亞硝酸鹽在肉制品中的應用及其替代品的研究

蔣書歌++侯宇豪++唐祎依

在肉制品生產(chǎn)過程中，發(fā)色劑和防腐劑的使用是必不可少的，能有效的防止肉類腐敗、變色、褪色等問題的出現(xiàn)，確保肉制品良好的品質(zhì)、色澤及口感，而添加劑亞硝酸鹽的運用，在肉制品加工中起著舉足輕重的作用，正因為亞硝酸鹽的存在，肉制品在確保色感新鮮紅嫩的同時，還能起到抗菌效果，顯著抑制了以肉毒梭菌為首的不同菌種的生長。 然而， 通過生物化學反應，亞硝酸鹽能形成致癌物質(zhì)亞硝胺 ， 亞硝胺極易造成中毒與癌癥的產(chǎn)生，當亞硝酸鹽使用不合理時，更是增加了癌癥的風險。亞硝酸鹽的危害引起了人們的重視，尋找它的有效替代物也成了一項亟不可待的任務。筆者從亞硝酸鹽在肉制品中的作用、危害及其替代品現(xiàn)狀等方面進行了綜述，并對其應用前景進行了初步探索。

亞硝酸鹽在肉制品加工中的作用

發(fā)色。肉制品的色澤能最直觀的反映其安全性與營養(yǎng)價值，亞硝酸鹽作為肉制品中重要的發(fā)色劑，能保證肉類鮮艷明麗的色感。當供氧不足時，肌肉中的血紅蛋白（Hb）、肌紅蛋白（Mb）能代謝形成高鐵肌紅蛋白（MetMb）、高鐵血紅蛋白（MetHb），使肉失去鮮紅的顏色，成為略帶紫色的淺灰色，而此時肌肉的p H值將會處于5. 5～6. 4 ，呈酸性狀態(tài)。此時，肌肉中添加的亞硝酸鹽會不斷分解，形成亞硝基（NO）。肌肉中的色素蛋白能與亞硝基反應，形成鮮艷的亞硝基肌紅蛋白（NO-Mb ） 和亞硝基血紅蛋白（NO-Hb ） ，在之后的加熱工序中又會形成穩(wěn)定的粉紅色。當亞硝酸鹽加入不足時，反應不能持續(xù)進行，從而影響發(fā)色效果。

抑菌。亞硝酸鹽是肉制品中良好的抑菌劑，它對多種致病菌的生長繁殖起抑制作用，其中以厭氧菌肉毒梭狀芽孢桿菌尤為明顯。至今為止，還不能完全得知亞硝酸鹽的抑菌機理，有研究發(fā)現(xiàn)，酸性情況下，蛋白質(zhì)能與亞硝基反應形成一種鐵的復合物，這時ATP的濃度下降且丙酮酸的降解量急劇減小，細菌的生長也隨著環(huán)境的改變而受到抑制，且酸性條件下形成的亞硝酸，快速分解產(chǎn)生氧氣，能有效阻礙肉制品中厭氧的肉毒梭狀芽孢桿菌的繁殖和生長。另外，食鹽存在的情況下抑菌效果將會明顯增強。

抗氧化。脂質(zhì)很容易被氧化，由于肉制品中含有大量脂質(zhì)，當加工或保存不當時， 很容易受外界環(huán)境（如光、氧氣、溫度，微生物等）的影響，破壞肉制品中原有質(zhì)構，產(chǎn)生酸敗味，甚至生成過氧化脂質(zhì)等有毒有害物質(zhì)，這是肉制品腐敗變質(zhì)的重要原因。研究發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽能大幅度降低這種氧化作用，在肌肉中加入150mg/kg后，通過測定TBA值， 發(fā)現(xiàn)不到5周幾乎完全中斷了油脂的的氧化過程。因此，亞硝酸鹽能高效的抑制肉制品中脂質(zhì)的氧化，減少油脂酸敗產(chǎn)生的哈喇味，在一定程度上確保了食品的優(yōu)良風味與品質(zhì)。

增強風味。亞硝酸鹽能在一定程度上改善腌肉的風味，亞硝酸鹽能促進Nacl的滲透過程，由于體系離子狀態(tài)的改變，蛋白質(zhì)從非溶解形態(tài)轉化為溶解形態(tài)，這種變化能提高肉制品的黏著性和保水性，使肉形成獨特的腌漬風味。不僅如此，亞硝酸鹽還具有抗氧化的能力，能有效抑制脂肪氧化，提高其穩(wěn)定性，保證了肉制品基本的香味和滋味。因此，添加亞硝酸鹽后，肉制品口感更佳，廣受消費者的喜愛。

亞硝酸鹽的毒性及對人體的危害

作為肉制品中常見的發(fā)色劑和防腐劑，亞硝酸鹽能給人視覺的美感和味覺上的口感，然而殘留量過大極易引起中毒。中毒可分為急性中毒和慢性中毒。

急性中毒。急性中毒是指過量攝入亞硝酸鹽或加工不合理所導致亞硝酸鹽的殘存，引起的人體中毒或短時間死亡。研究顯示，低至0.3～0.5g 的亞硝酸鹽攝入量就可引起中毒，1.0～3.0g即可致死。正是由于亞硝酸鹽的毒性和產(chǎn)物亞硝胺的致癌性，積極尋找其安全高效替代品的任務迫在眉睫。

慢性中毒。慢性中毒是指亞硝酸鹽長期在人體積累引起癌癥的中毒。頻繁的攝入亞硝酸鹽含量高的食物極易誘發(fā)癌癥，尤其是消化系統(tǒng)的癌變。當食物中的亞硝酸鹽與胺類或酰胺類物質(zhì)同時存在時，就會形成強致癌性物質(zhì) N-亞硝胺。導致亞硝酸鹽殘留量的因素很多，不僅僅由添加量決定，溫度、時間、原料肉的品質(zhì)及新鮮程度等都會影響成品中亞硝酸鹽的殘留量，這些因素使得人們很難把握亞硝酸鹽的最適添加量，隨著科技的不斷進步，激起了人們對亞硝酸鹽替代品研發(fā)的信心和決心。

肉制品中亞硝酸鹽替代品的研究

現(xiàn)如今，腌肉制品已成為人們餐飲中必不可少的組分。亞硝酸鹽的作用之大使其廣泛運用于肉制品加工，然而亞硝酸鹽對人體的危害也極大，能造成中毒，引發(fā)癌癥，嚴重影響人體健康。找到一種亞硝酸鹽的替代物迫在眉睫，迄今為止，人們還沒有找到一種能完全取代亞硝酸鹽的物質(zhì)，只是發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)加入后，能替代亞硝酸鹽的部分作用，或者削減亞硝酸鹽的添加量以減小亞硝胺的形成，通過大量實驗和數(shù)據(jù)表明 ，可在肉制品中直接加入添加劑來替代亞硝酸鹽的作用，或者使用添加物間接阻斷亞硝胺的形成，從而減少成品中的致癌物。以下對此進行著重分析。

發(fā)色作用替代物。當肉制品中添加亞硝酸鹽后，肉系發(fā)生一系列生物化學反應，呈現(xiàn)鮮艷的紅色，起到發(fā)色效果。常見的亞硝酸鹽替代色素有甜菜紅、紅曲色素、熟制腌肉色素等。實驗對照顯示，加入甜菜紅32mg/kg的樣品，與加入50mg/kg亞硝酸鹽的樣品有相似的色澤，但還需添加適量茶抽汁和抗壞血酸以增加甜菜紅的熱穩(wěn)定性。采用對照實驗，用1600mg/kg的紅曲米色素和2000mg/kg的山梨酸鉀的混合物來取代150mg/kg的亞硝酸鈉的發(fā)色作用，發(fā)現(xiàn)二者制作出來的香腸，很難在感官評價過程中找到顯著差異， 常溫下還能延長成品的貨架期。研究表明[9]，在低溫條件下使用CCMP并采用中等劑量的γ- 射線輻照，可達抑菌的效果，同時，色澤與風味與添加156mg/kg的亞硝酸鹽腌制肉相同。微膠囊技術不僅能延長色素的貯藏期，更能實現(xiàn)低硝化，以碳水化合物作為壁材的微膠囊色素能存放一年或更久的時間，以100mg/kg的微膠囊色素作為發(fā)色劑加入肉中，可測得成品的亞硝酸鹽殘留量只有1.75mg/kg。亞硝酸鹽發(fā)色作用替代品能減少亞硝酸鹽的使用，推動食品安全事業(yè)的發(fā)展。endprint

抗菌作用替代物。抗菌劑能抑制肉制品中雜菌的生長，尤其是對肉毒梭菌有明顯的致死作用。現(xiàn)如今常見的抗菌劑包括山梨酸及其鉀鹽、乳酸及其納鹽、乳酸鏈球菌素（Nisin）、延胡索酸酯、次磷酸鹽、多聚磷酸鹽、乙二胺四乙酸（EDTA）等；一些天然物質(zhì)同樣具有抗菌效果，包括茶多酚、細菌素、香辛料提取物等。這其中運用最為廣泛的抗菌作用替代物是山梨酸鉀，它具有安全、高效、價格低等優(yōu)點。研究發(fā)現(xiàn)，2600mg/kg山梨酸鉀和40mg/kg的亞硝酸鹽同時作用于原料肉，成品的感官質(zhì)量與直接添加120mg/kg亞硝酸鹽并無顯著差異，在實現(xiàn)了低硝化的同時，還能有效抑制肉毒梭菌的生長繁殖及其外毒素（肉毒毒素）的產(chǎn)生。不少香辛料提取物都有一定的殺菌作用，如丁香油、蒜辣素、肉豆蔻揮發(fā)油等，這些天然的物質(zhì)健康且價廉。亞硝酸鹽抗菌作用的替代品在一定程度上代替了亞硝酸鹽的部分作用，確保肉制品具有安全的保質(zhì)期。

抗氧化作用替代物。亞硝酸鹽是肉制品中優(yōu)良的抗氧化劑，能在一定程度上阻止油脂酸敗，但是具有抗氧化能力的物質(zhì)還有很多種，很多天然組分、合成物質(zhì)或混合物都具有抗氧化性。4℃的條件下實驗5周發(fā)現(xiàn)，在腌肉中添加30ppmTBGQ與等量的BHA，成品中的脂質(zhì)氧化幾乎完全停止。二氫楊梅素是一種天然物質(zhì)，能螯合金屬離子，降低金屬離子催化脂質(zhì)氧化的作用，從而達到抗氧化的效果。另一種天然成分Vc，廣泛存在于水果蔬菜中，它的強還原性不但能確保肉制品的品質(zhì)與色澤，還能減少致癌物亞硝胺的產(chǎn)生。實驗數(shù)據(jù)顯示，制作香腸時，只需0.05%Vc的添加量，亞硝酸鹽鹽殘留量即可減少86.78%。亞硝酸鹽抗氧化作用替代品能有效防止油脂氧化，保證肉制品安全鮮美。

亞硝胺抑制物研究。亞硝酸鹽與蛋白質(zhì)作用后能形成亞硝胺，亞硝胺很容易導致癌癥的發(fā)生。因此，減少亞硝酸鹽毒性的一種途徑就是在原料肉中添加亞硝胺阻斷劑。許多物質(zhì)如α-生育酚、Vc、蒜汁等對抑制亞硝胺的形成都具有一定效果。研究表明，同時添加對人體安全無害的Vc和生育酚各500mg/kg，顯著降低了肉制品中亞硝胺的形成，同時，亞硝酸鹽的抗菌性能也幾乎不會受到干擾。某些安全健康食品，如生姜、大蒜也能抑制亞硝胺的合成。實驗發(fā)現(xiàn)，將生姜和大蒜制汁后運用于香腸，能有效降低亞硝胺的產(chǎn)生，抑制程度高至98%，且風味更佳。亞硝胺阻斷劑能間接降低亞硝酸鹽的危害，達到食品安全無毒的效果。

小結與展望

亞硝酸鹽作為肉制品中常見的添加劑，在肉制品加工中起到重要作用，然而其危害之大，應該高度引起人們重視，實現(xiàn)低硝化或者無硝化亟不可待。雖然亞硝酸鹽的替代物種類繁多，但效果始終不及亞硝酸鹽，且有的成本較高。筆者認為開發(fā)一種新型的亞硝酸鹽替代物是十分必要的，若能運用生活中常見食材，研發(fā)出一種多組分體系達到和亞硝酸鹽同樣的作用效果，則可大量運用于實際生產(chǎn)中。同時，若能在減少亞硝酸鹽的前提下，提高肉制品中含量較少的營養(yǎng)組分，比如引進膳食纖維或某些微量元素，進行復配研究，也為功能性食品的研發(fā)開辟道路，確保肉制品更加營養(yǎng)健康，有待成為肉制品工業(yè)的不錯發(fā)展途徑。隨著科技的發(fā)展，相信在不久的將來，一定可以研制出安全有效的亞硝酸鹽替代物，讓肉制品在鮮嫩美味的同時，極富營養(yǎng)價值。endprint