食品添加劑在肉及肉制品中的應(yīng)用

◎ 隋園園，趙 敏，孟祥飛

（1.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟南 250000；2. 中國人民銀行平原縣支行，山東 平原 253100）

食品工業(yè)從1995年起已經(jīng)發(fā)展成為我國第一大產(chǎn)業(yè)，而食品添加劑是推動食品工業(yè)發(fā)展的一個重要因素，有人說“沒有食品添加劑就沒有現(xiàn)代食品工業(yè)”，可見食品添加劑在食品工業(yè)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。我國是肉及肉制品生產(chǎn)和消費的大國，本文從防腐保鮮、色澤和質(zhì)構(gòu)等三個方面介紹食品添加劑在肉及肉制品中的應(yīng)用。

1 用于肉及肉制品防腐保鮮的食品添加劑

肉及肉制品中蛋白質(zhì)、脂類含量高，在加工、運輸、貯藏及銷售過程中，容易因為微生物浸染、發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致腐敗變質(zhì)，失去其食用價值。通過添加抗氧化劑和防腐劑對肉及肉制品進行防腐保鮮，是一種經(jīng)濟、有效且便捷的方法。

1.1 抗氧化劑

肉及肉制品中含有高濃度可氧化的脂質(zhì)、金屬離子、血紅素以及氧化酶，因此對氧化非常敏感。脂類和蛋白質(zhì)的氧化是引起肉及肉制品品質(zhì)劣變的主要機制之一。脂類的部分氧化產(chǎn)物會誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的氧化。一般情況下，肌紅蛋白與脂肪的氧化同時發(fā)生，而且兩者可以相互加速各自的氧化進程，引起肉及肉制品色澤的改變，并產(chǎn)生酸敗等不良風(fēng)味。蛋白質(zhì)氧化導(dǎo)致氨基酸被氧化修飾、肽鏈斷裂、蛋白質(zhì)分子之間交聯(lián)，蛋白質(zhì)變性，這使得肉及肉制品營養(yǎng)價值下降，蛋白質(zhì)的功能性如凝膠性、乳化性和持水能力發(fā)生顯著變化，口感劣化[1-2]。

我國允許在肉制品中使用的人工合成的抗氧化劑包括丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）、沒食子酸丙酯（PG）及特丁基對苯二酚（TBHQ），它們只允許添加于腌臘肉制品類，且最大使用量均不能超過0.2 g/kg（沒食子酸丙酯的最大使用量為0.1 g/kg）。化學(xué)合成抗氧化劑的安全性受到質(zhì)疑，美國和歐洲各國等已禁止使用合成抗氧化劑[3]。天然抗氧化劑包括茶多酚、甘草抗氧化物、迷迭香提取物、植酸、植酸鈉和竹葉抗氧化物，它們安全性高，而且許多品種具有一定的保健功能，應(yīng)用范圍相對較廣，不但可以應(yīng)用于預(yù)制肉制品中，還可以應(yīng)用在一些熟肉制品中。這些天然來源的抗氧化劑，除了植酸和植酸鈉外，它們的有效成分均是一些多酚化合物。

抗氧化劑的作用機理比較復(fù)雜，酚類抗氧化劑可以提供質(zhì)子氫，將自由基轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的分子，從而阻斷氧化的自由基連鎖反應(yīng)，防止食品氧化變質(zhì)；植酸、植酸鈉通過螯合金屬離子，降低金屬離子對氧化反應(yīng)的催化活性。

目前，由于人工合成抗氧化劑的潛在危害，大部分的研究集中在應(yīng)用天然抗氧化劑來抑制肉中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化。談文詩等[4]研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香提取物、竹葉抗氧化物和殼聚糖降解產(chǎn)物可以較好地延緩冷藏時雞肉肌原纖維的氧化。由于茶多酚分子結(jié)構(gòu)中含有多個親水性羥基，油溶性差，影響它在肉及肉制品中的抗氧化效果，申雷[5]采用硬脂酰氯對茶多酚改性，極大地提高了其在油脂中的溶解性，且經(jīng)改性茶多酚-殼聚糖聯(lián)合涂膜處理可有效抑制中式培根脂質(zhì)的氧化。趙穎等[6]指出植酸鈉、茶多酚單獨使用時在提高低溫肉制品保存期方面的效果并不明顯，將D-異抗壞血酸、植酸鈉、茶多酚和EDTA復(fù)配使用后可有效延緩低溫肉制品中脂肪的氧化。林俊虹[7]通過研究發(fā)現(xiàn)兩種添加抗氧化劑方式——鹵制中加入和鹵制后加入，后者的抗氧化效果要優(yōu)于前者。

1.2 防腐劑

防腐劑在食品中的應(yīng)用越來越普遍，即使在冷藏設(shè)備十分普及的歐美國家，近些年防腐劑的用量仍以每年3%的平均速度增長[8]。按其組成和來源可以分為化學(xué)防腐劑和生物防腐劑，見表1。

表1 我國允許在肉及肉制品中使用的防腐劑使用標(biāo)準(zhǔn)表

由于化學(xué)防腐劑成本低，人們習(xí)慣應(yīng)用化學(xué)防腐劑來抑制微生物生長繁殖，但是化學(xué)合成防腐劑存在一些缺點，如山梨酸及其鉀鹽在酸性介質(zhì)中才能充分發(fā)揮防腐作用，且其在安全性方面不如天然防腐劑，所以現(xiàn)在研究的熱點是開發(fā)天然、抑菌效果好、使用方便、價格低廉的天然防腐劑。有些微生物菌株在生長代謝過程中會分泌抑菌物質(zhì)，這些物質(zhì)可以作為良好的天然防腐劑[9]。

乳酸鏈球菌素是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽類物質(zhì)，對蛋白水解酶敏感，因此食用后在消化道中很快被消化成氨基酸，且不改變腸道中的正常菌群，不會引起其他常用抗生素容易出現(xiàn)的抗藥性，安全性很高。但是，它的抑菌譜較窄，對革蘭氏陽性菌有強烈的抑制作用，對陰性菌、酵母菌和霉菌沒有作用。納他霉素是一種多烯烴大環(huán)內(nèi)酯類抗真菌劑，對幾乎所有的霉菌和酵母菌都有作用，抑菌作用比山梨酸強50倍左右，但對細(xì)菌和病毒無效。納他霉素難溶于水和油脂，因此很難被消化吸收，口服對哺乳動物的毒性極低。ε-聚賴氨酸及其鹽酸鹽不但可以抑制革蘭氏陽性菌及真菌，對部分革蘭氏陰性菌也有很強的抑制作用，具有廣譜抑菌性。其在腸道內(nèi)可分解為賴氨酸，對人體無毒無害，是一種新型的營養(yǎng)型天然食品防腐劑[9-11]。在這幾種防腐劑中，ε-聚賴氨酸鹽酸鹽應(yīng)用范圍最廣，可以應(yīng)用于所有種類的肉及肉制品中。

楊曉韜等[12]研究指出山梨酸鉀、雙乙酸鈉、單辛酸甘油酯、乙二胺四乙酸二鈉以及乳酸鏈球菌素、殼聚糖、ε-聚賴氨酸等7種食品添加劑對12株肉制品腐敗菌都有一定的抑制效果，而對大多數(shù)供試菌，乳酸鏈球菌素、殼聚糖的抑菌效果要強于其他4種，且其最低抑菌質(zhì)量濃度遠遠小于山梨酸鉀，從而進一步證明了生物防腐劑比化學(xué)防腐劑更為有效。因為乳酸鏈球菌素與納他霉素的抗菌譜互補，所以李清秀等[13]將其復(fù)配應(yīng)用于雞肉的保鮮，取得了較好的效果。鄭俏然等[14]比較了乳酸鏈球菌素、納他霉素和及ε-聚賴氨酸這3種防腐劑對調(diào)理豬肉的保鮮效果，得出乳酸鏈球菌素的保鮮效果較好，納他霉素次之，而ε-聚賴氨酸的作用較弱。而對于牛肉的保鮮，同樣是乳酸鏈球菌素的效果優(yōu)于納他霉素[15]。因不同的防腐劑抑菌機理不同，作用的對象也不同，將幾種防腐劑復(fù)配使用，可以擴大抑菌范圍，增強抑菌效果，同時可以降低防腐劑的使用量，因此通常將幾種防腐劑復(fù)配使用。

2 用于改善肉及肉制品色澤的食品添加劑

色澤是肉及肉制品重要的感官性狀，也是消費者判斷肉及肉制品好壞的一個直觀指標(biāo)。肉的紅色主要是由肌紅蛋白（Mb）和血紅蛋白（Hb）呈現(xiàn)的。由于動物屠宰時血液被放出，因此肌紅蛋白是表現(xiàn)肉顏色的主要成分。而肌紅蛋白在加工、保藏的過程中不穩(wěn)定，使肉從鮮紅色變成暗紅色甚至棕褐色，影響其感官品質(zhì)，為了改善肉及肉制品的色澤，通常加入食品著色劑和護色劑。

2.1 著色劑

著色劑按來源和性質(zhì)分為食品合成著色劑和食品天然著色劑。由于合成著色劑的安全性問題，我國對其在品種、質(zhì)量、用途和用量上有嚴(yán)格的限制。目前，在肉及肉制品中允許使用的合成著色劑只有赤蘚紅、胭脂紅和誘惑紅以及它們各自的鋁色淀3類。相較于天然著色劑，合成著色劑具有著色力強、色澤鮮艷、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點[9]。在肉及肉制品中允許使用的天然著色劑種類較多，包括紅花黃、紅曲黃色素、紅曲米和紅曲紅、β-胡蘿卜素、花生衣紅、焦糖色（普通法）、辣椒橙、辣椒紅、胭脂蟲紅、胭脂樹橙及梔子黃。天然著色劑不僅安全性高，而且某些種類還有一定的生理功能，如β-胡蘿卜素作為維生素A原，在人體內(nèi)表現(xiàn)出維生素A的生理活性；紅花黃有降壓的作用；辣椒紅具有抗氧化的作用[10]。

2.2 護色劑

不同于食品著色劑，護色劑本身不具有色澤，而是與肉及肉制品中的呈色物質(zhì)主要是肌紅蛋白作用，使之在加工保藏過程中不致被破壞，呈現(xiàn)良好色澤。護色劑包括硝酸鈉、硝酸鉀以及亞硝酸鈉、亞硝酸鉀，見表2。

表2 我國護色劑使用標(biāo)準(zhǔn)表

在對肉進行腌制處理時，硝酸鹽在細(xì)菌的作用下還原成亞硝酸鹽，肌紅蛋白與亞硝酸鹽的分解產(chǎn)物NO等發(fā)生反應(yīng)，生成亞硝基肌紅蛋白，它是未烹調(diào)腌肉中的最終產(chǎn)物，亞硝基肌紅蛋白遇熱后形成亞硝基血色原，這是加熱腌肉的主要色素。在使用護色劑的同時，常加入L-抗壞血酸、L-抗壞血酸鈉等還原性物質(zhì)作為護色助劑，來防止肌紅蛋白氧化，同時可以將褐色的高鐵肌紅蛋白還原為紅色的肌紅蛋白[16]。

硝酸鹽、亞硝酸鹽除了可以改善肉制品色澤外，還具有以下作用：①抑菌作用，特別是抑制肉毒梭狀芽孢桿菌的增殖。②抑制脂肪氧化，延緩腌肉酸敗。③形成腌肉風(fēng)味。有研究者認(rèn)為，如果腌制過程中不加硝酸鹽、亞硝酸鹽，腌制品僅帶咸味而已。

顯然，硝酸鹽、亞硝酸鹽對于腌肉制品的風(fēng)味、色澤、微生物安全性、保藏性非常重要。但是，其本身存在一定的安全性問題：硝酸鹽、亞硝酸鹽在胃中與仲胺或叔胺反應(yīng)形成亞硝胺，許多種亞硝胺具有強烈的致癌性；此外，一次大量攝入亞硝酸鹽后，亞硝酸鹽可與血液中血紅蛋白反應(yīng)生成高鐵血紅蛋白，使其失去攜氧功能，嚴(yán)重時可窒息而死。亞硝酸鈉是食品添加劑中毒性最大的物質(zhì)。因此，研究者一直致力于研發(fā)低硝或無硝的肉制品，但迄今還沒有找到硝酸鹽、亞硝酸鹽理想的替代物。我國對硝酸鹽、亞硝酸鹽的使用量、使用范圍和殘留量有嚴(yán)格的限制。

3 用于改善肉及肉制品質(zhì)構(gòu)的食品添加劑

質(zhì)構(gòu)是肉制品一項重要的感官品質(zhì)。在瘦肉中，主要存在三種蛋白質(zhì)：肌原纖維蛋白、肌漿蛋白和肌質(zhì)蛋白，其中肌原纖維蛋白又稱為鹽溶性蛋白質(zhì)，在加熱及冷卻后能形成三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，這種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將水分和脂肪截留，使水分和脂肪處于相對比較穩(wěn)定的狀態(tài)，從而影響了產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性以及保水性和出品率。肌肉蛋白質(zhì)熱誘導(dǎo)凝膠特性一直是肉制品加工領(lǐng)域的研究熱點[17-18]。

3.1 增稠劑

增稠劑都是水溶性高分子，也稱水溶膠或食品膠。除明膠、酪蛋白酸鈉等的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)外，大多數(shù)增稠劑都是多糖類化合物。增稠劑在肉制品中的作用有以下幾個方面[19-21]：①提高保水性。一方面增稠劑本身是親水高分子，分子結(jié)構(gòu)中有許多可以與水以氫鍵或靜電相互作用結(jié)合的位點，使肉制品中的游離水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水；另一方面，增稠劑可以與肉中蛋白質(zhì)相互作用，有助于形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過物理作用截留大量的水。凝膠結(jié)構(gòu)形成的過程中，在蛋白質(zhì)聚集之前，親水膠體可能會促進肌球蛋白和肌動蛋白鏈的展開，有助于形成良好的凝膠結(jié)構(gòu)，使肉制品的保水能力得到提高。肉制品保水性的提高意味著出品率提高，同時使得肉制品有彈性且柔嫩多汁。②乳化作用。一方面，增稠劑溶于水后可以使體系黏度增加，從而使分散的脂肪顆粒不容易聚集；另一方面，增稠劑通過改善鹽溶性蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的流變特性，有助于脂肪球顆粒鑲嵌在蛋白凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中；此外，很多增稠劑具有表面活性，可以覆蓋在脂肪顆粒表面形成膜層，從而提高乳化體系的穩(wěn)定性，且親水膠體和非肉蛋白具有協(xié)同增效作用。③改善淀粉糊化和老化特性。淀粉作為配料經(jīng)常添加到肉制品中，而淀粉非常容易發(fā)生老化現(xiàn)象，導(dǎo)致肉制品發(fā)硬，口感變劣。親水性大分子可與淀粉競爭水分子、干擾淀粉分子平行靠攏，從而可以抑制淀粉的老化。④風(fēng)味結(jié)合功能。碳水化合物是一類很好的風(fēng)味固定劑，能有效地保留揮發(fā)性風(fēng)味成分。例如，β-環(huán)狀糊精可以將非極性的風(fēng)味成分包埋，降低其揮發(fā)性，使食品的香味持久。⑤提高保藏性。親水性大分子通過將部分游離水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水，從而降低水分活度，有利于產(chǎn)品的儲存；增稠劑可以在肉制品表面形成一層保護性薄膜，保護其不受氧氣、微生物的作用。⑥改善肉制品的切片性，增加肉制品的彈性，賦予產(chǎn)品良好的口感。我國允許應(yīng)用在肉及肉制品中的增稠劑，見表3。

表3 我國允許應(yīng)用在肉及肉制品中的增稠劑分類表

3.2 水分保持劑

可以應(yīng)用在肉制品中的水分保持劑包括磷酸鹽類，如正磷酸鹽、焦磷酸鹽和多聚磷酸鹽等；非磷酸鹽類的水分保持劑有甘油、聚葡萄糖以及乳酸鈉（鉀）等。見表4。

表4 我國允許應(yīng)用在肉及肉制品中的水分保持劑使用標(biāo)準(zhǔn)表

磷酸鹽改善肉制品品質(zhì)的作用機理如下[22]：①螯合金屬離子。對金屬離子起到封閉作用，防止金屬離子對肉制品色澤、氧化作用的影響；此外，磷酸鹽與肌肉蛋白質(zhì)結(jié)合的金屬離子形成絡(luò)合物，使得蛋白質(zhì)的極性基團游離，由于極性基團之間的排斥力增大，蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膨脹，網(wǎng)眼增大，因而持水性提高。②調(diào)節(jié)pH。不同磷酸鹽的pH不同，通過調(diào)節(jié)肉制品的pH，使肉中蛋白質(zhì)偏離其等電點，從而提高蛋白質(zhì)的持水性。③增加肉的離子強度。離子強度會影響肌原纖維蛋白的溶解性。在工業(yè)生產(chǎn)中常用食鹽來提取鹽溶蛋白，磷酸鹽能增強食鹽的作用進而降低食鹽用量。④解離肌動球蛋白。肌球蛋白是形成凝膠必不可少的成分，而磷酸鹽可以將肌動球蛋白解離為肌球蛋白和肌動蛋白。不同的磷酸鹽作用機理不同，因此通常將幾種磷酸鹽復(fù)配使用。目前，肉制品中常用的磷酸鹽有三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉，王紀(jì)輝等[23]研究了這3種磷酸鹽對豬肉丸質(zhì)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著這3種磷酸鹽添加量的增加，肉丸的硬度和內(nèi)聚性逐漸減小。李龍祥等[24]研究發(fā)現(xiàn)隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增加，調(diào)理重組牛肉制品的黏結(jié)強度、pH值、出品率等指標(biāo)均升高，解凍損失降低，且復(fù)合磷酸鹽使得結(jié)合水和不易流動水與肌肉蛋白結(jié)合更緊密。雖然磷酸鹽具有增強肉制品保水性，提高肉的嫩度和出品率，有利于肉制品營養(yǎng)價值的保持等作用，但是過量添加會產(chǎn)生令人不愉快的金屬澀味，導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味惡化，組織粗糙，且肉制品pH太高會造成脂肪分解，色澤劣變。對于人類健康而言，短期內(nèi)大量攝入磷酸鹽可能會導(dǎo)致腹痛與腹瀉，長期過量攝入會導(dǎo)致機體的鈣磷比失衡。除了在加工過程中人為添加外，原料肉本身也含有一定量的磷酸鹽，但目前國家只對磷酸鹽在肉制品中的添加量作了嚴(yán)格的限制，而沒有對肉制品中的磷酸鹽殘留量作一定的限制[25]。

非磷酸鹽類的水分保持劑中，聚葡萄糖屬于一種功能性膳食纖維，具有酸熱穩(wěn)定性好，食用安全且具有一定的生理功能，如低血糖反應(yīng)和低胰島素需求、促進腸道益生菌增殖等[26]。王黎明等[27]研究發(fā)現(xiàn)聚葡萄糖可以提高豬肉的持水能力和感官品質(zhì)。

3.3 乳化劑

乳化劑是一類表面活性劑，分子中具有親水基團和疏水基團，分別處于分子的兩端。它能吸附在極性不同的兩相界面上，降低界面張力，使得多相體系中各組分相互融合，形成穩(wěn)定、均勻的體系。在肉制品中添加乳化劑，可以防止出水出油現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的嫩度，改善質(zhì)構(gòu)。

乳化劑按來源可分為天然的和人工合成的，如磷脂、酪蛋白酸鈉等屬于天然乳化劑，蔗糖脂肪酸酯、硬脂酰乳酸鈣屬于人工合成的乳化劑。乳化劑在肉及肉制品中的應(yīng)用有：①在重組肉制品的生產(chǎn)中作為黏結(jié)劑。尚祖萍[28]利用復(fù)合乳化黏結(jié)劑1.2%（酪蛋白酸鈉、大豆分離蛋白∶單硬脂酸甘油酯∶谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶=2∶4∶1）來生產(chǎn)重組牛肉，對牛肉分割過程中產(chǎn)生的碎肉進行組合，不僅提高了碎肉的利用率，而且在后期加熱、涮制過程中仍然能保持完整形狀、不松散。②保水作用。柳艷霞等[29]用玉米變性淀粉和蔗糖脂肪酸酯配制成保水劑，采用浸泡的方法處理冷卻肉，使其在鮮肉的表面形成一層淀粉膜，利用其對水的阻隔作用，降低了肌肉的貯存損失。③在肉糜類制品中防止脂肪離析。馬世民等[30]通過實驗證實單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、改性大豆磷脂和硬脂酰乳酸鈉這四種乳化劑均可提高中式香腸制品的保油率。④與淀粉的絡(luò)合作用。一些乳化劑分子結(jié)構(gòu)中含有線性的脂肪酸長鏈，可與直鏈淀粉形成絡(luò)合物，使直鏈淀粉難以結(jié)晶析出，因此乳化劑可以防止肉制品中淀粉的老化。⑤潤滑作用。乳化劑可以降低腸制品對包裝物的黏結(jié)力，有利于腸衣的剝離。

4 結(jié)語

食品添加劑對于肉及肉制品的防腐保鮮、改善色澤和質(zhì)構(gòu)、提高質(zhì)量和檔次等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。雖然由于人們對“違法添加的非食用物質(zhì)”與食品添加劑的認(rèn)知存在著誤區(qū)，擴大了食品添加劑所產(chǎn)生的負(fù)面作用，但是只要科學(xué)合理地按照國家有關(guān)法律法規(guī)使用食品添加劑便是有益無害的。食品生產(chǎn)者應(yīng)在達到預(yù)期工藝目的的前提下盡可能降低食品添加劑的使用量，同時重視開發(fā)天然、營養(yǎng)、功能性的食品添加劑，采用高新技術(shù)生產(chǎn)食品添加劑來提高食品添加劑本身的質(zhì)量，發(fā)揮食品添加劑的積極作用[10]。

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