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| 內容簡介： |
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，是可持续性发展的内在要求。本书以绿色化学原理为基础，介绍了肉类食品组分在传统加热过程中主要有害物质的形成和向环境排放的颗粒物及温室气体，分析了肉制品中多环芳烃的抑制方法，阐明了常见多酚化合物抑制吡啶类、喹啉类和喹喔类等杂环芳香胺形成的基本机制，探讨了加热过程中引起肉品脂质氧化和蛋白质氧化的自由基机制，提出了传统加热过程中有效消减肉类制品中有害化学物质形成的技术措施。
本书可供从事食品绿色制造科学技术研究和生产的人员以及提倡消费升级的人士参考使用，同时也可供肉品加工从业人员学习使用。
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| 關於作者： |
彭增起
南京农业大学教授，博士生导师，南京农业大学国家肉品质量安全控制工程技术研究中心、国家肉牛牦牛产业技术体系岗位科学家，中国畜产品加工研究会肉品加工专业委员会副理事长。
张雅玮
博士，南京农业大学副教授。
郭秀云
博士，扬州大学讲师。
姚瑶
博士，江西农业大学讲师。
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| 目錄：
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第1章 食物主要组分在热加工中的化学变化
第1节 氨基酸的热变化
第二节 糖的热变化
第三节 食用油脂的热变化
第四节 肉类加工中常见的美拉德反应
第五节 肉制品在热加工过程中形成的有害物质
第六节 肉制品中自由基的形成
参考文献
第二章 肉类腌制过程中有害物质的形成
第1节 肉品彩虹色与安全性
第二节 多聚磷酸盐的水解与残留
第三节 肉类腌制过程中有害物质的形成与减控
参考文献
第三章 乳化与常见乳化剂的健康风险
第1节 乳化
第二节 常见乳化剂的健康风险
第三节 蔬菜源乳化剂
参考文献
第四章 肉类油炸过程中有害物质的形成
第1节 油炸肉制品中反式脂肪酸的形成
第二节 油炸肉制品中杂环胺的形成
第三节 肉类油炸期间多环芳烃的形成
参考文献
第五章 肉类烧烤过程中有害物质的形成
第1节 烧烤过程中肉品主要成分的变化
第二节 肉品烧烤期间杂环胺的形成
第三节 肉品烧烤期间多环芳烃的形成
第四节 影响烧烤肉品有害物质含量的因素
第五节 辅料对肉品中杂环胺和苯并芘含量的影响
参考文献
第六章 肉类煮制过程中有害物质的形成
第1节 肉制品煮制过程中主要营养成分含量的变化
第二节 肉品煮制期间杂环胺的形成
第三节 影响肉制品杂环胺形成的因素
第四节 辅料对肉品杂环胺形成的影响
参考文献
第七章 肉类熏制过程中有害物质的形成
第1节 肉类熏制产生的多环芳烃和甲醛
第二节 烟熏肉制品中多环芳烃和甲醛的控制
参考文献
第八章 肉类贮藏加工过程中胆固醇氧化物的形成
第1节 畜产品中的胆固醇氧化物
第二节 肉品贮藏加工过程中胆固醇氧化物形成的影响因素
参考文献
第九章 绿色化学与绿色制造
第1节 绿色化学
第二节 绿色制造
参考文献
第十章 肉制品绿色制造技术
第1节 热力场加热
第二节 热力场加热干燥下肉制品色泽与风味控制技术
第三节 加工肉制品绿色制造的非油炸技术
第四节 肉制品绿色制造的非卤煮技术
第五节 肉制品绿色制造的非烧烤技术
第六节 肉制品绿色制造的非烟熏技术
第七节 低自由基肉制品加工技术
参考文献
后记
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| 內容試閱：
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从人类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，即公众环保意识觉醒阶段、污染的稀释阶段、立法阶段和倡导采用绿色化学的途径彻底解决环境污染问题（绿色化学的诞生）。
第1阶段，公众环保意识觉醒阶段（1960—1982年）。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。例如，1961年，沙利度胺（Thalidomide）能减轻孕妇妊娠反应，但是会导致婴儿的严重畸形，仅在德国就有5000名畸形婴儿，给欧洲带来恐慌。此间，世界各地约有1万名因沙利度胺致畸的婴儿出生，美国因为对该药的安全性存在怀疑，没有进口，避免了一场悲剧。1982年，在美国密苏里州圣路易斯市时代海滩镇的路边土壤中，发现二噁英（dioxin）污染，含量在30～40mg/kg。美国疾病控制与预防中心（CDC）发现，如长期接触二噁英含量高于1mg/kg的土壤就会有致癌、致畸的风险。此阶段发生的其他环境灾害，也都给公众带来了恐慌，同时使人们对化学污染的危害有了新的认识。
第二阶段，污染的稀释阶段（1982—1990年）。该阶段也是初级阶段，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，如将垃圾焚烧、水泥和钢铁生产等过程产生的二噁英排放到开放的大气环境中。
第三阶段，立法阶段（1990—1999年）。该阶段人们通过政策法规控制污染。随着对化学品毒性作用及其对环境影响的进一步了解，加上工业、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问题。于是，各国开始了环境保护方面的立法，要求对排放的废气、废水、废渣等进行必要的强制性的处理，规定排放标准和污染物的最大安全浓度，严格控制有害物质的排放量。
第四阶段， 绿色化学的诞生（1999年—至今）。立法阶段的主要缺陷是无法考虑有害污染物之间的叠加影响和相互作用。如在石油产品燃烧、城市废弃物燃烧、煤炭燃烧、食品工业和餐饮业的油炸和烧烤等过程排放的烟尘中，有许多PM2.5细颗粒物和无法去除的超细颗粒物，以及排放二氧化硫、氮氧化物和甲烷等温室气体，这些前体污染物与空气中其他污染物通过复杂的大气化学反应，又会形成二次颗粒，使人类再次暴露于有害环境。又如，自工业革命以来，人类排放的温室气体及其相互作用导致了温室效应， 助推了极端气温、极端干旱和洪水、沙尘暴、海水温度升高和海平面上升等气象灾害，有些气象灾害的发生又会进一步加剧温室效应。基于对这种相互影响和叠加效应的认识，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?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（1991）提出了“原子经济性”，荷兰有机化学家Sheldon（1992）提出了“E-因子”；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，美国耶鲁大学Anastas提出了绿色化学十二条原则；1999年，世界第1本《绿色化学》杂志的创办， 标志着绿色化学的诞生。
在我国，绿色化学和绿色制造技术研究发展很快。2006年，我国正式成立“中国化学会绿色化学专业委员会”。国内很多高校已将“绿色化学”作为有关专业的课程，加强了绿色化学意识和思想的教育。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。纵览国内外绿色制造的发展历程，自20世纪90年代末以来，我国和发达国家先后建立了绿色制造研究机构，研究领域多涉及机械工业、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。世界各国肉制品（processed meat）的传统加热方法一般包括油炸、煮制、烟熏、烧烤等。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变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年代就提出，食源性致癌致突物可能会增加罹患癌症的风险，而且癌症研究机构一直认为，没有令人信服的证据支持现有的油炸、烟熏、烧烤等传统加热方法能改变这种致癌风险。应该指出的是，食源性致癌致突变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，是可持续发展的内在要求。绿色制造应具备两个基本要素，一个是对环境友好，另一个是对人类健康友好，这也是衡量绿色制造的两个基本点。实质上，食品工业应该为人类提供色香味俱佳、卫生和健康的食品，实现现代工业文明与生态文明、中华饮食文化的内在统一。
特别感谢国家肉牛牦牛产业技术体系科学家和实验站给予的大力支持， 感谢靳红果、闫利萍、汪张贵、李君珂、王蓉蓉、朱易、鲍英杰、任晓璞、钱烨和朱玉霞等在试验研究和书稿撰写方面所做的贡献。
由于时间和水平所限，本书难免在表述上存在不当和错误之处，殷切期待专家提出宝贵建议，不胜感谢。
第1章 食物主要组分在热加工中的化学变化
食物组分，特别是畜禽肉类蛋白、鱼贝类蛋白、乳蛋白和禽蛋蛋白质， 在加热过程中（如油炸、烧烤、蒸、煮、烟熏），蛋白质中许多化学基团会与氧气、食品中的其他基团发生各种各样的化学反应。这些化学反应的方向和速率受许多因素的影响， 如肉类蛋白质的种类、脂质和糖的种类、加工温度、pH、水分活度、离子类型与离子强度以及各种自由基。
第1节 氨基酸的热变化
肉类烧烤和油炸温度通常为200～300℃，有时局部温度会更高，以致炭化和焦化。在这
样的温度下，肉品表层的氨基酸残基会发生许多化学变化，如氨基酸的高温分解、氨基酸残
基的脱氨基作用。脱氨基作用的速率和程度取决于加热温度的高低和加热时间的长短、反应
介质的pH和蛋白质的性质，如蛋白质构象的局部变化和氨基附近多肽链的游动性。在氧和
还原糖存在时，加热温度越高，热敏氨基酸残基的热降解速度越快。
一、高温分解
氨基酸高温分解机制和分解产物的种类及数量决定于氨基酸的结构、分解温度和作用时间、中间产物的稳定性和挥发性。小分子质量的高温分解产物的形成一般要经过脱羧、环化、脱氨等化学过程。
（一）色氨酸的高温分解
在油炸汉堡包、烤牛肉、牛肉膏香精中，有许多色氨酸的衍生物存在，如氨基咔啉类（amino-carbolines），有些咔啉类混合物具有致突活性。色氨酸对加热温度较为敏感（图1-1）。单独加热色氨酸，100℃加热20min不能形成2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4，5-b]吡啶（PhIP，2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo-[4，5-b]pyridine，CAS No：105650-23-5）；150℃时，PhIP的形成逐渐增多；在175～200℃时，PhIP的形成急速加剧。
300℃时，色氨酸已有大约60%被炭化，能形成含氮杂环化合物，也能形成含氮多环芳香混合物，如1-甲基-9H-吡啶并[3，4-b]吲哚（Harman）和9H-吡啶并[3，4-b]吲哚（Norharman）及其衍生物。色氨酸的炭化物更易于含氮多环芳香混合物的形成。在625℃条件下色氨酸高温分解形成的含氮多环芳香化合物的产率比在300℃的产率高。色氨酸750℃以上发生焦化，其高温分解过程中易于形成与吲哚环有关的含氮多环芳香化合物（N-PACs），但没有发现多环芳烃（PAHs）。
【后记】
百余年来，世界发生了前所未有的变化。工业化水平空前提高所造成的全球性环境污染、生态危机和健康危机，促使人类寄希望于绿色发展，以满足人们对优美生态环境和美好生活的迫切需要。食品在传统加热过程中产生多环芳烃、反式脂肪酸、杂环胺、丙烯酰胺、甲醛等有害物质已经成为全球食品界最大的问题之一。加热方法不当损害了食物及其制品的营养品质，产生了有害物质，降低了市场价值。人们越来越认识到，传统烧烤、油炸、烟熏和老卤煮制等传统加热方法导致食物（特别是富含蛋白质的食物）中有害物质的形成，同时也直接或间接地向环境排放了大量的细颗粒物和温室气体。多年来，心血管病、癌症等慢性病的发病率依然处于高位，引起医学界、食品科学界的高度关注。
病从口入。致癌致突致畸有害物质的长期摄入，无疑增加了罹患乳腺癌、食管癌、胃癌、肺癌、结直肠癌等各种癌症的风险。人体在新陈代谢过程中形成的自由基一旦造成机体氧化状态失衡、免疫力下降，则又使得有害物质趁虚而入。
关于杂环胺类化合物，特别是氨基咔琳类的形成，西方研究一般认为，如2B类的AαC，是蛋白质或谷氨酸和色氨酸在高温下（250～300℃）热解后直接产生的致突剂。而在我们的研究中，鸭肉在100℃条件下煮制1h就有AαC被检出；猪肘在98～100℃煮制2. 5h也有AαC被检出。而在老卤煮制的酱牛肉中，也有2B类的MeIQ、Trp-P-2、Trp-P-1被检出。老卤煮制，是中华大地古老的、普遍的加热方法，需扬弃传承，与时俱进。看来，关于α-咔啉类、γ-咔啉类甚至喹啉类，吾辈尚需探究此类杂环胺的形成及其抑制机制。关于杂环胺测定方法标准的制定（行业标准），我国也已领先西方。有理由相信，可能致癌的杂环胺、甲醛、PAH4、反式脂肪酸和TBARS残留限量标准的制定，我国也一定会走在世界的前列。
关于非油炸、非烧烤、非烟熏和非卤煮加热，除了热力场加热技术外，还有中红外辐射加热与过热蒸汽加热技术等，均能有效减少产品中有害物质的形成。有理由相信，随着绿色工厂认证、绿色制造产品标准实施以及绿色消费等绿色体系平台的建立、绿色低碳技术的突破与日臻完善、传统加工技术绿色转型升级等绿色化水平的提高，食物加热过程中有害物质的形成一定会得到有效抑制，甚至被阻断。
在本书第十章引出了食品自由基化学的概念，意在抛砖引玉。与人体内自由基形成相似，食品中自由基不仅关乎人体健康，而且与食品诸属性紧密相关。对食品自由基化学的深刻理解，有助于研究食品各主要组分的自由基形成、自由基性质，探索自由基与自由基、自由基与底物之间的化学反应、自由基链反应产物以及决定这些反应的食品营养属性、感官属性和健康属性的变化，为人类开发更健康的食品。
更有理由相信，革命性、过程创新性技术的涌现和综合应用，能够使一些食品加工和食品制造领域的二氧化碳排放减少四分之一至三分之二，食品业等相关领域的全面绿色转型必将为可持续发展做出积极贡献，为人类命运共同体建设贡献中国智慧。
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