低饱和脂肪O/W bigels替代猪脂的重配方低脂salami：质构保持与OTA和黄曲霉毒素产生降低

《Food Control》：Impact of low-saturated fat bigels on mycotoxin production in reformulated low-fat salami

　　

低饱和脂肪bigels对重配方低脂salami中霉菌毒素产生的影响。研究人员将硬猪脂肪用含向日葵油的油包水（oil-in-water, O/W）bigels替代，在salami中设置两个替代度。研究人员对样品进行脂肪含量、脂肪酸谱、质构、pH和水分活度（water activity, a_w）表征。为在受控实验室条件下专门评估salami配方对真菌生长和霉菌毒素产生的影响，研究人员采用由所制cured salami制备的琼脂基质进行试验，从而提供标准化的salami衍生基质以作比较评估。结果显示，真菌生长未受salami组成变化影响；Aspergillus nomius的总黄曲霉毒素产量在新salami中降低90%；Aspergillus westerdijkiae和Penicillium nordicum的赭曲霉毒素A（ochratoxin A, OTA）产量降低30%；总脂肪减少被认为与霉菌毒素抑制相关。将结构化脂质系统整合入salami配方，不仅促进更健康肉制品开发，也为脂肪组成调节真菌次生代谢提供新见解。营养改善和霉菌毒素缓解的双重关注代表肉制品创新领域的重要进展。

肉具有高营养价值，可提供其他来源难以足量获得的必需营养素；但肉中近一半脂肪为饱和脂肪酸（saturated fatty acids, SFA）。肉及肉制品中SFA对心血管疾病、癌症和2型糖尿病风险的作用已被广泛研究，多项观察性研究报告肉消费与这些疾病呈正相关。自1980年以来，膳食指南建议将SFA摄入限制在总能量10%以下，欧洲食品安全局近期建议强调用不饱和脂肪酸替代SFA。证据表明，将5%能量的SFA等热量替代为植物来源的多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids, PUFA）和单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acids, MUFA）可分别使冠心病风险降低约25%和15%。食品工业趋势之一是开发遵循传统配方但脂肪含量更低并含健康促进成分的新肉制品。但减脂带来重要技术挑战，因为脂肪影响肉的质构、外观、风味和微生物活性，不能简单去除；高SFA组成的结晶三酰甘油结构提供理想质构和稳定性，高不饱和脂肪则不然。为此，emulgels或bigels配方被提出；bigels为混合体系，其中油凝胶可存在于水凝胶中，形成兼具亲脂和亲水组分的强脂肪样体系。除营养和工艺影响外，脂肪含量和脂肪酸组成变化也可能影响微生物生长和代谢，尤其真菌次生代谢物如霉菌毒素。因此开发更健康肉制品时评估脂肪重配方的食品安全后果至关重要。肉制品易受真菌污染，导致异味、质构和外观改变及损失；部分腐败真菌产霉菌毒素，这些毒素小、高度稳定，烹饪和冷冻等加工难以去除或降解；摄入可导致致癌、致突变、神经毒性、肾毒性和雌激素样作用，主要健康危害与慢性暴露有关。OTA常在腌肉制品中检出，由Aspergillus和Penicillium产生；Penicillium nordicum是这些食品中最常见OTA产生菌，Aspergillus westerdijkiae也与干腌肉高OTA水平相关。产黄曲霉Aspergillus spp.（如Aspergillus nomius）已从肉制品和肉加工厂分离，且这些产品报告了令人担忧的黄曲霉毒素水平。虽然为降低饱和脂肪含量对肉制品重配方已广泛探索，但这些改变对食品安全特别是霉菌毒素产生的影响仍大多未解决。据研究人员所知，这是首个研究用O/W bigels替代硬猪脂对腌肉基质中产毒真菌生长和霉菌毒素产生的影响。

研究人员在新配方中用含向日葵油的O/W bigels以两个替代度替代硬猪脂。样品表征脂肪含量、脂肪酸谱、质构、pH和a_w。为专门评估salami配方对真菌生长和霉菌毒素产生的影响，在受控实验室条件下使用由所制cured salami制备的琼脂基质进行试验，提供标准化salami衍生基质用于比较评估。通过将结构化脂质系统整合入salami配方，该工作不仅促进更健康肉制品开发，也为脂肪组成调节真菌次生代谢提供新见解；营养改善和霉菌毒素缓解的双重关注代表肉制品创新领域的重要进展。

关键方法包括在Porminho肉制品厂中试生产传统salami（ST）以及用O/W bigels替代65%（FS1）或100%（FS2）硬猪脂的salami；制备salami琼脂基质并接种Aspergillus westerdijkiae MUM 16.142、Penicillium nordicum MUM 16.08和Aspergillus nomius 12A18，菌株来自肉制品或肉加工厂；25 °C暗培养7天并测菌落直径；以高效液相色谱-荧光检测（high-performance liquid chromatography with fluorescence detection, HPLC-FLD）结合光化学柱后衍生（photochemical post-column derivatization, PHRED）定量OTA和黄曲霉毒素；用气相色谱-火焰离子化检测（gas chromatography-flame ionization detection, GC-FID）分析脂肪酸；用质构剖面分析（texture profile analysis, TPA）和穿透试验测质构；用组织学观察微观结构；测定pH和a_w。

3.1 Salami表征。3.1.1 脂质谱分析：脂质提取显示ST、FS1和FS2脂肪含量分别为36.0 ± 2.4、23.1 ± 6.3和16.9 ± 2.0 g/100 g样品，即部分或完全替代硬猪脂分别使脂肪降低36%和53%；ST总脂与公司商业包装所示38 g/100 g相似。油酸为三种salami主要脂肪酸（40%至35%），ST中依次为棕榈酸、亚油酸和硬脂酸，FS1和FS2中依次为亚油酸、棕榈酸和硬脂酸。ST脂肪酸组成与硬猪脂十分相似，因为硬猪脂提供ST salami 98%脂肪；FS2脂肪酸组成与用于替代猪脂的bigel大致相同；FS1呈中间值。与ST相比，FS1和FS2的SFA含量分别降低41%和59%。该部分通过脂肪提取、脂肪酸甲酯化和GC-FID分析得出结论：替代降低总脂和SFA，并改变脂肪酸谱。3.1.2 质构：TPA显示脂肪替代未影响salami质构性质，硬度、粘附力、内聚性和弹性等参数无显著变化，结果表明即使较高替代度，bigels仍能模拟脂肪并维持传统salami典型质构。3.1.3 微观结构：组织学分析显示，ST中可见骨骼肌细胞和少量结缔组织，脂肪组织区域在制备中溶解呈空白；FS1和FS2中可见对应bigel的网状结构。Masson三色染色呈相似模式。Oil Red O染色显示红色脂质区域从ST到FS1再到FS2减少，与总脂定量一致；FS2中可见bigel网络及其内部油滴。该部分通过组织学染色和显微镜观察得出结论：bigel形成网状结构并分布，脂质减少。

3.2 Penicillium nordicum与OTA产生：P. nordicum在salami琼脂培养基中25 °C培养7天，菌落生长未受salami组成显著影响，生长介质间差异小于10%；OTA产生在完全替代总脂的FS2培养基中显著降低约28%，FS1与ST相比无统计学显著差异；按菌落面积计算，OTA在FS1和FS2分别降低12%和29%，但不显著。结论：完全脂肪替代降低OTA积累，但生长不变。3.3 Aspergillus westerdijkiae与OTA产生：A. westerdijkiae在三种培养基中生长非常相似；7天后ST上生长较FS1和FS2分别略高7%和14%。与ST相比，FS2中OTA产生显著降低30%；按菌落面积，FS2较FS1显著降低50%，FS1和FS2与ST无显著差异。结论：FS2降低OTA产生。3.4 Aspergillus nomius与黄曲霉毒素产生：A. nomius生长趋势与上述菌相似，三种salami琼脂培养基中菌株生长无差异。黄曲霉毒素产生方面，ST与FS2培养基中黄曲霉毒素G₁（aflatoxin G₁, AFG₁）产生差异显著降低88%，FS1与FS2间降低87%；按菌落面积，FS2中A. nomius的AFG₁显著降低88%，FS1较对照降低16%但不显著；FS2中总黄曲霉毒素总体降低约90%。结论：毒素降低不依赖真菌生长差异。

讨论部分总结：所有实验中三种测试菌株在ST、FS1和FS2中生长非常相似，但FS2中OTA降低约30%、黄曲霉毒素降低约90%；已有研究报道菌落生长不能可靠预测霉菌毒素产生，抗真菌化合物可在不抑制生长时影响毒素合成。腌肉中霉菌毒素产生主要受温度、pH、a_w和底物等非生物因素控制；本研究中pH（ST 4.7 ± 0.1，FS1 4.5 ± 0.1，FS2 4.5 ± 0.0）和a_w（三者均0.99 ± 0.0）无统计学差异，因此a_w和pH不是观察到的霉菌毒素产生差异的原因，底物即脂肪替代可能是因果因素。脂肪来源和浓度是培养基主要已知差异。ST salami总脂约比FS2多50%。脂质含量似乎与不同食品和饲料商品中霉菌毒素水平相关；多项研究报道高油含量种子更易受霉菌毒素污染，例如A. flavus菌株在棉籽成熟期间黄曲霉毒素产生与脂质水平升高同时出现，脂质含量似乎是真菌感染主要因素；花生种子脂肪酸含量也与黄曲霉毒素产生变异相关。这些研究报道脂质含量与霉菌毒素产生关联，但机制尚不清楚。本低脂salami中观察到相同趋势，较低脂肪产品显示较低霉菌毒素积累。脂肪酸在真菌代谢和霉菌毒素产生中的作用仍不明确；单个脂肪酸可能调节真菌生长和霉菌毒素合成，但其作用难以预测，取决于脂肪酸化学结构、浓度和其他未确定因素。salami脂肪酸谱分析显示样品在棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸等最丰富脂肪酸上存在显著差异；除亚油酸外，这些脂肪酸在ST中的浓度约为FS2和FS1的2倍和1.5倍。其他研究报道向合成培养基加入脂肪酸可增加Aspergillus parasiticus黄曲霉毒素B₁产生，棕榈酸和硬脂酸（部分报道中肉豆蔻酸）与增加相关；相反，油酸和亚油酸在其他研究中抑制霉菌毒素合成。A. parasiticus结果存在矛盾：50 mM亚油酸使黄曲霉毒素产生增加34倍，而棕榈酸导致降低；另一研究认为油酸和亚油酸对黄曲霉毒素产生无影响。近期研究表明硬脂酸和亚麻酸可促进黄曲霉毒素合成，但亚麻酸暴露于空气后黄曲霉毒素产生下降，此时亚麻酸抑制黄曲霉毒素生物合成基因簇表达，亚麻酸自氧化产生的oxylipin类物质被提出为抑制因子。因此这些研究表明单个脂肪酸可调节霉菌毒素合成，但抑制似乎取决于脂肪酸结构、浓度、真菌种类、环境条件等因素，使抑制能力难以预测，需进一步研究单个脂肪酸在霉菌毒素生物合成中的作用。本研究中总脂、SFA、MUFA和PUFA沿ST→FS1→FS2共同变化，无法分离每种脂肪类型的作用；但结果与文献报道降低脂肪含量时霉菌毒素产生较低一致。虽然无法确定导致FS1和FS2中真菌霉菌毒素产生降低的因素，但可观察到肉制品脂肪含量与霉菌毒素积累之间的关系，即脂肪含量越低，霉菌毒素产生越低。用富含亚油酸的向日葵油bigel替代猪脂可能因相对不饱和度更高而增加脂质部分对氧化的敏感性；但仅凭脂肪酸组成无法推断重配方样品氧化程度，尤其总脂含量也降低。本研究未测过氧化值或硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances, TBARS）等脂质氧化标志物，这是一项限制，因为无法评估配方氧化稳定性及脂质氧化产物对霉菌毒素产生差异的可能贡献。未来研究应同时评估加工和贮藏期间脂质氧化、真菌生长和霉菌毒素产生。还应承认，本研究并非为再现干腌肉制品成熟期间理化特性或模拟真实肉制品体系而设计；25 °C培养温度用于促进活跃真菌生长和最大化霉菌毒素产生，而非模拟salami成熟通常条件。相反，该模型使真菌生长和毒素产生在标准化实验中评估，其中脂肪含量和组成是主要研究参数。预期在标准成熟条件下，真菌生长和霉菌毒素生物合成可能比本研究条件减弱。使用代表工业成熟室的温度、相对湿度和a_w变化开展进一步研究，将有助于验证本研究结果如何转化到真实生产条件。

结论翻译：质构结果表明，两个测试的脂肪替代度产生具有相同质构剖面的salami。用基于向日葵油的O/W bigel替代硬猪脂，导致所有测试产毒菌株的霉菌毒素含量降低。在FS2培养基中，P. nordicum和A. westerdijkiae产生的OTA含量比传统salami降低约30%。A. nomius在FS2培养基中的黄曲霉毒素产生受影响最大，总体降低90%，该降低与真菌生长差异无关。总体上，在FS1和FS2培养基中观察到较低霉菌毒素产生。然而，未评估用不饱和脂肪酸（尤其PUFA）替代SFA，可能部分抵消这一影响。因此，任何脂肪组成修改都应仔细分析，以防额外霉菌毒素污染。虽然这些发现提出脂肪数量和组成可影响salami衍生模型系统中的霉菌毒素产生，但在商业salami成熟条件下进行验证对评估成品安全影响很重要。