肉制品绿色制造技术——理论与应用

本书作者根据多年的教学科研和实践，阐述了肉制品在各种加工过程中的成分变化和有害物质的生成，并通过适当的技术和添加物使产品不仅健康而且色香味俱全。对肉制品和其他食品的绿色生产具有较好的指导作用

 

本书详细介绍了食物组分在腌制、乳化、油炸、烧烤、烟熏、卤煮等加工和储藏过程中的化学变化，食源性有害物质的形成过程与机理。并通过降低温度和减少加工时间来减少有害物质的生成，以及添加适当的物质促进美拉德反应使产品具有很好的色香味，进而实现绿色化生产。

章食物主要成分在加工中的化学变化

节氨基酸的热变化1

一、高温分解1

二、脱酰胺作用3

三、去磷酸化作用4

四、pH值对氨基酸热变化的影响5

五、脱氨基作用6

第二节糖的热变化7

一、糖的化学反应7

二、糖高温分解有害物质的产生7

第三节食用油脂的热变化9

一、食用油脂中的多环芳烃10

二、食用油脂中的反式脂肪酸10

第四节肉类加工中的美拉德反应11

一、美拉德反应过程11

二、影响美拉德反应的因素12

三、食品加工中的常见美拉德反应及其影响13

第五节肉品在加热过程中形成的有害物16

一、多环芳烃16

二、甲醛21

三、杂环胺27

四、胆固醇氧化物35

五、反式脂肪酸42

六、亚硝胺45

七、PM2.546

参考文献49

第二章腌制过程中有害物质的形成

节色泽形成及相关成分51

一、彩虹色斑与安全性51

二、亚硝基肌红蛋白的形成56

三、卟啉锌的形成57

第二节多聚磷酸盐的水解与残留58

一、肌肉中的多聚磷酸酶58

二、多聚磷酸钠的水解60

三、多聚磷酸钠水解机制73

四、磷酸盐残留与健康74

第三节腌制过程中有害物质的形成与减控75

一、亚硝酸盐的残留与减控75

二、亚硝胺的形成与减控82

三、腌制期间脂质过氧化物的形成与减控83

四、腌制期间蛋白质过氧化物的形成85

参考文献86

第三章乳化与常见乳化剂的健康风险

节乳化及乳化剂88

一、肉乳状液的形成机制88

二、肉糜乳化学说的发展90

第二节常见乳化剂的健康风险92

一、乳化剂的安全性问题92

二、常见两种乳化剂的健康风险93

第三节新型果蔬来源乳化剂94

一、新型果蔬来源乳化剂的研究背景94

二、新型果蔬来源乳化剂的研究现状95

参考文献100

第四章油炸过程中有害物质的形成

节油炸肉制品反式脂肪酸的形成101

一、肉制品中的反式脂肪酸101

二、影响油炸肉中反式脂肪酸含量和种类的因素104

第二节油炸肉品中杂环胺的形成110

一、肉制品中的杂环胺110

二、影响油炸肉中杂环胺含量和种类的因素112

第三节油炸期间多环芳烃的形成118

一、油炸油中的多环芳烃118

二、油炸过程中细颗粒物与多环芳烃的排放119

三、油炸肉品中的多环芳烃120

四、影响油炸肉品中多环芳烃含量和种类的因素121

参考文献122

第五章烧烤过程中有害物的形成

节烧烤过程中主要成分含量的变化124

一、肉中游离氨基酸的变化124

二、还原糖的变化125

三、硫胺素的变化126

四、水分的变化126

第二节烧烤期间杂环胺的形成127

一、肉品中杂环胺的形成127

二、烤架上的杂环胺128

第三节烧烤期间多环芳烃的形成128

一、肉品中多环芳烃的形成129

二、烤架上的多环芳烃131

三、烧烤过程中PM2.5的排放131

第四节影响烧烤肉品有害物质含量的因素132

一、原料肉中脂肪的含量132

二、烧烤温度和时间132

三、烧烤方式132

第五节辅料对肉品中杂环胺和苯并芘含量的影响134

一、辅料对杂环胺含量的影响134

二、烧烤过程中降低3,4-苯并芘的措施135

参考文献136

第六章煮制过程中有害物的形成

节煮制过程中主要营养成分含量的变化138

一、酱牛肉中氨基酸和肌酸的含量138

二、老卤中氨基酸和肌酸的含量140

第二节煮制期间杂环胺的形成141

一、老卤中的杂环胺141

二、肉品中的杂环胺142

第三节影响杂环胺形成的因素143

一、煮制温度和时间144

二、前体物的种类和浓度144

三、脂肪含量145

四、其他因素145

第四节辅料对杂环胺形成的影响145

一、类黄酮化合物对杂环胺形成的影响146

二、香辛料对杂环胺形成的影响146

三、添加方式对杂环胺形成的影响148

参考文献151

第七章熏制过程中有害物质的形成

节熏制产生的多环芳烃和甲醛152

一、烟熏肉制品中的多环芳烃和甲醛152

二、烟熏肉制品中多环芳烃和甲醛产生的影响因素154

三、糖熏过程中产生的多环芳烃和甲醛156

第二节烟熏肉制品中多环芳烃和甲醛的控制157

一、熏材的选择157

二、烟熏方法的选择158

三、烟熏设备及运行参数158

四、采用液熏法159

五、肉品与热源的距离和位置159

六、脂肪含量和肠衣类型160

参考文献160

第八章储藏加工过程中胆固醇氧化物的形成

节畜产品中的胆固醇氧化物162

一、肉制品中的胆固醇氧化物162

二、蛋制品中的胆固醇氧化物164

三、乳制品中的胆固醇氧化物165

第二节储藏加工过程中胆固醇氧化物的形成与控制167

一、加热167

二、储藏168

三、胆固醇氧化的控制170

参考文献172

第九章绿色化学与绿色制造

节绿色化学173

一、原子经济性173

二、绿色化学174

第二节绿色制造175

一、绿色制造的特点、工艺和发展175

二、食品绿色制造研究范畴176

参考文献178

第十章肉制品绿色制造技术

节加工肉制品绿色制造概述179

一、加工肉制品绿色制造的两个基本要素179

二、加工肉制品绿色制造180

第二节热力场干燥技术181

一、模型设计181

二、传热传质中的能量平衡与物质平衡182

三、干燥期间品温变化规律184

第三节热力场干燥下肉制品色泽和风味控制技术185

一、美拉德反应的定向控制技术185

二、肉制品陈腐味抑制技术186

第四节加工肉制品绿色制造之非油炸技术189

一、非油炸工艺189

二、肉制品的非油炸工艺191

三、非油炸肉制品的特点192

第五节加工肉制品绿色制造之非卤煮技术193

一、工艺流程193

二、腌制入味193

三、热力场干燥195

四、非卤煮肉制品的特点196

第六节加工肉制品绿色制造之非烧烤技术196

一、烧烤与烧烤风味196

二、非烧烤工艺199

三、非烧烤肉制品的特点202

第七节加工肉制品绿色制造之非烟熏技术204

一、非烟熏工艺205

二、肉制品的非烟熏工艺206

三、非烟熏肉制品的特点209

参考文献210

第十一章低自由基肉制品

节自由基概述211

一、自由基的定义211

二、自由基的来源212

第二节自由基的危害214

一、自由基与衰老214

二、自由基与癌216

第三节肉制品中自由基常用检测方法217

一、ESR参数的选择218

二、g因子219

三、自由基浓度220

第四节肉制品中自由基含量与减控220

一、肉制品中自由基含量220

二、自由基减控研究223

参考文献224

人类，从意识到环境污染的严重性到绿色化学概念的提出，并不是一帆风顺的，而是经历了一个漫长而曲折的发展过程。这个过程可分为四个阶段，即公众觉醒阶段、污染稀释阶段、立法阶段、绿色化学的诞生。

阶段，公众觉醒阶段。第二次世界大战之后的一些年月里，人们对化学污染的危害认识尚浅，对化学物品的生产、使用和处理的方法则几乎无任何立法。直到20世纪50年代末至60年代初，化学污染对人类健康及环境的危害才逐渐受到关注。

第二阶段，污染稀释阶段，也是初级阶段，是指利用稀释的办法来解决污染问题。在人类环境保护意识尚且薄弱的时候，通常的处理办法是将化学污染物直接排放到水、大气及土壤中。在当时，人们认为只要将化学品在某些溶剂中降低到一定的浓度就足以减轻其对自然界的危害。在人类对慢性毒性、生物积累等知识还没有充分认知的情况下，这一做法得到广泛应用，成为处理有害物质的主要方法。

第三阶段，立法阶段，通过政策法规来控制污染。随着对化学品毒性作用及其对环境影响的进一步了解，加上工农业的快速发展，人们认识到仅仅通过稀释无法从根本上解决日益严峻的污染源问题。于是，开始了环境保护方面的立法。对排放的废气、废水、废渣等进行必要的强制性处理，规定排放标准和污染物的安全浓度，严格控制有害物质的排放量。

第四阶段绿色化学的诞生。立法是否是保护人类健康和使环境免遭厄运的经济、有效的方法呢? 随着对化学生产与环境、资源的关系不断反思和总结，科学家们提出了“绿色化学”的新对策。1991年，美国化学学会提出，绿色化学就是在化学物质合成、加工和利用过程中减少对人类和环境产生风险的途径与方法。随后，美国科学家Trost提出了“原子经济性（1991）”、荷兰有机化学家Sheldon提出了“E因子（1992）”；这两个重要的绿色化学基本概念的提出，引起了人们的极大关注。20世纪90年代，耶鲁大学Anastas提出了绿色化学“十二原则”；1999年，世界本“绿色化学”杂志的创办，标志着绿色化学的诞生。

自20世纪90年代末期以来，我国和发达国家先后建立了绿色制造研究机构，研究领域多见于机械工业、电子工业、制药工业、纺织工业、染料工业、纸浆和造纸工业、机电产品绿色设计、可回收性绿色设计、清洁生产技术等。2006年，我国正式成立“中国化学会绿色化学专业委员会”。2009年，我国成立了绿色制造技术创新联盟。这些举措对于促进绿色化学和绿色制造技术在我国的发展起到了非常重要的作用。过去,世界各国传统加工肉制品的热处理一般包括油炸、煮制、烟熏、烧烤等工序。随着社会和科学技术的进步，公众健康和安全意识的增强，食品加工过程中的污染排放和食源性致癌致突物形成的问题日益受到重视。世界癌症研究基金会的专家早在20世纪90年代提出，这些食源性致癌致突物可能会增加罹患癌症的风险，而且世界癌症研究机构一直认为，没有令人信服的证据支持现有油炸、烟熏、烧烤等加热方法能改变这种致癌风险。应该指出的是，食源性致癌致突物的形成主要决定于肉的加热方法。为了减少或消除加工对环境和健康带来的危害，肉制品绿色制造技术研究浪潮正在兴起。因此，发展食品绿色制造，实现传统食品加工业更新换代和消费升级，是现代食品科学技术发展的必然趋势。绿色制造应具备两个基本要素，一是对环境友好,二是对人类健康友好，这也是衡量绿色制造的两个基本点。

本书介绍了肉制品绿色制造的概念、有害物质的生成机理和过程，如何控制或降低有害物质的生成，同时兼具良好的色香味。笔者感谢国家肉牛牦牛产业技术体系的科学家和实验站给予的大力支持，还特别感谢靳红果、汪张贵、姚瑶、张雅伟、李君珂、王蓉蓉等老师和研究生在研究和写作方面的大力协助。由于时间和水平所限，本书难免存在不当之处，殷切期待读者提出宝贵建议，不胜感谢!

彭增起

2017.7