《热加工海产品中有害副产物的复杂关系及脂质-蛋白质氧化的调控作用：全面综述》学术报告

作者及发表信息
本文由Huaixu Wang、Baoping Shi、Zening Zhang等学者联合完成，通讯作者为Ka-Wing Cheng（Shenzhen University）。研究团队来自深圳大学化学与环境工程学院食品科学与工程系、深圳市海洋微生物组工程重点实验室等多个机构，合作单位包括中国农业大学食品科学与营养工程学院。论文于2025年发表在期刊《Food Research International》（Volume 209, 116293）。

研究背景与主题
海产品因其优质蛋白质和多不饱和脂肪酸（PUFAs）成为重要膳食组成部分，但热加工（如烘焙、油炸）在提升风味的同时会生成多环芳烃（PAHs）、杂环芳香胺（HAAs）和晚期糖基化终末产物（AGEs）等热诱导有害副产物（HHBs），长期摄入可能增加癌症和慢性病风险。本文系统综述了过去20年海产品中HHBs的形成机制、相互关联及调控策略，特别关注脂质与蛋白质氧化的调控作用，并提出多靶点协同控制的未来方向。

主要观点与论据

1. HHBs的形成机制与暴露水平
- PAHs：主要通过脂肪、蛋白质和碳水化合物的高温裂解（>200°C）生成，轻质PAHs（2-4苯环）易转化为毒性更强的重质PAHs（>4苯环）。欧盟规定烟熏鱼中苯并[a]芘（BaP）和PAH4（BaP、BaA、BbF、Chr）上限分别为2 μg/kg和12 μg/kg，但调查显示部分市售烟熏鱼PAH4含量超标（如尼日利亚样本达560.4 μg/kg）。
- HAAs：分为热反应型（100–300°C，依赖美拉德反应）和热解型（>300°C，氨基酸裂解生成）。例如，色氨酸（Trp）热解可生成harman和norharman，而苯丙氨酸（Phe）衍生的苯乙醛是PhIP的关键前体。研究显示，油炸虾饼中HAAs含量高达81.93 ng/g。
- AGEs：通过美拉德反应晚期阶段形成，以羧甲基赖氨酸（CML）和羧乙基赖氨酸（CEL）为标志物。中国东部市售即食海产品的CML含量达439.1 mg/kg干重，高温加工表面AGEs浓度显著高于内部。

支持证据：
- 实验数据表明，240°C烤制鲭鱼时HAAs含量升至36.56 ng/g，而AGEs因高温降解从23.147 ng/g降至22.457 ng/g（Zhang et al., 2023）。
- 化学模型证实，Phe是PAHs（BaA、Chr）和HAAs（IQ、PhIP）的共同前体，增加其浓度会同步提升两类HHBs（Asmaa’ishak et al., 2022）。

2. HHBs的交叉关联与氧化调控
- 共同反应节点：活性羰基化合物（RCS）和自由基是HHBs形成的枢纽。例如，美拉德反应生成的二羰基化合物（如甲基乙二醛，MGO）既可参与AGEs形成，也能通过Strecker降解生成HAAs前体（图1）。
- 脂质氧化的促进作用：多不饱和脂肪酸氧化产生1,3-丁二烯等中间体，通过Diels-Alder反应促进PAHs环化；同时，脂质过氧化物（如4-氧代-2-戊烯醛）可转化为MGO，加速AGEs生成（Zheng et al., 2021）。
- 蛋白质氧化的双重角色：适度氧化暴露赖氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）残基，促进AGEs交联；但过度氧化导致肌原纤维蛋白聚集，反而抑制反应位点可及性（Zhu et al., 2020）。

典型案例：
- 添加1%茶多酚腌制四指马鲅，HAAs和AGEs分别减少50.6%和27.55%，同时抑制脂质-蛋白质氧化（Wang et al., 2024）。
- κ-卡拉胶通过竞争性结合氨基酸，降低烤罗非鱼中HAAs含量20.95%（Xue et al., 2023）。

3. HHBs控制策略与感官平衡
- 温和加工技术：真空低温加热（LTVH）和空气油炸可减少水分流失，抑制HHBs生成。例如，70°C真空处理牡蛎15分钟，AGEs含量低于传统灭菌（Zhou et al., 2022）。
- 天然抑制剂应用：
- 大蒜、韭菜等葱属植物粉末降低烤鳕鱼HAAs达92%（Wang et al., 2020）；
- 橄榄叶提取物（1%）使煎三文鱼HAAs减少77.69%，但过量（2%）导致色泽变暗（Macit & Kizil, 2022）。
- 燃料优化：椰子壳木炭烧烤比普通木炭减少PAHs 64.05%，因吸附滴落脂肪（Viegas et al., 2012）。

感官与营养权衡：
- 生姜汁（5%）抑制AGEs的同时，通过凝胶网络保留水分，改善炸鱼饼嫩度（Gao et al., 2024）；
- 真空处理海鲈鱼保留蘑菇香（1-辛烯-3-醇）和焦糖风味（2-戊基呋喃），降低鱼腥味（Yang et al., 2023）。

研究意义与亮点
1. 科学价值：首次系统揭示PAHs、HAAs和AGEs在海产品中的交叉形成路径，提出“脂质-蛋白质氧化-RCS”调控轴，弥补了既往单一HHBs研究的局限性。
2. 应用创新：提出多靶点协同控制策略，如天然抑制剂组合（茶多酚+κ-卡拉胶）和燃料改良（椰子壳炭），兼顾安全性与感官品质。
3. 行业指导：为制定海产品加工标准（如欧盟PAH4限值）提供数据支持，并推动温和加工技术（如真空低温）的工业化应用。

未来挑战：需结合高分辨质谱和电子自旋共振技术，解析自由基动态与HHBs的定量关系，并开发低成本高效抑制剂（如改性水产副产物多糖）。

（全文共计约2000字）