亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用及其替代品研究進展 食品質量與安全專業(yè)

亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用及其替代品研究進展食品質量與安全專業(yè)亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用及其替代品研究進展摘要:綜述了亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用、對人體的危害以及亞硝酸鹽替代品的研究進展。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們對健康意識的不斷增強，人們對肉制品低硝化或無硝化的關注會越來越多，尋找亞硝酸鹽的替代品，尤其是既能夠降低亞硝酸鹽在肉制品中的使用量、又能夠強化肉制品營養(yǎng)的添加劑，將成為肉品工業(yè)研究的重要領域，也是功能性肉制品開發(fā)的又一途徑，是未來肉制品加工的發(fā)展趨勢。關鍵詞:亞硝酸鹽肉制品作用替代品FunctionofnitriteinprocessingofmeatproductsandresearchdevelopmentofitssubstituteAbstract:Itdiscussedthefunctionofnitriteintheprocessingofmeatproducts，theharmofexcessivenitriteandtheresearchdevelopmentofitssubstitute．Withthedevelopmentofnationaleconomyandtheimprovementofhealthyconsciousnessofpeople，thereismoreattentioninmeatproductsbysearchingsubstituteofnitrite，especiallythefoodadditivethatcanreduceusagequantityofnitriteandimprovenutritionofmeatproducts，itwillbeanimportantdomainofresearchofmeatindustry，bethewaytodevelopmentoffunctionalmeatproductsandalsobedevelopingcurrentoftheprocessingofmeatproductsinthefuture.Keywords:nitrite；meatproducts；function；substitute1亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用1.1亞硝酸鹽的發(fā)色作用陳瑤，劉成國，羅揚，王冬冬亞硝酸鹽在臘肉加工中的作用及其替代物的研究進展肉類研究2010.5肉制品在加工時要經(jīng)過原料肉腌漬這一道工序，肉品在腌漬時食鹽會加速肉中的肌紅蛋白（Mb）和血紅蛋白（Hb）的氧化，形成高鐵肌紅蛋白（MetMb）和高鐵血紅蛋白（MetHb），使肉失去原有的天然色澤，而變成灰紅色、灰棕色，易使人對臘肉制品產(chǎn)生腐敗的感覺，從而影響其感官品質，也影響人們的食欲。因此在腌漬過程中常使用亞硝酸鹽作為發(fā)色劑。添加亞硝酸鹽可以在肉中產(chǎn)生獨特、穩(wěn)定的腌制色澤。鮮肉中肌紅蛋白為還原型，呈暗紫色，很不穩(wěn)定，易被氧化變色。還原型肌紅蛋白分子中二價鐵離子上的結合水被分子狀態(tài)的氧置換，形成氧合肌紅蛋白，色澤鮮紅。此時鐵仍為二價，因此這種結合不是氧化而是氧合。當氧合肌紅蛋白在氧或氧化劑的存在下進一步將二價鐵氧化成三價鐵時，生成褐色的高鐵肌紅蛋白。呈色反應主要是黃群,馬美湖.亞硝基血紅蛋白研究進展[J].肉類工業(yè),2004,283(11):27-32黃群,馬美湖.亞硝基血紅蛋白研究進展[J].肉類工業(yè),2004,283(11):27-321．2亞硝酸鹽的抑菌作用亞硝酸鹽對肉毒梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、蠟狀芽孢桿菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌等致病菌的生長繁殖起抑制作用，其抑菌能力受在肉制品中殘留量的濃度及pH值等環(huán)境因素影響。亞硝酸鹽的抑菌機理尚不清楚，可能是NO卜與蛋白質結合生成一種鐵一HITROY的復合物，從而阻止了丙酮酸降解和釋放ATP的過程，破壞了細菌的生長環(huán)境，而亞硝酸鹽在肉中生成亞硝酸后，分解生成NO和O2，氧可以抑制深層肉中厭氧的肉毒梭狀芽孢桿菌熊榆．食品添加劑在l圭】制品保藏巾的應用[J]．食品科技2000，(1)：32～34。而Greyer(2001)認為在腌肉中只有游離的亞硝酸鹽才具有抑菌效果。熊榆．食品添加劑在l圭】制品保藏巾的應用[J]．食品科技2000，(1)：32～34GreyerA．B．G．．RuiterA．．PreventionofClostridiumoutgrowthinheatedandhermeticallysealedmeatproductsbynitrite—areview[J]．EuropeanFoodResearchTechnology，2001，(213)：165～1691．3亞硝酸鹽的抗氧化作用脂質氧化是肉及肉制品腐敗變質的主要原因之一，它是指脂類物質在肉及肉制品加工和貯藏期間，由于熱、光、氧氣、微生物、酶類、金屬離子等作用，產(chǎn)生不良風味，降低食用品質，甚至生成有毒物質的過程葉藺霜.淺析硝酸鹽在我國傳統(tǒng)腌臘肉制品中的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2008,8:58-59.。這就是俗稱的“過煮味”（Warmed-Over-Flavor，WOF），添加亞硝酸鈉可以防止WOF李軼欣,王玉田.亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用及其替代品研究進展[J].肉類工業(yè).2009,5,51.葉藺霜.淺析硝酸鹽在我國傳統(tǒng)腌臘肉制品中的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2008,8:58-59.李軼欣,王玉田.亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用及其替代品研究進展[J].肉類工業(yè).2009,5,51.ArendtB,SkibstedL.H.AndersenH.J.AntioxidativeactivityofnitriteinmetmyoglobininducedlipidPeroxidation[M].ZLebensmUntersorschA,1997,204:7-12.1．4亞硝酸鹽增強風味的作用亞硝酸鈉能夠預防肉產(chǎn)品“過熱味”的產(chǎn)生，因為它具有抗氧化能力，它能夠抑制肉制品中的脂肪顆粒的自動氧化過程。肉制品中添加亞硝酸鈉后，由于脂肪自動氧化而生成的羰基化合物的濃度有明顯的降低，從而不會有脂肪氧化味的產(chǎn)生。另一方面亞硝酸鈉產(chǎn)生典型的腌肉風味。研究表明，腌肉風味是由許多化合物累加效果產(chǎn)生的復合感覺。風味的定義很多，通常是指攝人口腔的食物，刺激人的各種感覺器官，使人產(chǎn)生短時的、綜合的生理感覺。董慶利等(2007)在研究不同亞硝酸鹽添加量對低溫蒸煮香腸風味時發(fā)現(xiàn)，添加亞硝酸鹽后蒸煮香腸新檢出乙醇、1一丁醇、(E)一2一己烯一1一醇、(E)一2一庚烯一1一醇、(E)一2一辛烯一1一醇、薄荷醇、3一甲基丁醛、己酸、松萜和4一硝基鄰苯二酰胺等l0種化合物，而羅勒烯、吡咯和四甲基吡嗪未被檢出；同時還發(fā)現(xiàn)，添加亞硝酸鹽后的蒸煮香腸腌肉風味加強，以150mg／kg的添加量的風味物質相對含量較多董慶利，郭黎洋，屠康等．不同亞硝酸鹽添加量的低溫蒸煮香腸的風味研究[J]．食品科學，2007，(12)：366～371。亞硝酸鹽提高風味的機理總結起來有：第一，亞硝酸鹽通過與不飽和脂肪酸反應穩(wěn)定脂質組成GoutefongeaR．，CassensR．G．，WoolfordG．．Distributionofsodiumnitriteinadiposetissueduringcuring[J]．FoodScience，1977，(42)：I637ZubillagaM．P．，MaerkerG．，F(xiàn)ogliaT．A．．Antioxidantactivityofsodiumnitrite[J]．AmerOilChemSoc，1984，(61)：772～776；第二，與微量元素螯合以阻止離子的催化作用董慶利，郭黎洋，屠康等．不同亞硝酸鹽添加量的低溫蒸煮香腸的風味研究[J]．食品科學，2007，(12)：366～371GoutefongeaR．，CassensR．G．，WoolfordG．．Distributionofsodiumnitriteinadiposetissueduringcuring[J]．FoodScience，1977，(42)：I637ZubillagaM．P．，MaerkerG．，F(xiàn)ogliaT．A．．Antioxidantactivityofsodiumnitrite[J]．AmerOilChemSoc，1984，(61)：772～776MacDonaldB．．GrayJ．I．，GibbinsL．N．．Roleofnitriteincuredmeatflavour，Antioxidantroleofnitrite『J]．Foodscience，1980，(45)：893～897ZipserM．W．，KwonT．W．，WattB．N．．Oxidativechangesincuredanduncuredfrozencookedpork[J]．AgricFoodChem，1964，(12)：105～102亞硝酸鹽對人體的危害由于在肉制品加工中，適當?shù)募尤雭喯跛猁}能起到良好的發(fā)色和抑菌作用，因而許多國家都允許將其作為發(fā)色劑、抑菌劑、抗氧化劑等加入到肉制品中。但是如果使用不當，如加入量過多，攪拌不均勻或者加工工藝不合理等等都可能會導致殘留量過高，人食用后會引起中毒。人體中毒量為O．3—0．59，致死量為39。FAO／WH0(1985)規(guī)定，ADI值為O～5mg／kg(以亞硝酸納計的亞硝酸鹽總量)。亞硝酸鹽進入血液后，可把正常血紅蛋白(Fe2+)變成高鐵血紅蛋白(Fe3+)。高鐵血紅蛋白失去載氧能力，從而導致組織缺氧，對人體造成危害，產(chǎn)生頭暈、嘔吐、全身乏力、心悸、皮膚發(fā)紫、嚴重時呼吸困難、血壓下降甚至昏迷、抽搐而衰竭死亡。亞硝酸鹽在酸性條件下會分解生成亞硝酸，亞硝酸很不穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生亞硝基。而亞硝基能夠與人體蛋閂質代謝產(chǎn)物仲胺類化合物結合生成亞硝胺。研究表明，亞硝胺對人體具有致突變、致畸、致癌作用。人體胃液的pH值低，適合亞硝胺類物質的生成，所以亞硝酸鹽的攝入量不容忽視。另外，大量文獻顯示，經(jīng)常攝入亞硝酸鹽還有致癌作用。亞硝酸鹽在酸性條件下會分解生成亞硝酸，亞硝酸很不穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生亞硝基。而亞硝基能夠與人體蛋白質代謝產(chǎn)物仲胺類化合物結合生成亞硝胺。研究表明，亞硝胺是一種極強的致癌物質。據(jù)動物實驗，一次多量或長期攝入都可引起癌癥，特別是胃癌。因為亞硝胺類物質合成需要在酸性條件下，而胃中含酸較多環(huán)境條件適中。目前還沒有發(fā)現(xiàn)能耐受亞硝胺而不致癌的動物。亞硝胺在體內(nèi)微粒體羥化酶作用下，經(jīng)過一系列代謝，形成終致癌物，促使自由甲基(CH，·)將核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的鳥嘌呤O?；騉，位甲基化，使細胞產(chǎn)生突變、癌變b1。因此，國際上對添加亞硝酸的問題十分重視，在沒有理想的替代品之前，應把量控制在最低范圍內(nèi)。3亞硝酸鹽替代品研究進展亞硝酸鹽存肉制品加工中作朋雖然很多，但是其對人體危害之大使肉制品實現(xiàn)低硝化或無硝化已經(jīng)迫在眉睫。但是肉制品無硝化加T系統(tǒng)的成本較使用亞硝酸鹽要高，目前還很難實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。另外，人們獲取的亞硝酸鹽的途徑較多，相對而言，談及肉制品無硝化為時過早。因此，在肉制品加工中，提倡低硝化，生產(chǎn)低硝肉制品。隨著人們膳食水平的提高，腌制肉類已成為人們每日膳食中不可缺少的部分。只有尋找亞硝酸鹽替代品，降低亞硝酸鹽的使用量，減少其在肉制品中的殘留量，才能保證人們的健康。目前，人們尋求使用的亞硝酸鹽替代品有兩類：一類是部分或完全替代亞硝酸鹽的添加劑，這種物質應該由發(fā)色劑、抗氧化劑、螯合劑和抑菌劑混合組成；另一類是在常規(guī)亞硝酸鹽濃度下能夠阻斷亞硝胺形成的添加劑。迄今為止，還沒有找到一種物質能夠完全替代亞硝酸鹽，而是采用相當于亞硝酸鹽的某一作用的一種或幾種物質組成的腌制劑替代亞硝酸鹽的全部作用。如今亞硝酸鹽替代品腌制系統(tǒng)主要有紅曲米色素，抗壞血酸一葡萄糖系統(tǒng)，乳酸鏈球菌素，麥芽酚一有機鐵鹽系統(tǒng)等。3．1發(fā)色劑替代物在有亞硝酸鹽的肉制品的發(fā)色過程中，亞硝酸被還原生成NO，從而使肉制品變成誘人的鮮紅色?，F(xiàn)在一般直接添加到肉制品中代替亞硝酸鹽使用的色素有紅曲色素、甜菜紅、熟制腌肉色素(血紅素，CCMP)等。王柏琴等(1996)采用1600mg／kg的紅曲米色素和2000mg／kg的山梨酸鉀作為亞硝酸鹽的替代品制作香腸，以150mg／kg的亞硝酸鈉制作的香腸作為對照組，色澤、口感等指標無顯著性差異，而常溫下的貨架期卻由3個月延長到6個月王柏琴，楊潔彬，劉克．紅曲色素、乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀對乳酸菌株的影響L『】．食品與發(fā)酵工業(yè)，1996(2)：5—9．王柏琴，楊潔彬，劉克．紅曲色素、乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀對乳酸菌株的影響L『】．食品與發(fā)酵工業(yè)，1996(2)：5—9．3．2抗氧化替代物亞硝酸鹽雖然有抗氧化作用，但是它并不是唯一的抗氧化劑?？寡趸瘎┓譃橛腿苄钥寡趸瘎┖退苄钥寡趸瘎﹥纱箢悺Ｓ腿苄钥寡趸瘎┠茉谟椭蚝镜氖称分芯鶆虻胤植?，發(fā)揮其作用，包括乙基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)，沒食子酸丙酯(PG)、生育酚(VE)混合濃縮物等，水溶性主要有L一抗壞血酸及其鈉鹽、異抗壞血酸及其鈉鹽、茶多酚、異黃酮類、迷迭香抽提物等。有人在腌肉中使用30ppm的BHA和TBGQ，4℃條件下觀察了5周，發(fā)現(xiàn)基本上阻止了肉中脂肪氧化鄭立紅，任發(fā)政，劉紹軍等．低硝臘肉天然著色荊的篩選．農(nóng)業(yè)工程學報，2006，22(8)：270一272．。薛麗等研究發(fā)現(xiàn)，在亞硝酸鈉添加量相同條件下．添加0．05％Vc可以明顯降低香腸中亞硝酸鈉殘留量。成品中亞硝酸鈉殘留量可以降低86．78％】薛麗，藍紅英．vc對降低香腸亞硝酸鹽的殘留量的研究．食品科技，2006，(6)：65—鄭立紅，任發(fā)政，劉紹軍等．低硝臘肉天然著色荊的篩選．農(nóng)業(yè)工程學報，2006，22(8)：270一272．】薛麗，藍紅英．vc對降低香腸亞硝酸鹽的殘留量的研究．食品科技，2006，(6)：65—67．3．3乳酸鏈球菌素乳酸鏈球菌素對大多數(shù)革蘭氏陽性菌和肉毒梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌等致病菌具有抑制和殺滅作用。Rayman等人采用乳酸鏈球菌素替代亞硝酸鹽的試驗結果表明，75rag／kg的乳酸鏈球菌素能夠抑制PA3679孢子的萌發(fā)。Aplin&Ba~etLtd．TheuseofNisaplininthepreservationofcannedfoods，19983．4麥芽酚一有機鐵鹽系統(tǒng)麥芽酚和乙基麥芽酚是一種廣譜香味增香劑，是安全可靠的食品添加劑，具有甜的、蜜餞樣的水果香氣和焦糖香味。在酸性條件下，增香效果較好，隨著pH值的增加，香味逐漸減弱。麥芽酚和氨基酸反應后，能增加肉品的香味。最近發(fā)現(xiàn)在肉品加工中，不用亞硝酸鹽，而是在其中的某個工序中加入麥芽酚，酌情配合使用鐵鹽，會呈現(xiàn)與使用亞硝酸鹽相同的色澤。其基本原理是麥芽酚與肉中的肌紅蛋白中的鐵原子絡合，可防止肌紅蛋白降解，變成無鐵卟啉s－球蛋白絡合物，該絡合物易分解成一個帶淺綠色的卟啉。因此，在肉中加入麥芽酚(或乙基麥芽酚)，可防止此降解的發(fā)生，并可配合使用二價鐵鹽。配合使用的鐵鹽可以是葡萄糖酸鐵、檸檬酸鐵等有機鐵鹽，既達到發(fā)色的目的又增加了微量元素的含量。朱秋勁、羅愛平王德源,楚杰等.動物血液資源的開發(fā)和利用[J].山東飼料,2003,11:27.等以牛肉為材料，采用乙基麥芽酚、EDTA、檸檬酸、紅曲色素為無硝腌制劑，通過正交試驗研究了其最佳配比，結果表明，在色度、新鮮度均能達到與使用亞硝酸鈉常用量腌制的樣品的指標，亞硝酸殘留量明顯低于使用亞硝酸鈉腌制的樣品。王德源,楚杰等.動物血液資源的開發(fā)和利用[J].山東飼料,2003,11:27.3．5紅曲米色素宋志強于見亮肉制品中亞硝酸鹽替代品的研究進展宋志強于見亮肉制品中亞硝酸鹽替代品的研究進展紅曲作為一種微生物發(fā)酵產(chǎn)品,在中國已有數(shù)千年的歷史,被廣泛應用于食品著色、食品發(fā)酵及中醫(yī)藥中。紅曲色素是一種天然色素,是紅曲霉的次級代謝產(chǎn)物。紅曲色素具有對pH值穩(wěn)定、耐光熱、不易被氧化還原、對蛋白質著染性好的特點。同時紅曲色素安全性已被公認,食用紅曲色素安全無毒,是值得大力推廣的食用天然著色劑。紅曲添加到肉制品中,可以部分代替肉制品的發(fā)色劑-亞硝酸鹽。德國肉類研究中心對此進行研究和探討,結果表明,在腌制類產(chǎn)品中添加紅曲色素后,完全可將亞硝酸鹽減少60%,而其感官特性和可貯性不受影響。如果再進一步降低亞硝酸鹽用量,則產(chǎn)品風味略有別于原產(chǎn)品。添加紅曲色素,并減少60%的亞硝酸鹽用量的產(chǎn)品,不僅色澤均勻,其顏色穩(wěn)定性也優(yōu)于原產(chǎn)品。研究人員證實了以1600mg/kg紅曲色素為著色劑制作的發(fā)酵香腸,其顏色接近以150mg/kgNaNO2為發(fā)色劑制作的發(fā)酵香腸。重要還在于亞硝酸鹽的大幅度減少,可使產(chǎn)品中亞硝酸鹽殘留導致的亞硝胺類致癌物出現(xiàn)概率大大下降,對健康意識較強的消費者來說,添加紅曲色素更具有吸引力。3．6抗壞血酸一葡萄糖系統(tǒng)抗壞血酸及其衍生物抗壞血酸鈉是一種水溶性維生素，它能促使亞硝酸鹽還原成一氧化氮,并創(chuàng)造厭氧條件，加速MbNO和HbNO的形成,完成肉品發(fā)色作用;能阻礙亞硝基與仲胺的結合，防止亞硝胺的產(chǎn)生，故有一定的解毒作用;能防止NO再被氧化成NO