肉制品中雜環(huán)胺類化合物形成及控制措施的研究進(jìn)展

王惠汀，孫學(xué)穎，王丹，郭進(jìn)，靳燁，趙麗華

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018）

雜環(huán)胺類化合物（heterocyclic aromatic amines，HAAs）是富含蛋白質(zhì)的食物在加工過程中產(chǎn)生的一類致癌、致突變性的物質(zhì)。20世紀(jì)70年代，人們首次在烤牛肉和烤魚的表面發(fā)現(xiàn)了雜環(huán)胺的存在，并發(fā)現(xiàn)長期攝入含HAAs的食物會增加患結(jié)腸癌、乳腺癌、肝癌等癌癥的風(fēng)險[1]。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)近30種HAAs[2]。研究表明，一些富含蛋白質(zhì)的肉制品（如腌臘肉制品、油炸肉制品、醬鹵肉制品等）經(jīng)過高溫加熱后都會檢出雜環(huán)胺[3]。隨著生活水平的提高，人們對于食物的要求不再只是色、香、味，而更側(cè)重于食物的安全品質(zhì)。

雜環(huán)胺作為日常飲食中常見的一類食源性致癌物，廣泛存在于高溫加熱的肉制品中，因此有必要對其進(jìn)行研究。本文主要對雜環(huán)胺進(jìn)行綜述，通過分析其形成途徑，系統(tǒng)地闡述了雜環(huán)胺形成的影響因素、控制措施及其代謝的研究進(jìn)展。

1 雜環(huán)胺的分類

1.1 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

HAAs根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為氨基-咪唑-氮雜芳烴（amino-imidazo-azaarenes，AIAs）與氨基-咔啉類（aminocarbolines，ACs）兩大類。根據(jù)結(jié)構(gòu)差異分類，AIAs包括喹啉類、喹喔啉類、吡啶類和呋喃吡啶類。咔啉類可分為 α-咔琳類、β-咔啉類、γ-咔啉類和 ζ-咔啉類[4]。常見的雜環(huán)胺類化合物及其分類見表1。

表1 常見雜環(huán)胺類化合物及其分類Table 1 Common heterocyclic amines and their classification

1.2 根據(jù)化學(xué)性質(zhì)分類

HAAs根據(jù)化學(xué)性質(zhì)可分為極性雜環(huán)胺和非極性雜環(huán)胺。AIAs均含有咪唑環(huán)，與IQ化學(xué)性質(zhì)類似，故又稱為IQ型雜環(huán)胺，即極性雜環(huán)胺。氨基-咔啉類稱為非IQ型雜環(huán)胺，即非極性雜環(huán)胺。

1.3 根據(jù)生成溫度分類

根據(jù)Millar[5]的研究發(fā)現(xiàn)，300℃是加熱蛋白質(zhì)食物（如肉類和魚類）中形成不同類別雜環(huán)胺的關(guān)鍵臨界溫度。根據(jù)生成溫度可將HAAs分成兩大類：一類是氨基咪唑氮雜芳烴（即IQ型雜環(huán)胺），是氨基酸、肌酸（肌酰）、糖在100℃～300℃的條件下通過美拉德反應(yīng)生成，其結(jié)構(gòu)上的氨基可耐受2 mmol/L亞硝酸鈉的重氮處理，在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成N-羥基化合物，又稱為“熱反應(yīng)雜環(huán)胺”，具有致癌、致突變性；另一類是咔啉類雜環(huán)胺（非IQ型雜環(huán)胺），是蛋白質(zhì)或氨基酸在300℃以上的溫度下生成，其結(jié)構(gòu)上的氨基不能耐受2 mmol/L亞硝酸鈉的重氮處理，處理時氨基脫落轉(zhuǎn)變成C-羥基而失去致癌、致突變性，因此其致癌、致突變性比熱反應(yīng)雜環(huán)胺弱，又稱為“熱解型雜環(huán)胺”[6]。

2 雜環(huán)胺的形成機(jī)制

2.1 熱反應(yīng)型HAAs的形成機(jī)制

2.1.1 IQ和IQx型雜環(huán)胺的形成

富含蛋白質(zhì)的食品在加熱過程中會發(fā)生美拉德反應(yīng)，很容易生成HAAs。己糖和氨基酸通過美拉德反應(yīng)中的Strecker降解，生成的吡啶和吡嗪分別是IQ和IQx型雜環(huán)胺的前體物質(zhì)，吡啶或吡嗪衍生物與肌酸加熱過程中形成的肌酐通過醇醛縮合反應(yīng)，生成了IQ或 IQx型 HAAs[7]。

2.1.2 吡啶類雜環(huán)胺的形成

目前，吡啶類雜環(huán)胺中PhIP的形成機(jī)制已經(jīng)得到了證實(shí)。Felton等[8]首次從油炸牛肉中分離出PhIP。目前，PhIP的形成途徑已基本清晰，主要分為3步：首先通過Strecker降解將苯丙氨酸分解生成苯乙醛，此步驟中沒有肌酐的參與，但體系中存在的活性羰基化合物會促進(jìn)反應(yīng)；然后體系中的肌酐與苯乙醛通過醇醛縮合反應(yīng)脫水后形成縮合物，在此過程中，苯乙醛會降解生成甲醛，肌酐會降解生成氨；最后，脫水產(chǎn)物與氨和甲醛反應(yīng)形成PhIP[9]。

2.2 熱解型HAAs的形成機(jī)制

目前，熱解型雜環(huán)胺的已知形成途徑主要有兩種，一是由游離氨基酸（色氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸等）在300℃以上的高溫?zé)峤庑纬桑欢怯纱蠖骨虻鞍缀屠业鞍谉峤庑纬?。兩者都是通過熱解形成各種脫羧基、氨基產(chǎn)物和活性自由基進(jìn)而誘導(dǎo)形成雜環(huán)胺[10]。然而也有特殊的即色氨酸和葡萄糖在小于100℃的低溫下干熱形成Harman和Norharman[11]。

3 雜環(huán)胺的代謝

通常雜環(huán)胺的生成量是以納克每克為單位進(jìn)行計量的，但長期攝入會對人體健康造成巨大威脅，因此研究雜環(huán)胺在人體內(nèi)的消化吸收及代謝尤為重要。雜環(huán)胺的代謝分為解毒和活化，首先發(fā)生的是Ⅰ相代謝，進(jìn)入體內(nèi)的雜環(huán)胺經(jīng)過細(xì)胞色素P450（cytochrome P450，CYP450）酶催化發(fā)生羥基化反應(yīng)，隨后發(fā)生Ⅱ相代謝，即葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（glucuronyl transferase，UGTs）和磺基轉(zhuǎn)移酶（sulfotransferase，SULTs）催化反應(yīng)產(chǎn)生的芳香環(huán)羥基化產(chǎn)物和部分環(huán)外氨基羥基化產(chǎn)物，和葡萄糖醛酸或磺酸形成解毒物質(zhì)，最后經(jīng)糞便或尿液排出體外；另一部分的環(huán)外氨基羥基化產(chǎn)物通過氮乙酰轉(zhuǎn)移酶（N-acetyltransferase，NATs）或磺基轉(zhuǎn)移酶發(fā)生催化酯化，形成的活化產(chǎn)物會進(jìn)一步異裂生成親電子的芳基氮離子中間物，易與大分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、DNA等）進(jìn)一步反應(yīng)形成加合物，最終產(chǎn)生致癌活性[12]。以PhIP為例，其代謝途徑見圖1。

圖1 PhIP代謝途徑Fig.1 The metabolic pathway of PhIP

PhIP在進(jìn)入體內(nèi)后，經(jīng)細(xì)胞色素P450 CYP1A2酶代謝后生成環(huán)外氨基羥基化產(chǎn)物，部分環(huán)外氨基羥基化產(chǎn)物與葡萄糖醛酸或磺酸形成解毒物質(zhì)排出體外，另一部分代謝途徑如圖1所示，環(huán)外氨基羥基化產(chǎn)物通過氮乙酰轉(zhuǎn)移酶（NATs）或磺基轉(zhuǎn)移酶（SULTs）發(fā)生催化酯化，生成N-乙酰化合物或N-磺?；衔?，與DNA進(jìn)一步生成DNA加合物即dG-C8-PhIP，最終引起前列腺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、結(jié)直腸癌等。

4 雜環(huán)胺的影響因素

4.1 烹飪方式

在日常飲食中，常用烹飪方式有水煮、煎炸、油炸、醬鹵等，加工方式不同對肉制品中雜環(huán)胺生成的影響也不同。研究表明，傳統(tǒng)的烹飪方式升溫是通過介質(zhì)傳遞來實(shí)現(xiàn)，先是給食物表層加熱，然后傳熱到中心，使食物徹底熟透需要較長的時間和溫度[9]。Sinha等[13]研究了煎、烤、炸、煮等加熱方式以及熟化程度對PhIP濃度和致癌性的影響，發(fā)現(xiàn)水煮牛肉、雞肉、培根中的PhIP含量均低于其他加熱方式。Fan等[14]采用微波水煮和電加熱水煮兩種加熱方式對牛肉糜進(jìn)行了長達(dá)2 h的處理，發(fā)現(xiàn)在加熱過程中，微波牛肉糜中的PhIP生成量始終顯著低于傳導(dǎo)加熱。楊洪生等[15]研究了不同的加工方式對草魚魚糜制品中雜環(huán)胺生成影響的研究，結(jié)果表明在油炸、烘烤、水煮3種加工方式中，油炸方式下雜環(huán)胺生成的種類和數(shù)量最多，其次為烘烤方式，而水煮方式最少。因此，在日常飲食中，選擇合適的烹飪方式對食物進(jìn)行加工，可以從源頭有效得減少HAAs的生成。

4.2 加工溫度和時間

對雜環(huán)胺生成影響程度最大的兩個因素是溫度和時間。Gibis等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在200℃～220℃下加工的培根中，MeIQx和PhIP的含量高于在150℃～170℃下煎炸的水平。Ahmad等[17]研究發(fā)現(xiàn)，9種HAAs的濃度隨著溫度從150℃升高到350℃逐漸升高。Bu?a等[18]研究發(fā)現(xiàn)220℃與180℃燒烤相比，烤豬肉中4，8-二聚體和7，8-二聚體的含量分別增加2倍和9倍。此外，烹調(diào)時間越長，HAAs含量也越高。在大多數(shù)情況下，應(yīng)考慮熱處理溫度和時間的組合，以確定HAAs的形成。多項(xiàng)研究表明，食品中HAAs的生成量與其加工溫度和時間呈顯著正相關(guān)[19-20]。

4.3 前體物質(zhì)

目前，肌酸、氨基酸、葡萄糖、含氮堿以及相應(yīng)的核苷被認(rèn)為是生成HAAs的前體物質(zhì)。任何前體物質(zhì)的缺失都會影響HAAs的生成。Szterk[21]研究了游離氨基酸、核苷、含氮堿、蛋白質(zhì)和葡萄糖對烤牛肉中HAAs水平的影響，發(fā)現(xiàn)HAAs生成的影響與氨基酸總量有很強(qiáng)的相關(guān)性。自由氮堿基和相應(yīng)的核苷形式與HAAs形成的關(guān)聯(lián)性比自由氨基酸的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。此外，這些前體物在不同動物品種的肉制品中的存在和含量也不同。廖國周等[22]研究前體物含量對雜環(huán)胺形成的影響，發(fā)現(xiàn)前體物的含量在不同物種間和同一物種內(nèi)都存在著較大的差異，且在同一物理?xiàng)l件下加工的肉制品中形成的HAAs也存在較大的差異。

4.4 其它因素

脂肪作為肉制品中的主要營養(yǎng)成分之一，對于HAAs的生成也起到了一定的作用。首先，脂肪含量較高的肉類傳熱能力更高效，達(dá)到產(chǎn)生HAAs的熱溫度所需的時間更短[2]。其次，肉類中高脂肪含量與導(dǎo)致HAAs形成的前體物（如氨基酸、肌酸和葡萄糖）的較低相對含量有關(guān)。綜上所述，如果同時考慮這兩個方面，脂肪是否有利于促進(jìn)HAAs的形成仍然是個未知數(shù)。郭海濤等[23]研究了脂肪添加量及原料肉形態(tài)對烤羊肉餅中雜環(huán)胺形成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IQ型雜環(huán)胺的生成量與脂肪含量具有顯著的相關(guān)性，即脂肪含量的增加會顯著提高極性雜環(huán)胺的生成量，而非IQ型雜環(huán)胺的含量與脂肪含量無顯著相關(guān)性，且極性雜環(huán)胺的生成量與肉餅質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)，而非極性雜環(huán)胺下降趨勢不明顯；通過對原料肉進(jìn)行絞碎處理可使極性和非極性雜環(huán)胺含量升高，其原因可能是肉在絞碎過程中肌酸等前體物質(zhì)流出至表面，使更多的前體物質(zhì)暴露在高溫下，形成較多的HAAs。因此，優(yōu)化脂肪含量，是盡可能減少食物中HAAs產(chǎn)生的一條有效的途徑。水作為前體物質(zhì)遷移的關(guān)鍵介質(zhì)，防止肉制品中水分的流失有助于減少HAAs的形成。楊調(diào)調(diào)[24]發(fā)現(xiàn)，生香腸經(jīng)過干燥、烘烤和蒸煮處理后，HAAs含量逐漸增加，而干燥階段HAAs生成量最多。肉制品中的糖在熱加工過程中會發(fā)生焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，α-二羰基化合物作為反應(yīng)的重要中間體具有高度的化學(xué)活性，易進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)[25]。肉制品中的雜環(huán)胺通過美拉德等相關(guān)反應(yīng)生成，所以美拉德反應(yīng)的中間體α-二羰基化合物與肉制品中糖對雜環(huán)胺形成的影響密切相關(guān)。

5 雜環(huán)胺的抑制措施

一些研究者已經(jīng)證明了HAAs的誘變活性，而進(jìn)一步的研究也表明HAAs對包括癌癥在內(nèi)的人類疾病的發(fā)生和發(fā)展有很大的貢獻(xiàn)[26-27]。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)已確認(rèn)9種HAAs，包括2-氨基-9H-吡啶 [2，3-b]吲哚、2-氨基-3-甲基-9H-吡啶[2，3-b]吲哚、2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4，5-b]吡啶和 2-氨基-3，4-二甲基咪唑[4，5-f]喹啉可能具有致癌作用；2-氨基-3-甲基咪唑并[4，5-f]喹啉也可能是致癌物，并建議飲食中減少接觸這些有害物質(zhì)。此外，美國國家毒理學(xué)計劃（National Toxicology Program，NTP） 研究報告認(rèn)為，IQ、MeIQ和PhIP等一些HAAs可能是人類致癌物[28]。目前，已被證實(shí)雜環(huán)胺的攝入量與人類患食道癌、胃癌、結(jié)腸癌等癌癥的風(fēng)險呈正相關(guān)。近年來，患阿爾茲海默癥的人數(shù)逐年上升，Syeda等[29]研究表明，人類患阿爾茲海默癥可能與PhIP的暴露相關(guān)。因此，有必要控制雜環(huán)胺的形成并對其機(jī)制進(jìn)行研究。

5.1 控制雜環(huán)胺的生成

雜環(huán)胺是一類具有致癌性和致突變性的多環(huán)芳香族化合物，主要通過與其環(huán)外游離氨基與DNA反應(yīng)生成加合物而產(chǎn)生，常見于經(jīng)過高溫烹飪富含蛋白質(zhì)的肉制品中[30]。目前，我國尚未建立雜環(huán)胺的相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，但由于其致癌性和致突變性且普遍存在于高溫肉制品中，因此其形成規(guī)律及控制措施成為了人們的研究熱點(diǎn)[31]。雜環(huán)胺的生成受到許多因素的影響，如加工方式、溫度和時間等。因此可以從以上幾個方面來控制雜環(huán)胺的產(chǎn)生。

5.1.1 選擇合適的加工方式

肉制品在傳統(tǒng)的加工方式中如煎炸、油炸、烘烤等都會產(chǎn)生HAAs，因此選擇合適的加工方式是控制肉制品中HAAs生成的一條有效措施。郭海濤[32]采用不同的烹飪方式對羊肉餅進(jìn)行加工，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，羊肉餅中總雜環(huán)胺含量由高到低依次為醬鹵、烘烤、油炸、煎炸。王震等[33]研究了反復(fù)鹵煮對鴨胸肉和鹵湯中雜環(huán)胺及其前體物的影響，結(jié)果表明，鴨胸肉在鹵煮過程中，隨著鹵湯使用次數(shù)的增多，鹵湯和鴨肉雜環(huán)胺的前體物質(zhì)即游離氨基酸、葡萄糖、肌酸等含量顯著升高，并且雜環(huán)胺生成總量與鹵煮次數(shù)呈顯著正相關(guān)。李利潔[34]比較了3種加熱過程即傳導(dǎo)密封加熱、微波回流加熱和傳導(dǎo)回流加熱中PhIP的生成情況，微波回流加熱產(chǎn)生的PhIP量較傳導(dǎo)回流加熱少，但加合物產(chǎn)生量約是傳導(dǎo)回流加熱的10倍；傳導(dǎo)密封加熱中密封條件引發(fā)的壓強(qiáng)增大會顯著促進(jìn)PhIP及加合物的生成。Felton等[35]探究降低油炸牛肉餅過程中HAAs的方法時發(fā)現(xiàn)，在對牛肉餅進(jìn)行加工前先對其進(jìn)行微波預(yù)處理，會降低體系中雜環(huán)胺的前體物的含量，從而降低雜環(huán)胺的生成。Suleman等[36]比較分析了木炭燒烤、紅外燒烤和過熱蒸汽燒烤對羊肉餅中雜環(huán)胺含量的影響，結(jié)果表明，紅外燒烤法和過熱蒸汽燒烤法可以降低羊肉餅中HAAs的含量，而炭烤是非極性HAAs（如Harman和Norharman）形成的主要原因，且在極性HAAs中DMIP和PhIP的含量也相對較高。多項(xiàng)研究表明，隨著肉制品加熱時間的延長和加熱溫度的升高，其HAAs的含量會逐漸增加，影響肉類產(chǎn)生雜環(huán)胺的因素強(qiáng)弱順序?yàn)闀r間＞溫度＞肉的種類[37]。王園等[38]研究油炸條件對魚肉中雜環(huán)胺生成量影響時發(fā)現(xiàn)，魚肉在150℃油炸，檢出Norharman和Harman 2種雜環(huán)胺，總量為0.23 ng/g；在210℃時檢出4種，總量為9.85 ng/g。210℃油炸20 min的樣品中檢出6種雜環(huán)胺，雜環(huán)胺總量達(dá)27.09 ng/g。由此可知，HAAs含量和種類會隨著油炸溫度的升高及時間的延長逐漸增加。因此，通過適當(dāng)降低加熱溫度、縮短加熱時間以及對原料肉進(jìn)行微波預(yù)處理可降低加工肉制品中產(chǎn)生的雜環(huán)胺。

5.1.2 添加外源物質(zhì)

自由基反應(yīng)是HAAs形成的重要途徑之一，因此可通過添加抗氧化物質(zhì)來阻止HAAs的形成。原因是抗氧化物質(zhì)可以干擾HAAs形成反應(yīng)的不同階段。由于合成的抗氧化劑具有致癌潛力，近年來人們多集中于研究天然的抗氧化劑，因此，富含植物或香辛料等天然抗氧化劑備受人們關(guān)注[39]。BAO等[40]研究了不同濃度黑胡椒粉對羅非魚魚片中6種芳香雜環(huán)胺含量的影響。結(jié)果表明，添加黑胡椒和不添加黑胡椒的羅非魚魚片中 HAAs含量分別為 6.4 ng/g～24.72 ng/g和10.43 ng/g～33.19 ng/g。1.0% 黑胡椒粉對 PhIP和MeIQx的生成抑制率為100%，由此得知黑胡椒可降低高溫加工肉制品中的雜環(huán)胺。羅舟[41]研究竹葉提取物和9種黃酮類化合物對化學(xué)模型中PhIP和MeIQx的抑制作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)化學(xué)模型中PhIP和MeIQx的形成明顯受到竹葉提取物抑制，且呈顯著負(fù)相關(guān)，即雜環(huán)胺的形成量隨竹葉提取物的添加而減少。這可能是因?yàn)橹袢~提取物的抗氧化作用清除了反應(yīng)過程中的自由基，阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行，從而顯著抑制了雜環(huán)胺的產(chǎn)生。不同種類黃酮類化合物因具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)而形成了不同的抗氧化能力，從而對兩種雜環(huán)胺表現(xiàn)出了不同的抑制作用，且在相同添加量的情況下，表現(xiàn)出了不同的抑制效果；而對于同一種黃酮類化合物，隨著黃酮類物質(zhì)添加量的增加，PhIP的抑制率顯著升高，說明黃酮對雜環(huán)胺的抑制可能與其清除自由基的能力有關(guān)。殼聚糖是一種由甲殼素衍生的天然聚合物，具有較強(qiáng)的抗氧化能力。Mirsadeghi等[42]探究了不同類型的殼聚糖對魚肉中雜環(huán)胺的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)殼聚糖對雜環(huán)胺表現(xiàn)出了一定的抑制作用。水作為雜環(huán)胺前體物質(zhì)遷移的關(guān)鍵介質(zhì)，在抑制雜環(huán)胺方面起著很重要的作用，因此，人們在肉制品加工過程中常加入一些保水性物質(zhì)（如大豆分離蛋白、馬鈴薯淀粉等）來抑制雜環(huán)胺的生成。Wang等[43]研究發(fā)現(xiàn)在煎炸牛肉中加入一定量的大豆?jié)饪s蛋白，會使雜環(huán)胺的誘變活性下降，此外，還發(fā)現(xiàn)大豆?jié)h堡中的HAAs與炸牛肉漢堡中的HAAs相比具有更低的誘變活性。綜上所述，可以通過添加抗氧化物質(zhì)如香辛料、黃酮類化合物和保水性物質(zhì)等外源物質(zhì)來抑制雜環(huán)胺的生成。

5.2 控制雜環(huán)胺的代謝

雖然有大量的方法可以控制雜環(huán)胺的形成，減少從食物中的攝入，但仍然會有部分雜環(huán)胺進(jìn)入體內(nèi)，因此，對于雜環(huán)胺代謝的調(diào)控也是必不可少的。研究表明，人體內(nèi)只有0.5%～6.0%的HAAs沒有被代謝轉(zhuǎn)化。有研究表明部分乳酸菌可以吸附未代謝的HAAs，使其失活不能再進(jìn)行代謝，最后排出體外，多數(shù)人認(rèn)為其吸附機(jī)理是由于乳酸菌中細(xì)胞壁上的肽聚糖與HAAs發(fā)生陽離子交換[44]。Bolognani等[45]研究產(chǎn)乳酸的生物體培養(yǎng)物與膳食致癌物的結(jié)合能力，并研究乳酸菌對苯并[a]芘、雜環(huán)胺（IQ、MeIQ、MelQx、PhIP、Trp-P-2）的結(jié)合能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，長雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌對苯并[a]芘和Trp-P-2的結(jié)合最有效，而對MelQx、MelQ、PhIP和IQ的結(jié)合能力較差，且乳酸菌對雜環(huán)胺的吸附能力與培養(yǎng)過程中的pH值條件密切相關(guān)，且pH值對吸附能力的影響在長鏈鏈球菌中比嗜酸鏈球菌更明顯。Nowak等[46]通過體外研究鼠李糖乳桿菌0900、鼠李糖乳桿菌0908和干酪乳桿菌0919對IQ和PhIP的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3株乳酸菌對IQ和PhIP具有吸附作用，從而阻止結(jié)腸癌等癌癥的發(fā)生。有研究者對比了常規(guī)大鼠、無菌大鼠和有菌群的大鼠的單細(xì)胞凝膠電泳，結(jié)果表明，腸道微生物的存在顯著增強(qiáng)了IQ對結(jié)腸和肝細(xì)胞DNA損傷的誘導(dǎo)作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加乳酸菌可減弱IQ對結(jié)腸癌的誘導(dǎo)作用。這些研究表明，乳制品中的腸道菌群和乳酸桿菌能干預(yù)HAAs給人體帶來的健康風(fēng)險[47]。Stidl等[48]研究了12株乳酸菌對肉制品中較豐富的雜環(huán)胺（AαC、PhIP、IQ、MeIQx、DiMeIQx）的解毒能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乳酸菌對每種胺的解毒能力存在較大差異，解毒能力從大到小依次為AαC>DiMeIQx>MeIQx>IQ>PhIP。Thyagaraja等[49]研究了一種非乳發(fā)酵食品中的乳酸菌在pH 6.98的環(huán)境下對Trp-P-1、Trp-P-2、Glu-P-1等誘變劑的結(jié)合潛力。在此pH值條件下，所有的乳酸菌菌株都表現(xiàn)出對Trp-P-1和Trp-P-2的良好結(jié)合活性，而與Glu-P-1和IQ的結(jié)合活性較差。Sreekumar等[50]研究加氏乳桿菌對雜環(huán)胺的結(jié)合受體時發(fā)現(xiàn)，雜環(huán)胺與細(xì)胞壁的結(jié)合與碳水化合物含量呈高度相關(guān)，且經(jīng)過不同化學(xué)（蒸餾水、酸、堿等）和酶（溶菌酶、蛋白酶K、胰蛋白酶）處理后的菌對雜環(huán)胺的吸附能力均有不同程度地提升。因此，乳酸菌吸附雜環(huán)胺的機(jī)制還需要進(jìn)一步的研究。Orrhage等[51]研究8株人腸道或乳酸菌對高蛋白食品烹飪過程中形成的誘變雜環(huán)胺的結(jié)合能力。采用高效液相色譜法分析菌株與誘變劑Trp-P-2、PhIP、IQ和MeIQx的結(jié)合能力，結(jié)果表明試驗(yàn)菌株的結(jié)合能力只有微小差異，但誘變化合物的結(jié)合效率明顯不同。Trp-P-2幾乎完全結(jié)合，而且這種結(jié)合是不可逆的。IQ和MeIQx的結(jié)合稍差，且pH值對結(jié)合效果有重要影響，結(jié)果表明，熟食中常見的誘變化合物在體外可與正常腸道菌群結(jié)合。然而，在選擇合適的攝食菌株時，還需要考慮其他因素，如菌株的安全性和存活率。一些致病細(xì)菌，如梭狀芽孢桿菌、類桿菌、真桿菌和大腸桿菌所產(chǎn)生的酶可以使體內(nèi)HAAs活化產(chǎn)生致癌物質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌可以降低這些酶的活性[42]。研究發(fā)現(xiàn)，一些物質(zhì)也可以使解毒酶（UGTs或SULTs）增加，如啤酒中的啤酒花，其衍生物質(zhì)黃腐酚是一類丁烯基黃酮類化合物，可能會使二磷酸尿苷（uridine diphosphate，UDP）-葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶增多，從而能有效地降低食源性致癌性雜環(huán)胺（HAAs）2-氨基-3-甲基咪唑[4，5-f]喹啉（IQ）的遺傳毒性和潛在致癌性[52]。

此外，膳食纖維也可以抑制結(jié)直腸癌的發(fā)生，其作用機(jī)制主要有兩種，一種是直接作用；另一種是間接作用，即膳食纖維可被結(jié)腸細(xì)菌酶和發(fā)酵產(chǎn)物降解而產(chǎn)生有作用的纖維。Ferguson等[53]使用大鼠研究小麥麥麩對雜環(huán)胺的影響，結(jié)果表明，麩皮對雜環(huán)胺的作用主要通過直接作用即直接與雜環(huán)胺結(jié)合從而減少其毒性。此外，曹春雨[54]研究辣椒辣素對倉鼠肝微粒體中雜環(huán)胺代謝及細(xì)胞色素P4501A2活性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)辣椒辣素可在體外明顯抑制HCAs的代謝。研究發(fā)現(xiàn)，茶葉及其主要成分具有抗氧化、影響致癌物代謝酶或者直接與活性致癌物結(jié)合等功效，因此茶葉及其主要活性成分茶多酚具有預(yù)防癌癥的作用。大鼠谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase，GST）可催化N-乙酰氧基-PhIP與谷胱甘肽反應(yīng)，從而抑制PhIP-DNA加合物的形成。然而林東昕等[55]研究綠茶對大鼠體內(nèi)HAA-DNA加合物生成的抑制情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，綠茶確實(shí)可以顯著抑制大鼠體內(nèi)PhIP形成加合物，但和CYP及GST等代謝酶無關(guān)。分析可能是在體內(nèi)的茶葉成分與PhIP的活性代謝產(chǎn)物反應(yīng)，從而阻止了PhIP進(jìn)一步活化形成致癌加合物。因此，茶葉及其主要成分茶多酚對雜環(huán)胺的抑制機(jī)理仍需進(jìn)一步探究。綜上所述，可以添加乳酸菌來吸附進(jìn)入體內(nèi)而未代謝的雜環(huán)胺，使其失活不能再繼續(xù)進(jìn)行代謝，最后隨尿液或糞便排出體外，同時添加一些可使解毒酶增加的物質(zhì)阻止雜環(huán)胺的遺傳毒性。

6 總結(jié)與展望

本文從肉制品中雜環(huán)胺的分類、形成機(jī)制、影響因素以及控制措施方面進(jìn)行闡述，以期為肉制品加工中雜環(huán)胺的監(jiān)控作出貢獻(xiàn)。烹飪方式、加工時間與溫度、前體物質(zhì)、水分和脂肪含量等均影響HAAs的形成。根據(jù)雜環(huán)胺形成影響因素，可以找到一些控制方法，例如選擇合適的烹飪方式、適當(dāng)降低加熱溫度和時間、添加一些保水性物質(zhì)防止水分遷移從而阻止前體物質(zhì)流失等方法均可以降低加工肉制品中HAAs的形成；還可以通過添加乳酸菌等阻止雜環(huán)胺的代謝。雜環(huán)胺種類繁多，形成機(jī)制較復(fù)雜，目前，仍然有許多雜環(huán)胺的形成機(jī)制尚不明確，且其代謝機(jī)理也需做進(jìn)一步的探討。