【摘要】：生物發(fā)酵技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)發(fā)酵魚制品生產(chǎn)過程中普遍存在的生產(chǎn)周期長(zhǎng)、發(fā)酵條件難控制、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定等問題,近年來成為淡水魚加工領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。本研究室團(tuán)隊(duì)前期運(yùn)用生物發(fā)酵技術(shù)接種發(fā)酵酸魚,顯著提高了酸魚產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),但目前對(duì)于發(fā)酵魚制品中N-亞硝胺(NA_s)及其前體物質(zhì)的相關(guān)研究還未見報(bào)道,使得產(chǎn)品安全性難以保證。同時(shí),接種發(fā)酵對(duì)NA_s的作用及機(jī)制尚不清楚。本文以典型發(fā)酵魚制品酸魚為研究對(duì)象,首先調(diào)查了市售相關(guān)產(chǎn)品的安全性現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上以酸魚中篩選出的植物乳桿菌L_p-120、釀酒酵母S_c-2018和木糖葡萄球菌S_x-135作為發(fā)酵劑,通過研究接種發(fā)酵對(duì)酸魚中NA_s及其主要前體物質(zhì)生物胺(BA_s)和亞硝酸鹽的影響,分析酸魚發(fā)酵過程中NA_s的主要影響因素,探索N-亞硝基二甲胺(NDMA)的降解途徑,揭示微生物對(duì)NA_s的降解機(jī)制。本研究對(duì)了解接種發(fā)酵對(duì)酸魚中NA_s的影響機(jī)制具有重要的學(xué)術(shù)意義,也為傳統(tǒng)發(fā)酵魚制品加工過程中NA_s的控制提供了理論指導(dǎo)�？疾炝耸惺蹅鹘y(tǒng)發(fā)酵魚產(chǎn)品中BA_s、亞硝酸鹽和NA_s的含量情況。利用傳統(tǒng)化學(xué)分析方法、反向高效液相色譜技術(shù)和分散固相萃取結(jié)合氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜技術(shù),分別調(diào)查了來自不同省份的33個(gè)傳統(tǒng)發(fā)酵魚產(chǎn)品中NA_s及其前體物質(zhì)BA_s和亞硝酸鹽的含量情況。結(jié)果表明:所有市售樣品中亞硝酸鹽含量范圍為未檢出(ND)-1.19 mg/kg,顯著低于(P0.05)國標(biāo)GB 2760-2014對(duì)食品中亞硝酸鹽的限量值(30 mg/kg);所有樣品中BA_s含量均處于較低水平,僅有一個(gè)來自廣西的樣品中組胺(HIS)含量超過美國食品藥品管理局的限量標(biāo)準(zhǔn)(50 mg/kg);另外,大量樣品中檢測(cè)出了6種NA_s殘留,包括NDMA、N-亞硝基甲乙胺(NMEA)、N-亞硝基哌啶(NPIP)、N-亞硝基吡咯烷(NPYR)、N-亞硝基嗎啉(NMOR)和N-亞硝基二苯胺(NDPhe A);約36%樣品中的NDMA含量超過中國衛(wèi)生部的限量標(biāo)準(zhǔn)(4μg/kg),而約64%的樣品中總NA_s含量超過美國農(nóng)業(yè)部的限量(10μg/kg);主成分分析結(jié)果表明傳統(tǒng)發(fā)酵魚中NDMA和總NA_s的積累與HIS、酪胺(TYR)和硝酸鹽的含量水平密切相關(guān)。研究了接種發(fā)酵對(duì)酸魚發(fā)酵過程中BA_s的影響。分別以單一菌株(L_p-120、S_c-2018和S_x-135)和混合菌株(L_p-120:S_c-2018:S_x-135=1:1:1)作為發(fā)酵劑接種發(fā)酵酸魚,自然發(fā)酵組作為對(duì)照,測(cè)定發(fā)酵過程BA_s含量變化情況,同時(shí)分析了酸魚發(fā)酵過程中微生物特性、p H、總酸、α-氨基態(tài)氮、TCA-溶解肽、蛋白酶活性、游離氨基酸等的變化情況。結(jié)果表明:各發(fā)酵組中均未檢測(cè)到HIS殘留,腐胺(PUT)和TYR是酸魚中主要的BA_s;L_p-120和S_x-135接種發(fā)酵可顯著抑制(P0.05)酸魚中PUT的積累,而混合發(fā)酵劑接種對(duì)TYR有顯著的抑制效果(P0.05);發(fā)酵結(jié)束時(shí),各組酸魚中尸胺(CAD)(8.22-20.03 mg/kg)、亞精胺(SPD)(6.60-8.11 mg/kg)和精胺(SPM)(7.94-9.62 mg/kg)均處于較低含量水平;皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析結(jié)果表明總BA_s含量與蛋白酶活性和α-氨基態(tài)氮含量呈顯著相關(guān)(P0.05)。探究了酸魚發(fā)酵過程中亞硝酸鹽的降解途徑。在模擬體系中分別考察了不同p H值乳酸溶液、單一菌株(L_p-120、S_c-2018和S_x-135)和可溶性蛋白溶液對(duì)亞硝酸鹽的降解作用,揭示酸魚發(fā)酵過程中影響亞硝酸鹽含量的主要因素,同時(shí)以自然發(fā)酵組為對(duì)照,測(cè)定L_p-120、S_c-2018、S_x-135和混合菌株(L_p-120:S_c-2018:S_x-135=1:1:1)接種發(fā)酵對(duì)酸魚中亞硝酸鹽的影響。結(jié)果表明:菌株L_p-120、S_c-2018和S_x-135在模擬體系中均能直接降解亞硝酸鹽,降解率分別為90.70%、78.75%和13.09%;4%-6%的Na Cl含量可顯著提高(P0.05)L_p-120和S_c-2018的亞硝酸鹽還原酶(Ni R)活性;亞硝酸鹽在可溶性草魚蛋白中會(huì)發(fā)生降解,且降解率與蛋白液濃度呈正相關(guān);L_p-120、S_c-2018和S_x-135接種發(fā)酵可顯著減少(P0.05)酸魚中亞硝酸鹽和硝酸鹽的積累量。研究了接種發(fā)酵對(duì)酸魚中NA_s的影響及降解途徑。分別以單一菌株(L_p-120、S_c-2018和S_x-135)和混合菌株(L_p-120:S_c-2018:S_x-135=1:1:1)接種發(fā)酵酸魚,自然發(fā)酵組為對(duì)照,考察發(fā)酵過程中NA_s及其前體物質(zhì)的變化情況,探究接種發(fā)酵對(duì)酸魚中NA_s的影響途徑。結(jié)果表明:菌株L_p-120、S_c-2018和S_x-135在模擬體系中具有直接降解NDMA的能力,而L_p-120和S_c-2018可通過氧化三甲胺脫甲基酶途徑降解氧化三甲胺;接種發(fā)酵可顯著抑制(P0.05)酸魚發(fā)酵過程中揮發(fā)性鹽基氮和三甲胺的積累,而L_p-120、S_c-2018和混合發(fā)酵劑接種發(fā)酵可顯著降低(P0.05)發(fā)酵結(jié)束時(shí)酸魚中的二甲胺殘留;酸魚發(fā)酵過程中能檢測(cè)到6種NA_s(包括NDMA、NMEA、NPIP、NPYR、NMOR和NDPhe A),而接種發(fā)酵可顯著抑制(P0.05)NDMA、NPYR和NDPhe A的積累。研究了接種發(fā)酵對(duì)酸魚體外模擬消化過程中NA_s及其前體物質(zhì)的影響。建立體外模擬胃腸液消化體系,分析各發(fā)酵組酸魚樣品在不同消化階段微生物、BA_s、亞硝酸鹽和NA_s的變化規(guī)律。結(jié)果表明:胃液消化過程可顯著抑制(P0.05)乳酸菌、酵母菌、葡萄球菌和腸道菌的生長(zhǎng),而在小腸消化階段,各種微生物又能大量增殖;小腸消化過程可顯著提高(P0.05)酸魚中PUT、CAD和TYR含量,而接種發(fā)酵可能對(duì)它們?cè)谛∧c消化階段的積累有一定的抑制作用;胃液消化過程可顯著抑制(P0.05)各發(fā)酵組酸魚中亞硝酸鹽的積累,而小腸消化階段各組樣品中亞硝酸鹽含量又顯著增加(P0.05),但接種發(fā)酵組中的增加量均小于自然發(fā)酵組,說明接種發(fā)酵可能對(duì)該過程中亞硝酸鹽的抑制有積極作用;胃液消化過程顯著提高了(P0.05)酸魚中NDMA的含量,而L_p-120、S_c-2018和混合發(fā)酵劑接種發(fā)酵對(duì)該過程N(yùn)DMA的積累有一定的抑制作用。本文明確了酸魚中NA_s的種類和含量水平,證實(shí)了接種發(fā)酵能夠有效抑制酸魚中NA_s的積累,發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵劑對(duì)NA_s的前體物質(zhì)BA_s和亞硝酸鹽的抑制作用,闡明了微生物對(duì)NDMA的降解途徑,初步揭示了接種發(fā)酵對(duì)酸魚中NA_s的降解作用及機(jī)制。
【圖文】：

第一章 緒論在有氧情況下，NO+可能來自于氣態(tài)氮氧化物，如：N2O3和 N2O4。而在厭氧條件下，NO 可與某些陰離子（X）反應(yīng)生成強(qiáng)亞硝化試劑（NOX）[54]。此外，亞硝化反應(yīng)可在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。高溫環(huán)境（≥100℃）能明顯促進(jìn)亞硝酸鹽和二級(jí)胺間的反應(yīng)，，但在生理溫度（24-50℃）和凍結(jié)溫度條件下，亞硝化反應(yīng)仍能進(jìn)行。1.2.2.1 N-亞硝基二甲胺NDMA 是加工肉制品中最常見的 NAs，其前體物質(zhì)（三甲胺（TMA）和二甲胺（DMA））的主要來源可能是肉中的膽堿。膽堿是動(dòng)物組織中卵磷脂的主要組成部分。在熱加工肉制品中，NDMA 的增加主要是因?yàn)樵现械穆蚜字瑹峤到馍赡憠A，而膽堿進(jìn)一步降解成 TMA[41]。在脫甲基后，產(chǎn)生的 DMA 又可通過亞硝化反應(yīng)生成 NDMA[55]，反應(yīng)通路如圖 1-2 所示。

圖 1-3 賴氨酸和 CAD 生成 NPIP 的可能途徑Figure 1-3 Possible pathway for the formation of NPIP from lysine and CAD目前，有關(guān)肉制品加工過程中 CAD 生成 NPIP 的途徑研究還較少。僅有Drabik-Markiewicz 等[59]在熱加工肉制品體系中研究了 CAD 生成 NPIP 的途徑，所得結(jié)果與之前在模擬體系中的結(jié)論相一致，據(jù)此可以斷定 CAD 確實(shí)能夠在高強(qiáng)度熱加工條件下（≥160℃）轉(zhuǎn)化為 NPIP。此外，肉類加工過程中 NPIP 的生成還可能與直接前體物質(zhì)——哌啶的存在有關(guān)。加工過程中添加的調(diào)味料可能是哌啶和哌啶衍生物（如胡椒堿）的主要來源[61]。事實(shí)上，許多的研究都指出肉制品中高 NPIP 含量與較多調(diào)味料的添加密切相關(guān)[56, 62]。1.2.2.3 N-亞硝基吡咯烷NPYR 常出現(xiàn)在熱加工肉制品中，油炸等強(qiáng)熱加工條件會(huì)顯著促進(jìn) NPYR 的形成[63]。隨著熱加工溫度的提升，結(jié)締組織中的膠原蛋白水解產(chǎn)生脯氨酸[41]。當(dāng)環(huán)境溫度在100-150℃時(shí)，NPYR 的形成主要來自于沒有致癌性的前體物質(zhì)——N-亞硝基脯氨酸（N-nitrosoproline，NPRO）。而當(dāng)加熱溫度高于 175℃時(shí)，脯氨酸更容易脫羧基產(chǎn)生吡咯烷，而吡咯烷隨后發(fā)生亞硝化反應(yīng)生成 NPYR[64]。Drabik-Markiewicz 等[65, 66]明確了在
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS254.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2618158