《Food Chemistry》：Effects of grilling process on the formation pattern of heterocyclic amines and advanced glycation end products and physicochemical quality of premade grilled grass carp fish blocks
编辑推荐：
•烤草鱼皮中的杂环胺（HAs）含量仅为鱼肉中总量的23–39%，晚期糖基化终末产物（AGEs）含量为36–65%。•HAs与色氨酸/GO相关，而在烧烤条件下AGEs与赖氨酸/MGO相关。•在烤草鱼中发现HAs和AGEs的形成存在温度依赖性差异。引言高温加工是制备高蛋白动物性食
- •
烤草鱼皮中的杂环胺（HAs）含量仅为鱼肉中总量的23–39%，晚期糖基化终末产物（AGEs）含量为36–65%。
- •
HAs与色氨酸/GO相关，而在烧烤条件下AGEs与赖氨酸/MGO相关。
- •
在烤草鱼中发现HAs和AGEs的形成存在温度依赖性差异。
引言
高温加工是制备高蛋白动物性食品的广泛采用方法。它不仅消除了致病菌，从而确保安全，还诱导蛋白质变性，增强胃肠消化和吸收。此外，该处理通过复杂的化学反应（例如美拉德反应）产生令人愉悦的风味和质地。然而，高温加工也可能引入各种安全隐患。值得注意的是，杂环胺（HAs）和晚期糖基化终末产物（AGEs）是高温烹饪过程中产生的两种常见有害胺类。近年来，越来越多的临床试验证明了其有害效应。具体而言，Oz等人（2023年）证明长期暴露于高浓度HAs会显著增加结肠癌、胰腺癌、肺癌和前列腺癌的风险。同时，Zhang等人（2023年）报告AGEs与慢性疾病（例如眼部疾病、心血管疾病、糖尿病和阿尔茨海默病）密切相关。迄今为止，在动物源性食品中已鉴定出多种AGE亚型以及约30种不同的杂环胺变体（Yu等人，2018a）。
加工食品中HAs和AGEs的形成受多种因素影响，包括烹饪温度、时间、前体可用性、水分含量和烹饪损失（Gibis & Loeffler, 2019）。温度在这些反应中起着关键作用。在一定范围内，随着加工温度的升高，HA和AGE的形成明显增加，这归因于高温加速了美拉德反应并促进了前体的积累（Wang等人，2024；Zhang等人，2023）。加热时间也具有同样显著的影响，因为长时间加热促进了两种危害物质的积累。值得注意的是，HAs不是最终稳定产物，过度或延长加热可能导致某些HAs的降解（Wang等人，2024）。前体物质对HA和AGE的形成至关重要。糖和游离氨基酸通过Amadori重排和Strecker降解等反应生成吡嗪和醛类，这些中间体随后与肌酸、肌酐和色氨酸反应形成HAs（Nguyen等人，2016；Oz等人，2023）。同时，通过这些途径产生的活性醛类可进一步与赖氨酸残基反应形成AGEs（Bai等人，2023）。HA和AGE的形成机制显著相似，主要由美拉德反应驱动，并共享常见的前体和中间体（Zhang等人，2020）。水分含量和烹饪损失通过调节水分活性和表面干燥度显著影响热加工过程中HA和AGE的形成（Bai等人，2023）。较高的水分含量会稀释反应物并抑制美拉德反应，从而减少两种危害物质的形成。相反，低水分条件通过加速表面干燥和浓缩前体物质，显著促进HA和AGE的积累。
预制烤鱼是经典的高温加工高蛋白食品，市场广阔，因此其加工安全顾虑逐渐引起关注。虽然高温烧烤增强了鱼的 physicochemical quality，但同时促进了HAs和AGEs的形成（Chen等人，2024）。迄今为止，众多研究调查了烤鱼加工过程中HA和AGE的形成，为热加工下有害物质生成和质量演变建立了基础理解。Wang等人（2024）首次考察了烧烤温度对草鱼鱼肉中HAs形成的影响，阐明在220–310°C烧烤范围内，β-咔啉型HAs是主要产物，从而为烤鱼中HA控制提供了基础数据。Chen等人（2024）揭示了在固定烧烤条件下，脂肪在促进烤鱼热加工过程中HAs和AGEs共形成方面的协同作用。Pino-Hernandez等人（2021）主要关注烤鱼的 physicochemical and microbiological quality。然而，现有研究几乎完全专注于烤鱼鱼肉，系统性地忽视了可食用鱼皮及其独特的前体谱和热响应。此外，这些工作均未建立HA/AGE形成与质地、颜色或水分分布等 physicochemical quality 属性之间的相关性，从而阻碍了对安全性和感官接受度的平衡评估。此外，烧烤参数在过于狭窄或固定的条件下进行考察，未探索可变热输入的更广泛调控作用。值得注意的是，关键前体的动态演变几乎没有得到系统性关注，模糊了危害生成的机制基础。
草鱼（Ctenopharyngodon idella）是商用烤鱼生产中的常见原料（Hu等人，2025）。凭借其细腻的口感和丰富的关键前体含量，它也是研究热诱导化学转化的合适模型系统（Wang等人，2024）。因此，在本研究中，选取了10种HAs作为代表性标记物，以及2种常见于热处理肉制品中的主要AGEs，即N-ε-羧甲基赖氨酸（CML）和N-ε-羧乙基赖氨酸（CEL）（Yu等人，2018a）。值得注意的是，CML和CEL与某些HAs共享常见前体（例如赖氨酸、葡萄糖和α-二羰基化合物），这使得可以对其共形成模式进行比较分析（Zhang等人，2020）。随后，本研究采用预制烤草鱼，系统研究了不同热条件下鱼肉和鱼皮中HAs和AGEs的形成，包括不同中心温度（50、65和80°C，分别代表欠烤、全烤和过烤状态），以及在相同中心温度下使用不同烧烤温度（220、250、280和310°C）。通过监测关键前体的动态变化并将其与综合质量属性相关联，本研究旨在调查烧烤参数与HAs和AGEs形成以及烤鱼质量属性演变之间的关联，并探索不同加热模式下前体向终产物转化的潜在途径。这有助于建立减轻健康风险的理论基础，帮助填补研究空白，并通过精确的过程控制优化产品质量。
章节片段
化学物质和材料
草鱼（平均体重：2.5 ± 0.1 kg）和盐购自当地超市（中国江苏省无锡市）。鱼类由专业人员置于冰浴中麻醉至不动，随后在超市的专业区域去除其头、尾、鳞和内脏。操作过程符合中国科技部发布的实验动物处理指导（2017）和法规规定的要求。剩余部分
HAs分析
本研究考察的10种HAs属于两种结构类别。氨基咪唑型包括IQ、MeIQ、MeIQx、DMIP、PhIP和4,8-DiMeIQx，它们主要通过涉及肌酸、肌酐、糖和游离氨基酸的美拉德反应形成（Yao等人，2023）。氨基羰基型由Harman、Norharman、MeAαC和AαC组成。这些化合物通过更复杂的路径产生，如美拉德反应或蛋白质或氨基酸的裂解诱导环化（
结论
在我们的实验条件下，烧烤参数关键性地控制了烤草鱼中HAs和AGEs的形成。在鱼肉中，HAs总含量在280°C时达到峰值，而AGEs随温度升高而增加。此外，较高的中心温度与两种危害物质水平的增加相关。鱼皮表现出较低的整体HAs/AGEs水平和烧烤过程中更高的热敏感性。该过程似乎由前体转化驱动，这
CRediT作者贡献声明
徐哲远： 撰写 – 初稿，方法论，正式分析，数据整理。尹海心： 软件，调查，数据整理。许演顺： 监督，资金获取，概念化。夏文帅： 监督，资金获取。余大为： 撰写 – 审查与编辑，监督，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本论文中呈现的研究。
致谢
本工作得到国家重点研发计划（2023YFF1104904）、中国农业科学研究体系（CARS-45-28）和2022年泰山产业领军人才项目的财务支持。
Zheyuan Xu|Haixin Yin|Yanshun Xu|Wenshui Xia|Dawei Yu
