[论文荐读]热加工肉制品中杂环胺的分析检测技术研究进展
杂环胺是一类杂环芳香族化合物，是富含蛋白质的食物（如肉类和鱼类等）在高温和长时间烹饪时产生的。杂环胺具有强致癌性和致突变性，能在动物乳腺、结肠和肝脏等多个器官中引发肿瘤。长期食用含有杂环胺的食物将对人体健康产生极大危害，增加患癌风险。因此，热加工肉制品中杂环胺的监控和检测尤为必要。
仲恺农业工程学院轻工食品学院、仲恺农业工程学院现代农业工程创新研究院、中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、农产品质量安全重点实验室、广州质量监督检测研究院的岑明桦、许莹盈、叶培辉、赵燕、胡均鹏、冼燕萍、曾晓房、白卫东、董浩简述杂环胺的种类、理化性质、毒性、形成和影响因素，重点综述热加工肉制品中杂环胺的分析检测方法，包括溶剂萃取、固相萃取、固相微萃取等样品前处理方法以及气相色谱、气相色谱-质谱、高效液相色谱、液相色谱-质谱等仪器检测方法，最后对热加工肉制品中杂环胺检测分析的发展趋势作出展望。
杂环胺简介
杂环胺的种类及危害
根据化学结构的不同，杂环胺可分为氨基咪唑氮杂环芳烃（aminoimidazo azaarents，AIAs）和氨基咔啉两大类。AIAs一般是在100～300 ℃的温度下形成的，故又称为“热致型杂环胺”；而氨基咔啉类杂环胺则是蛋白质或氨基酸在300 ℃以上的高温条件下发生热解反应后形成的，故又称为“热解型杂环胺”。
杂环胺具有较强的致癌性和致突变性，国际癌症研究机构已将2-氨基-3-甲基咪唑并[4,5-f]喹啉列为人体很可能致癌物（2A级），将2-氨基-1-甲基-6-苯基-咪唑[4,5-b]吡啶、2-氨基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚、2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并[2,3-b]吲哚、2-氨基-3,4-二甲基咪唑并[4,5-f]喹啉、2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉、3-氨基-1,4-二甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚和3-氨基-1-甲基-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚等列为人体可能致癌物（2B级）。
杂环胺的形成
喹啉类、喹喔啉类杂环胺主要是利用美拉德反应将还原糖和氨基酸裂解成吡啶和吡嗪，吡啶和吡嗪与肌酸酐在加热条件下发生反应，经环化、脱水、去饱和作用后，生成咪唑喹啉和咪唑喹喔啉，这类杂环胺的形成机制已通过使用14C标记的葡萄糖得以确认和验证。
目前研究发现主要有2 种形成氨基咔啉类杂环胺的方式，其中一种是通过酪蛋白和大豆球蛋白发生热解反应后形成，另一种则是由游离氨基酸，如色氨酸、鸟氨酸、苯丙氨酸等经热解反应形成。
杂环胺形成的影响因素
影响热加工肉制品中杂环胺形成的2 个重要因素是温度和时间。在杂环胺形成过程中，其含量和种类随着温度的升高和时间的延长而增多，且相比温度，时间对杂环胺形成的影响更大。杂环胺由肉制品中的氨基酸、肌酸、肌酸酐和碳水化合物等前体物在高温条件下经过复杂的反应生成，且最近研究发现，游离氨基酸与杂环胺形成的相关性比还原糖或肌酸酐与杂环胺形成的相关性更强。
脂肪对杂环胺形成的作用方式有两方面，一个是化学层面，主要是通过脂肪氧化后所生成的自由基影响极性杂环胺的形成；另一个是物理层面，即脂肪通过加快传热速率来提高反应效率，从而影响杂环胺的形成。原料肉的形态和大小也会对杂环胺的形成产生一定影响。
热加工肉制品中杂环胺的检测分析
样品前处理方法
由于热加工肉制品的基质复杂性，且其中的杂环胺以痕量水平存在，导致热加工肉制品中杂环胺的分析检测十分困难。采用适当、高效、高选择性的样品前处理方法是准确检测热加工肉制品中杂环胺的前提和保障。
表1 杂环胺测定时部分前处理方法的优缺点
杂环胺的仪器检测方法
随着科学技术的不断发展进步，杂环胺的仪器检测手段越来越多。使用GC检测肉制品中的杂环胺具有一定局限性，因为绝大多数的杂环胺都呈极性且不易挥发，它们很容易就会被吸附在色谱柱和进样器上，从而导致峰宽、拖尾等许多峰型问题，最后很难检测出样品中低含量的杂环胺。因此，通常需要先将样品衍生化然后再进行检测。常用的衍生化方法有酰化衍生化和硅烷化衍生化等。
GC-MS可用于检测较低含量的杂环胺，或用于检测分析复杂基质样品中的杂环胺。采用GC-MS检测加工肉制品中的杂环胺同样需要对样品进行衍生化处理，而且该方法不能检测热不稳定的化合物，这就在一定程度上限制了需要检测的杂环胺种类。
HPLC是最常见的杂环胺分析方法之一。杂环胺普遍具有较强的紫外吸收能力，因此在热加工肉制品中杂环胺的检测分析中最常用的检测器是紫外检测器。
LC-MS具有很高的灵敏度和选择性，也是目前用于检测杂环胺最常见的方法之一。相比于GC-MS技术，LC-MS不需要衍生化就能对复杂基质样品中的杂环胺进行定性和定量分析。
热加工肉制品中杂环胺的分析检测方法还有酶联免疫吸附测定法、荧光检测法、毛细管区带电泳法等。
结 语
杂环胺是在高温烹煮富含蛋白质的食品中产生的一类具有强致癌、致突变性化合物。自从20世纪70年代科学家们从烤鱼中检测到杂环胺开始，人们对杂环胺的研究从未间断。在食品安全领域，关于热加工肉制品中杂环胺的致癌性、致突变性、形成机制、影响因素和检测方法等一直是研究重点。近年来，国内外关于热加工肉制品中杂环胺的提取、净化和检测分析研究越来越多，研究人员通过采用溶剂萃取、SPE等样品预处理方法，再结合GC-MS、LC-MS等现代分析技术，对不同热加工肉制品中的杂环胺进行检测分析。但是由于热加工肉制品中含有较多杂质以及杂环胺的痕量水平，杂环胺的高效、准确分析仍具有很大的挑战性，在未来的一段时间里，想要对热加工肉制品中的杂环胺进行精确的分析和检测仍然具有较大难度。但随着科学技术的不断发展进步、实验方法的不断改进和实验仪器的不断更新完善，这一难题可以通过精细化提取、高效纯化和预浓缩步骤（如采用QuEChERS、分散固相萃取技术）相结合，然后采用MS/MS等高灵敏的检测手段定量其痕量水平来解决。除此之外，还需加强酒精饮料、焙烤食品等热加工肉制品以外的其他热加工食品中杂环胺的分析检测和暴露评估研究。
引文格式：
岑明桦, 许莹盈, 叶培辉, 等. 热加工肉制品中杂环胺的分析检测技术研究进展[J]. 肉类研究, 2020, 34(9): 96-104.DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200608-146. http://www.rlyj.net.cn
CEN Minghua, XU Yingying, YE Peihui, et al. Progress in analytical techniques for heterocyclic aromatic amines in heat-processed meat products[J]. Meat Research, 2020, 34(9): 96-104. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200608-146. http://www.rlyj.net.cn