一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用

1.本发明涉及食品添加剂技术开发及食品安全控制技术领域，特别涉及一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用。


背景技术：

2.在高温烹饪富含蛋白质的动物源食品原料时会产生多种危害物，尤其是杂环胺(has)。has是由糖类、氨基酸和肌酐等反应而产生的一类具有致癌、致突变作用的多环芳香类化合物，已有近30余种经实验验证具有致癌致突变性的杂环胺被鉴定出来。而结合态杂环胺是杂环胺与蛋白质以加合物存在于热加工食品中，其含量可达到微克级别，是消费者日常膳食中摄入和积累杂环胺的主要形式。因此，控制肉类原料热加工过程中结合态has的生成对于消费者的健康十分重要。
3.现有研究指出基于美拉德反应的生成途径是has的重要形成途径。这一过程中，羟基自由基、单线态氧等不断产生，加速了活性羰基和二羰基化合物的生成，从而促进了has的产生。因此，通过添加抑制剂来阻断自由基反应，是有效减少has的策略之一。现有技术中常用于抑制肉制品加工过程中危害物产生的方法为向肉糜中添加具有抗氧化能力的外源添加物，但对于特定食品，例如烤鸡，烤鸡翅等，需要保持产品具有特定的外观品质，无法对产品进行搅碎处理。同时考虑到在烤肉制品时，表面温度远高于核心温度，导致表面杂环胺的含量更高，而在肉糜中添加外源添加剂的方式无法高效抑制结合态杂环胺的产生，因此传统的添加抑制剂的方法在此不适用。
4.现有专利cn116035171a公开了一种山奈多糖-多酚-蛋白质共价复合物的制备方法及其应用，但该申请中主要通过将多糖-多酚-蛋白质以共价交联的形式结合形成复合物以降低烤肉中游离态杂环胺和结合态ages的含量，且未评价复合物对于烤肉感官品质的影响。cn114098076b公开了一种通过层层静电堆积与京尼平交联制备槲皮素-玉米醇溶蛋白/果胶/壳聚糖纳米颗粒的方法，但该方法主要用于提高功能食品中功能因子经过胃肠消化后的生物可利用度，未验证其在高温热加工条件下对结合态杂环胺的抑制效果。cn104140568b公开了一种具有持续抗氧化功能的可食用膜及其制备方法以及应用，该方法利用茶多酚-壳聚糖盐酸盐与可食性生物大分子制成包装膜，可以控制具有抗氧化功能的茶多酚缓慢释放以在油脂等储藏过程中发挥持续的抗氧化作用，但未充分验证其在高温条件下对抗氧化成分的释放效果以及对结合态杂环胺的抑制作用。
5.因此，本发明设计了一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用，其目的是为了解决背景技术存在的上述问题。
7.为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用，将天然抗氧化剂与亲水胶体混合并制备得到可食用膜，将鸡肉浸入可食用膜，晾干后放入烤箱烤制。该方法以果胶和壳聚糖为基本原料，再添加适当比例天然抗氧化剂，进一步形成可食用膜，将鸡肉浸渍于可食用膜中，可显著减少烤鸡热加工过程中结合态杂环胺的形成。
8.作为本发明的一种优选方案，本发明提供了一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜，所述可食用膜按质量百分比包括以下组分：6-姜酚0.05％～0.5％；山奈酚0.05％～0.6％；槲皮素0.03％～0.3％；壳聚糖3％～12％；柠檬酸2％～5％；果胶7％～15％，其余为水。
9.优选的，所述可食用膜按质量百分比包括以下组分：6-姜酚0.15％～0.5％；山奈酚0.15％～0.5％；槲皮素0.05％～0.3％；壳聚糖8％～12％；柠檬酸3.5％～5％；果胶12％～15％，其余为水。
10.作为本发明的一种优选方案，本发明提供了上述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，包括如下步骤：
11.(1)将柠檬酸和壳聚糖溶于去离子水中，随后依次加入果胶、6-姜酚、山奈酚和槲皮素得到混合溶液；
12.(2)将混合溶液在一定转速下充分混合，并调节混合溶液的ph值；
13.(3)将混合溶液置于超声仪中超声处理，得到壳聚糖-果胶-多酚膜溶液；
14.(4)将肉预烤制后，再浸入到壳聚糖-果胶-多酚膜溶液，晾干后放入烤箱进行烤制，即得。
15.优选的，步骤(1)中，去离子水的温度为40～55℃。
16.优选的，步骤(2)中，转速为1000～1500rpm；混合时间为4～6h；ph值为3.5～5.5。
17.优选的，步骤(3)中，超声功率为100～400w；超声时间为30～50min。
18.优选的，步骤(4)中，所述预烤制温度为180℃，预烤制时间为5min；所述预烤制温度为190～240℃，湿度为75～90％，烤制时间为20～45min；所述肉浸渍时间为5～18min，肉与可食用膜的比例为1：10(w：v)。
19.优选的，所述壳聚糖的分子量为10～100kda；所述果胶为改性柑橘果胶，分子量低于30kda，酯化度低于30％。
20.作为本发明的一种优选方案，本发明提供了上述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜或上述的制备方法获得的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜在特定食品中的应用。
21.优选的，所述特定食品包括鸡、鸡翅。
22.反应机理：
23.可食用膜具有制造简单，成本低廉，无毒无害等特点，近年来在多个食品加工领域广泛运用。
24.壳聚糖具有良好的成膜性，也具有较佳的多酚等小分子负载能力。
25.果胶作为一种天然的凝胶剂，也被报道具有一定成膜性，同时兼具安全无毒，可食用的优势。
26.6-姜酚，山奈酚，槲皮素作为近来来被广泛关注的功能小分子，其拥有优秀的抗氧
化，淬灭自由基的能力，可以适用于阻断烤肉中自由基和结合态杂环胺的产生。
27.本发明的上述方案有如下的有益效果：
28.(1)本发明的一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜，该可食用膜按质量百分比包括以下组分：6-姜酚0.05％～0.5％；山奈酚0.05％～0.6％；槲皮素0.03％～0.3％；壳聚糖3％～12％；柠檬酸2％～5％；果胶7％～15％，其余为水。本发明在有效降低结合态杂环胺含量的同时，还能保证烤鸡制品良好的感官品质。本发明对于提升食品安全，开发有害物减控新技术具有重要作用。
29.(2)本发明的一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，以浸渍的方式涂抹于鸡肉表面，不破坏产品的外形，可适用于各种类型产品的生产需求。
30.(3)本发明的一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜，可以显著减少鸡肉加工过程中结合态杂环胺的产生，使烤鸡制品更加安全，且方法简便，可适用于工业化连续生产中。
具体实施方式
31.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
32.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
33.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
34.本发明针对现有的问题，提供了一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用。
35.实施例1
36.一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，包括如下步骤：
37.(1)将2％柠檬酸和6％壳聚糖溶于50℃去离子水中，随后依次加入10％果胶、0.1％6-姜酚、0.1％山奈酚和0.15％槲皮素得到混合溶液；
38.(2)将混合溶液在1000rpm条件下充分混合4h，并调节混合溶液至ph4.0；
39.(3)将混合溶液置于超声仪中设定功率200w超声处理35min，得到壳聚糖-果胶-多酚膜溶液。
40.(4)将鸡肉于180℃条件下预烤制5min后，以1：10(w：v)浸入到膜溶液中8min，晾干后放入烤箱，设定烤制温度为190℃，湿度为80％，烤制时间为45min进行烤制。
41.实施例2
42.一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，包括如下步骤：
43.(1)将3.5％柠檬酸和8％壳聚糖溶于50℃去离子水中，随后依次加入12％果胶、0.15％6-姜酚、0.15％山奈酚和0.05％槲皮素得到混合溶液；
44.(2)将混合溶液在1000rpm条件下充分混合4h，并调节混合溶液至ph4.5；
45.(3)将混合溶液置于超声仪中设定功率300w超声处理30min，得到壳聚糖-果胶-多酚膜溶液。
46.(4)将鸡肉于180℃条件下预烤制5min后，以1：10(w：v)浸入到膜溶液中10min，晾干后放入烤箱，设定烤制温度为210℃，湿度为85％，烤制时间为30min进行烤制。
47.实施例3
48.一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，包括如下步骤：
49.(1)将5％柠檬酸和12％壳聚糖溶于50℃去离子水中，随后依次加入15％果胶、0.5％6-姜酚、0.5％山奈酚和0.3％槲皮素得到混合溶液；
50.(2)将混合溶液在1500rpm条件下充分混合6h，并调节混合溶液至ph4.5；
51.(3)将混合溶液置于超声仪中设定功率400w超声处理25min，得到壳聚糖-果胶-多酚膜溶液。
52.(4)将鸡肉于180℃条件下预烤制5min后，以1：10(w：v)浸入到膜溶液中15min，晾干后放入烤箱，设定烤制温度为230℃，湿度为85％，烤制时间为30min进行烤制。
53.对比例1
54.与实施例1相比，其区别在于，所述果胶为高甲氧基果胶。
55.对比例2
56.与实施例1相比，其区别在于，所述壳聚糖替换为海藻糖。
57.对比例3
58.与实施例1相比，其区别在于，所述可食用膜的组合不含壳聚糖和果胶。
59.对比例4
60.与实施例2相比，其区别在于，所述可食用膜的组合为6-姜酚0.35％、壳聚糖8％、柠檬酸3.5％、果胶12％。
61.对比例5
62.与实施例2相比，其区别在于，所述可食用膜的组合为绿原酸0.35％、壳聚糖8％、柠檬酸3.5％、果胶12％。
63.对比例6
64.与实施例2相比，其区别在于，所述可食用膜的组合中不含天然抗氧化剂(如6-姜酚、山奈酚、槲皮素等)。
65.对比例7
66.与实施例3相比，其区别在于，所述鸡肉在烤制前浸渍于可食用膜中。
67.对比例8
68.与实施例3相比，其区别在于，所述鸡肉浸渍于可食用膜的时间为5min。
69.测试例1
70.本实验例涉及实施例和对比例中可食用膜抑制烤鸡加工过程中结合态杂环胺，主要测定热加工后鸡肉中结合态杂环胺的含量，其检测方法包括如下步骤：
71.(1)称4.0g烤鸡肉粉末，加入5ml去离子水振荡混匀并离心收集上清液，继续向沉淀加入5ml50％将肉糜转移至盛有14g硅藻土的三角瓶中，加入50ml乙酸乙酯，混匀后超声萃取共两次，每次30min，离心后弃去上清液，将剩余的沉淀转移至耐压瓶，然后加入40ml6mol/l盐酸，用氮气吹2min后，于110℃水解24h。抽滤水解混合物，所得清液为结合态has提取液，取10ml水解液进行oasismcx小柱的固相萃取净化。spe净化后的洗脱液经氮气吹干后，以400μl甲醇复溶后，以uhplc-ms/ms分析其中杂环胺的含量。
72.(2)uhplc-ms/ms检测色谱柱为watersatlanticsdc18柱(250
×
4.6mm i.d.，3.0μm)，柱温35℃。色谱流动相为：甲醇(a)，0.1％甲酸水溶液(b)，流速为0.5mlmin-1
,梯度洗脱程序为：0
–
0.1min，5％(a)；0.1
–
10min，5
–
100％(a)；10
–
10.5min，100
–
5％(a)，在下次进样前，10％(a)保持5min用于平衡柱子。单次进样体积为1μl。
73.(3)质谱分析设定为质谱电离源采用电喷雾电离源(esi源)，正离子模式，多反应监测模式(mrm模式)。源温：130℃；毛细管电压3.5v；脱溶剂气(氮气，纯度99.0％)流速800lh-1
；脱溶剂温度：350℃；锥孔气(氮气，纯度99.0％)流速：50lh-1
；碰撞气(氩气，纯度99.9％)流速：0.13mlmin-1
。
74.(4)将实施例和对比例以中计算得到的杂环胺含量(ng/g)与空白对照中的杂环胺含量相比得到杂环胺的抑制率(％)。具体实验结果如表1所示。
75.表1测定实施例和对比例在热加工后鸡肉中结合态杂环胺的含量
[0076][0077]
测试例2
[0078]
本实验例涉及实施例和对比例中可食用膜抑制烤鸡加工过程中结合态杂环胺，主要采用专家感官评价法测定烤鸡制品感官品质的变化，感官评分参考标准见表2，具体实验结果如表3所示。
[0079]
表2感官评分参考标准
[0080][0081][0082]
表3测定实施例和对比例中可食用膜在热加工后烤鸡制品感官品质
[0083][0084][0085]
由此可见，针对现有技术难以抑制结合态杂环胺的同时保持肉制品良好风味，且未能很好适应于工业化连续生产的问题，本发明提供了一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用，能够有效大幅降低烤鸡热加工过程中结合态杂环胺的含量，使烤鸡制品食用更加安全；本发明所提供的方法在降低烤鸡热加工过程中结合态杂环胺的含量同时，还能保证烤鸡制品的感官品质不受影响；并且本发明所提供的一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用主要采用预烤制后将鸡肉浸渍于膜液中的方式，能够在不破坏原料完整外形的前提下有效抑制结合态杂环胺的形成，可适用于工业化连续生产。
[0086]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜，其特征在于，所述可食用膜按质量百分比包括以下组分：6-姜酚0.05％～0.5％；山奈酚0.05％～0.6％；槲皮素0.03％～0.3％；壳聚糖3％～12％；柠檬酸2％～5％；果胶7％～15％，其余为水。2.根据权利要求1所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜，其特征在于，所述可食用膜按质量百分比包括以下组分：6-姜酚0.15％～0.5％；山奈酚0.15％～0.5％；槲皮素0.05％～0.3％；壳聚糖8％～12％；柠檬酸3.5％～5％；果胶12％～15％，其余为水。3.如权利要求1或2所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将柠檬酸和壳聚糖溶于去离子水中，随后依次加入果胶、6-姜酚、山奈酚和槲皮素得到混合溶液；(2)将混合溶液在一定转速下充分混合，并调节混合溶液的ph值；(3)将混合溶液置于超声仪中超声处理，得到壳聚糖-果胶-多酚膜溶液；(4)将肉预烤制后，再浸入到壳聚糖-果胶-多酚膜溶液，晾干后放入烤箱进行烤制，即得。4.根据权利要求3所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，去离子水的温度为40～55℃。5.根据权利要求4所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，转速为1000～1500rpm；混合时间为4～6h；ph值为3.5～5.5。6.根据权利要求5所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，超声功率为100～400w；超声时间为30～50min。7.根据权利要求6所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述预烤制温度为180℃，预烤制时间为5min；所述预烤制温度为190～240℃，湿度为75～90％，烤制时间为20～45min；所述肉浸渍时间为5～18min，肉与可食用膜的比例为1：10(w：v)。8.根据权利要求7所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为10～100kda；所述果胶为改性柑橘果胶，分子量低于30kda，酯化度低于30％。9.如权利要求1或2所述的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜或如权利要求3～8任一项所述的制备方法获得的降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜在特定食品中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述特定食品包括鸡、鸡翅。

技术总结
本发明提供了一种降低烤肉中结合态杂环胺含量的可食用膜及其制备方法和应用，涉及食品添加剂技术开发及食品安全控制技术领域。该方法将6-姜酚0.05％～0.5％；山奈酚0.05％～0.6％；槲皮素0.03％～0.3％；壳聚糖3％～12％；柠檬酸2％～5％；果胶7％～15％混合并制备得到可食用膜，将鸡肉浸入可食用膜，晾干后放入烤箱烤制可有效降低结合态杂环胺的含量。本发明可以显著减少烤鸡加工过程中结合态杂环胺形成，同时对产品感官品质无不良影响。针对需要维持特定外观品质的热加工肉制品，本方法可以在不影响感官品质的同时，减少危害物杂环胺的产生，可广泛用于该类型肉制品的加工。可广泛用于该类型肉制品的加工。


技术研发人员：全威 徐阳 黄卓明 杜泓霏 莫岚 李脉泉 周辉 沈清武
受保护的技术使用者：湖南农业大学长沙现代食品创新研究院
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15