仲胺基(R1R2＞N—)的氮原子相互鍵合而成的化合物，根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為N-亞硝胺、N-亞硝酰胺兩大類。N-亞硝基化合物是一類致癌性很強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，大量的動(dòng)物致癌性實(shí)驗(yàn)表明，揮發(fā)性N-亞硝胺可能對人類有致癌作用，國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(the international agency for research on cancer，IARC)認(rèn)為，N-二甲基亞硝胺(NDMA)和 N-二乙基亞硝胺(NDEA)是最可能導(dǎo)致人類致癌的物質(zhì)［4-6］。我國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 2762中規(guī)定了食品中N-亞硝胺的限量標(biāo)準(zhǔn):其中N-二甲基亞硝胺不超過4 μg/kg［7］，N-二乙基亞硝胺不超過 7 μg/kg［8］。從腌制海產(chǎn)魚蝦食品中可檢測到不同水平的揮發(fā)性N-亞硝胺等致癌物，其中以NDMA最為常見［9］，F(xiàn)ong和Huang等分別報(bào)道了廣州和香港市售海產(chǎn)腌制食品中含NDMA和N-亞硝胺吡咯烷(NPYR)［10-11］情況。這對咸魚加工業(yè)造成很大的影響，咸魚產(chǎn)品的食用安全性受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。研究表明，咸魚等腌制食品與人群中的鼻咽癌、胃癌等有一定的相關(guān)性［12］，但對咸魚中N-亞硝基化合物的形成過程、形成機(jī)理至今尚未完全明確。對于咸魚中N-亞硝基化合物的報(bào)道較少，咸魚在加工過程中發(fā)生許多的理化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的物質(zhì)，使其形成了一個(gè)非常復(fù)雜的體系。本研究以藍(lán)圓鲹(Decapterus maruadsi)為原料，研究在腌制過程中，在不同種類的鹽、溫度、鹽度等腌制條件下，探討腌制過程中N-亞硝胺的變化規(guī)律，進(jìn)一步確定腌制咸魚的條件，從而降低咸魚中N-亞硝胺等有害物質(zhì)的含量，使咸魚的食用安全得到保障。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冰鮮藍(lán)圓鲹，每尾重(150±30)g，購于廣州市鷺江市場;食用鹽(精鹽)，購于廣州華潤萬家超市;粗鹽(海水曬制)，購于廣州市一德路海鮮批發(fā)市場。

試劑:NDMA和NDEA標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.0%，購自德國Dr1Ehrenstorfer公司);二氯甲烷(優(yōu)級純)。

1.2 主要儀器設(shè)備

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS-QP2010)，島津;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(N-1000)，日本EYELA;多管架自動(dòng)平衡離心機(jī)(TDZ5-WS)，中國湘儀。

1.3 樣品制備及取樣［13］

1.3.1 濕腌法

溫度控制在25℃條件下，采用飽和鹽水進(jìn)行濕腌，用精鹽和粗鹽2種食鹽腌制，腌制過程中分別在0、12、24、36、48、60、72、96 h 取樣，去頭、骨，取肌肉等可食部分絞碎混合均勻后測定樣品中 NDMA和NDEA含量。

1.3.2 干腌法

將魚與食鹽一起分層放于容器中的腌制方法。在魚體表擦鹽后，將它們層裝在腌制容器內(nèi)，各層之間均勻地撒上食鹽，依靠外滲汁液形成鹽液(鹵水)，腌制劑在鹵水內(nèi)通過擴(kuò)散作用向魚體內(nèi)部滲透，比較均勻地分布于魚體內(nèi)進(jìn)行腌制。表面搓鹽(鹽和魚質(zhì)量比分別為1∶3、1∶5和1∶8)，腌制溫度選取4 ℃和25 ℃進(jìn)行試驗(yàn)。分別在腌制的第 0、2、4、6、8、10、12、14、16天取樣 ，去頭、骨，取肌肉等可食部分絞碎混合均勻后測定樣品中NDMA和NDEA含量。

1.4 檢測方法

準(zhǔn)確稱取混勻樣品20.00g采用氣相色譜-質(zhì)譜儀法(GC-MS)測定NDMA和NDEA的含量［14-15］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果為3次平行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值，采用EXCEL對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 12.0進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類食鹽對NDMA和NDEA含量的影響

用不同種類的食鹽腌制藍(lán)圓鲹，腌制過程中NDMA和NDEA含量變化趨勢如圖1、圖2所示。

圖1 食鹽種類對NDMA含量的影響Fig.1 Effect of salt type on the content NDMA

圖2 食鹽種類對NDEA含量的影響Fig.2 Effect of salt type on the content of NDEA

由圖1和圖2可看出，在腌制過程中，腌制初期2種食鹽腌制的樣品中NDMA和NDEA的含量差別不大，隨著腌制過程的不斷進(jìn)行，粗鹽腌制的樣品中NDMA和NDEA的含量始終高于精鹽腌制的樣品中的NDMA和NDEA的含量。前期相關(guān)研究與文獻(xiàn)表明，胺類物質(zhì)作為前體物質(zhì)很容易與亞硝酸鹽結(jié)合形成亞硝胺類化合物［16-18］。從圖1可以看出，粗鹽腌制36 h時(shí)NDMA含量達(dá)到最大值4.63 μg/kg，與腌制前(2.31 μg/kg)差異顯著(P ＜0.05)，之后，NDMA含量呈下降趨勢;用精鹽腌制60 h時(shí)NDMA含量達(dá)到最大值4.04 μg/kg，與腌制前(2.31 μg/kg)差異顯著(P＜0.05)。從圖2可以看出，粗鹽腌制72 h時(shí)NDEA含量達(dá)到最大值3.12 μg/kg，與腌制前(0.57 μg/kg)差異顯著(P＜0.05)，之后，NDEA含量呈下降趨勢;用精鹽腌制72 h時(shí)NDEA含量達(dá)到最大值2.76 μg/kg，與腌制前(0.57 μg/kg)差異顯著(P ＜0.05)。結(jié)果表明，不同種類的食鹽腌制的樣品中NDMA和NDEA的含量存在差異，粗鹽腌制的樣品中NDMA和NDEA的含量更高。因粗鹽中含有的雜質(zhì)、微生物等更容易使樣品在腌制過程中形成N-亞硝胺的前體物質(zhì)，從而使 N-亞硝胺的含量增大［17］。因此，考慮到鹽來源的可控制性及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，故后續(xù)研究采用精鹽進(jìn)行腌制。

2.2 溫度對NDMA和NDEA含量的影響

采用干腌法進(jìn)行腌制，確定鹽和魚質(zhì)量比鹽度為1∶3，分別選擇4℃和25℃考察溫度對 NDMA和NDEA 含量的影響。分別在腌制的第0、2、4、6、8、10、12、14、16天取樣測定樣品中 NDMA和NDEA的含量。腌制過程樣品中NDMA和NDEA的含量在不同溫度下的變化如圖3、圖4所示。

圖3 溫度對NDMA含量的影響Fig.3 Effect of temperature on the content of NDMA

圖4 溫度對NDEA含量的影響Fig.4 Effect of temperature on the content of NDEA

從圖3、圖4可知，隨著腌制時(shí)間的延長，不同溫度條件下NDMA、NDEA含量的變化趨勢基本一致，在腌制初期含量有所升高，之后降低，然后達(dá)到峰值，隨著腌制過程的不斷進(jìn)行，NDMA、NDEA的含量下降且變化趨勢逐漸平緩。其原因在于腌制初期前體物質(zhì)亞硝酸鹽、胺類物質(zhì)均增長速率較快，含量較高，在適宜的條件下反應(yīng)生成NDMA和NDEA的機(jī)率較大，故NDMA和NDEA的含量升高;之后，NDMA和NDEA的含量隨著前體物質(zhì)含量的變化而變化。4℃和25℃條件下腌制時(shí)，NDMA和NDEA均在第8天達(dá)到峰值，其中NDMA峰值分別為3.06 μg/kg和3.71 μg/kg，NDEA 的峰值分別 1.42 μg/kg 和 2.22 μg/kg。表明在相同鹽度腌制條件下，溫度越高，NDMA、NDEA的含量越高。高溫利于微生物的活動(dòng)，使NDMA、NDEA的前體物質(zhì)大量生成，且高溫更利于反應(yīng)的進(jìn)行，并且在一定條件下，溫度越高，乳酸發(fā)酵越快，酸性環(huán)境更利于N-亞硝胺的形成［20］。

2.3 鹽度對NDMA和NDEA含量的影響

采用干腌法腌制，控制溫度為25℃，鹽和魚質(zhì)量比分別為 1∶3、1∶5、1∶8，分別在腌制的第 0、2、4、6、8、10、12、14、16天取樣測定樣品中 NDMA 和 NDEA 的含量。腌制過程樣品NDMA和NDEA的含量在不同鹽度下的變化如圖5、圖6所示。

由圖5、圖6可以看出，在相同溫度條件下，鹽度對NDMA和NDEA含量的影響較大，均表現(xiàn)出鹽和魚質(zhì)量比為1∶5時(shí)，NDMA和NDEA的含量最高，鹽和魚質(zhì)量比為1∶8時(shí)NDMA、NDEA的含量次之，鹽和魚質(zhì)量比為1∶3時(shí)NDMA、NDEA的含量最低。其原因在于，在腌制咸魚的過程中，N-亞硝胺主要通過亞硝化途徑來合成。鹽和魚質(zhì)量比為1∶3時(shí)，大部分微生物受到抑制作用。此時(shí)，它們的合成是由化學(xué)合成完成的，隨著前體物質(zhì)(如:亞硝酸鹽、二甲胺、硝酸鹽等)含量的變化而呈現(xiàn)不穩(wěn)定的波動(dòng)趨勢。鹽和魚質(zhì)量比為1∶5時(shí)，在部分嗜鹽菌的作用下，NDMA和NDEA的合成是由化學(xué)合成和生物合成共同完成，所以由化學(xué)合成作用使其含量達(dá)到峰值后，在微生物的作用下緩慢變化。鹽和魚質(zhì)量比為1∶8時(shí)，此時(shí)生物合成占主導(dǎo)地位，使得整個(gè)過程變化平緩。另外，在腌制咸魚的過程中，存在的部分嗜鹽菌適合在鹽和魚質(zhì)量比為1∶5的條件下生存，使得大量的前體物質(zhì)存在，導(dǎo)致NDMA、NDEA的含量較高。另外2個(gè)鹽度，不適合微生物的生長，導(dǎo)致NDMA、NDEA的生物合成過程變的較為緩慢，所以含量相對較低［21-23］。

圖5 鹽度對NDMA含量的影響Fig.5 Effect of salinity on the content of NDMA

圖6 不同鹽度下NDEA含量的影響Fig.6 Effect of salinity on the content of NDEA

由圖5、圖6還可以看出，隨著腌制時(shí)間的延長，各組樣品中的NDEA的含量低于NDMA的含量。隨著腌制過程的進(jìn)行，NDMA的峰值均出現(xiàn)在腌制的第8天，之后下降，慢慢趨于平緩;而NDEA的峰值有所變化，鹽和魚質(zhì)量比為1∶3時(shí)，峰值出現(xiàn)在第8天，鹽和魚質(zhì)量比為1∶5和1∶8的條件下峰值出現(xiàn)在第10天，比高濃度腌制條件滯后，表明高濃度的鹽腌制加速了NDEA峰的出現(xiàn)。在腌制的整個(gè)過程中，各個(gè)時(shí)間點(diǎn)測定的NDMA和NDEA的值均高于腌制前測定的值，與馬儷珍等研究的香腸中亞硝胺含量變化的結(jié)果一致［24］。隨著腌制時(shí)間的延長，前體物質(zhì)胺類和亞硝酸鹽的含量不斷增加，在適宜的條件下，兩者反應(yīng)會(huì)生成N-亞硝胺，隨著腌制的進(jìn)行，魚體內(nèi)的鹽度逐漸增加，對微生物有一定的抑制作用;此外，水分活度、pH值等的變化也會(huì)影響到NDMA和NDEA的合成［25］。N-亞硝胺的具體合成過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，受多種因素的影響，有待于進(jìn)一步研究。目前，在蔬菜、魚等腌制食品中發(fā)現(xiàn)的NDMA被認(rèn)為主要是通過亞硝化作用反應(yīng)機(jī)制產(chǎn)生［26］。

通過不同鹽度對它們含量的影響分析顯示，鹽和魚質(zhì)量比為1∶5時(shí)其含量最高，因此，為避免NDMA、NDEA的大量產(chǎn)生，應(yīng)該選擇在高鹽的條件下腌制。同時(shí)，高溫有利于反應(yīng)的進(jìn)行，所以高溫下NDMA、NDEA的生成量高于低溫條件下的生成量。為減少NDMA、NDEA的生成量，建議腌制時(shí)選擇低溫高鹽的條件下腌制。

2.4 濕腌法和干腌法對NDMA和NDEA含量的影響

采用濕腌和干腌法進(jìn)行腌制，綜合圖1～圖4(濕腌選取精鹽進(jìn)行腌制，干腌選取精鹽，鹽和魚質(zhì)量比為1∶3，溫度均控制在25℃條件下進(jìn)行腌制)分析魚肉在腌制過程中NDMA和NDEA的變化趨勢。濕腌法腌制時(shí)，樣品中NDMA和NDEA的峰值含量分別為4.04 μg/kg 和2.76 μg/kg，并在腌制 72 h 時(shí)達(dá)到最大峰值;干腌法時(shí)，樣品中NDMA和NDEA的峰值含量分別為3.71 μg/kg和2.11 μg/kg，并在腌制第8天時(shí)達(dá)到最大峰值。研究顯示，不同腌制方法對NDMA和NDEA含量的影響很大，腌制結(jié)束時(shí)，濕腌法中NDMA和 NDEA的含量分別為 3.95 μg/kg和1.91 μg/kg，干腌法中NDMA和NDEA的含量分別為2.71 μg/kg 和1.14 μg/kg，濕腌法中 NDMA 和NDEA的含量顯著高于干腌法中的含量(P＜0.05)。其原因在于濕腌法更利用亞硝基化反應(yīng)的進(jìn)行，促進(jìn)了NDMA和NDEA的形成和產(chǎn)生。

3 結(jié)論

通過對藍(lán)圓鲹在不同腌制條件下樣品中NDMA和NDEA含量的變化規(guī)律進(jìn)行研究，表明二者在腌制過程中會(huì)隨著不同溫度、不同鹽度的變化而變化，即溫度、鹽度、時(shí)間是影響其形成的因素。采用濕腌法時(shí)，對于不同種類食鹽腌制組，粗鹽腌制組的樣品中NDMA和NDEA含量較精制食鹽腌制組高;采用干腌法時(shí)，在相同鹽度下，腌制溫度越高，樣品中NDMA和NDEA的含量越高;在相同溫度下，鹽和魚質(zhì)量比為1∶5時(shí)，NDMA和NDEA的含量最高，鹽和魚質(zhì)量比為1∶8時(shí)，NDMA和NDEA的含量次之，鹽和魚質(zhì)量比為1∶3時(shí)NDMA和NDEA的含量最低;干腌法超過10 d后，NDMA和NDEA含量峰值開始消失，含量平緩下降;采用濕腌法比干腌法樣品中NDMA和NDEA含量高。因此，為減少腌制產(chǎn)品中NDMA和NDEA的積累，建議采用精鹽低溫高鹽干腌法進(jìn)行腌制，并在腌制時(shí)間超過10 d NDMA和NDEA含量的峰值開始降低后進(jìn)行食用。

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