徐梅,黃攀,陳從貴,徐寶才,李沛軍
(1.合肥工業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心,安徽 合肥 230009;2.合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,安徽 合肥 230009)
食鹽(氯化鈉)作為重要的防腐劑在肉制品加工中起多種關(guān)鍵作用,它不僅可以通過降低肉制品中的水分活度(water activity,AW)抑制其中有害微生物的生長[1];同時還具有提供咸味、增強風(fēng)味、提取肉中的肌原纖維蛋白并改善肉制品質(zhì)地等重要功能[2-3]。目前,我國人均食鹽的攝入量大大超過世界衛(wèi)生組織(world health organization,WHO)推薦攝入量,而加工肉制品是消費者攝入食鹽的重要來源[4-5]。研究證實,高鹽飲食會引起高血壓、冠心病等心血管疾病,而適度的減少食鹽攝入量可以使這些疾病的發(fā)病率顯著降低[6]。另一方面,降低肉制品中的食鹽含量勢必會引起其貯藏品質(zhì)的劣變。本文綜述了肉制品中的減鹽策略及減鹽對肉制品貯藏特性的影響,旨在為低鹽肉制品保鮮技術(shù)開發(fā)提供理論依據(jù)。
目前我國人均食鹽的攝入量是WHO 推薦攝入量的2.4 倍,其中約25%的食鹽是來自加工肉制品[6]。高鹽飲食已被證明與高血壓及冠心病等疾病有直接關(guān)系,因此亟需在加工肉制品中減少食鹽的添加量以滿足廣大消費者對健康的需求[7]。值得注意的是,我國政府已將減鹽作為中國健康發(fā)展計劃(健康中國2030)中的關(guān)鍵部分,中英減鹽行動(action on salt China,ASC)也制定了有效的國家間減鹽方案,以期實現(xiàn)世衛(wèi)組織提出的到2025年減少全球居民30%食鹽攝入量的目標[8]。
為了滿足消費者對低鹽食品日益增長的消費需求,國內(nèi)外學(xué)者針對肉制品減鹽策略進行了廣泛研究,主要策略包括改變食鹽的形態(tài)和分布、使用食鹽替代物和利用新型加工技術(shù)等。
肉制品減鹽策略見表1。
表1 肉制品減鹽策略Table 1 Salt reduction strategy in meat product
改食鹽形態(tài)更容易被消費者的味覺器官所感知,片狀食鹽因其具有較大的表面積而更易溶解的特性,因此改變食鹽的形態(tài)和分布是降低肉制品中食鹽添加量的策略之一,表1中列出了相關(guān)的研究進展。溶解速度快的片狀鹽已被廣泛商業(yè)應(yīng)用[4]。Mosca 等[9]研究表明,香腸中食鹽的分布不均會增強消費者對咸味的感知,消費者也會偏愛因食鹽分布不均而增強咸味感知的食品。
2.2.1 金屬鹽替代物
目前,使用食鹽替代物是降低肉制品中食鹽含量的最常見選擇。常見的金屬鹽替代物包括氯化鉀、氯化鈣和氯化鎂等[21]。使用替代鹽來降低肉制品的食鹽含量時,應(yīng)考慮不同的替代鹽對肉制品品質(zhì)的影響。氯化鉀是公認的最佳替代鹽,這是因為氯化鉀具有與氯化鈉相似的理化性質(zhì),且添加氯化鉀可以降低消費者患高血壓和心血管等疾病的風(fēng)險[22]。一些研究表明,使用氯化鉀會對肉制品的質(zhì)地、風(fēng)味、外觀以及保質(zhì)期等產(chǎn)生負面影響[8]。Ali?o 等[23]研究發(fā)現(xiàn),高氯化鉀替代比會引起肉制品顏色和質(zhì)地的劣變。與乳制品、蔬菜以及堅果等食品相比,肉制品中鈣含量較低。因此添加鈣鹽不僅可以達到減鹽的目的,同時還可以提高肉制品中鈣含量,有助于豐富肉制品營養(yǎng)。然而,使用鈣鹽(如氯化鈣)替代還需重點關(guān)注其對肉制品質(zhì)地和風(fēng)味的影響[24]。Horita 等[25]研究發(fā)現(xiàn),氯化鈣作為替代鹽會降低低脂意式肉腸的乳化穩(wěn)定性、蒸煮出品率、彈性和粘合性。鎂是人體必須的金屬元素,對人體的生理過程起著不可替代的作用。研究發(fā)現(xiàn),人們在各個年齡階段都易缺乏鎂元素,因此利用氯化鎂替代肉制品中的食鹽,既能達到減少鈉的攝入,又能增加人體對鎂的攝入[26]。Totosaus 等[27]研究發(fā)現(xiàn),氯化鎂及氯化鉀作為食鹽替代物,有利于形成穩(wěn)定的肉糜。Kim等[28]研究表明,使用氯化鎂替代25%的食鹽,可以提高豬肉腸的持水性和顏色。研究表明,一些其他非氯替代鹽,如磷酸鹽、礦物混合鹽等[7],也可作為食鹽替代物。
2.2.2 其它替代物
肉制品中食鹽添加量的減少會引起產(chǎn)品風(fēng)味降低和質(zhì)地變差等變化,添加風(fēng)味增強劑可以彌補減鹽對肉制品風(fēng)味的負面影響。這類物質(zhì)主要是通過激活味覺受體來增強咸味感知,最后達到肉制品低鹽化的目的,具體物質(zhì)可參見表1[1]。另外,添加一些大分子物質(zhì)(纖維素等)和一些常見的食用膠類(黃原膠、卡拉膠、葡聚糖等)可以增強蛋白質(zhì)的結(jié)合作用,從而提高肉制品的保水性和粘合性,改善低鹽肉制品的質(zhì)地,降低低鹽肉制品的蒸煮損失[1,16]。
2.2.3 利用新型加工技術(shù)
目前,超高壓處理(high pressure processing,HPP)和超聲波是常被應(yīng)用于低鹽肉制品的加工技術(shù)[29]。一些研究表明,HPP 可以通過增強肉制品中的咸味感知和改善肉制品的質(zhì)地,最終達到肉制品低鹽化的目的[30-31]。然而,過高的壓力水平會對肉制品的品質(zhì)產(chǎn)生負面影響,如:促進脂肪氧化、質(zhì)地變差和感官品質(zhì)劣變等[32]。超聲波技術(shù)可以通過加速食鹽的滲透速率提高肉制品的腌制效率,從而達到減鹽的目的[20]。
隨著我國居民消費水平的逐步提高,消費者對綠色、健康飲食的要求也越來越高,因此消費者對低鹽食品,特別是低鹽肉制品的需求日益劇增[33-34]。然而,減少食鹽含量會影響產(chǎn)品的理化特性、微生物特性、風(fēng)味和感官品質(zhì)等貯藏特性,縮短肉制品的保質(zhì)期。
食鹽可以改善肉制品的質(zhì)地及提高肉制品的保水性,同時對產(chǎn)品的色澤也有積極影響,因此降低食鹽添加量會對肉制品的質(zhì)地、保水性及aw 等物理特性產(chǎn)生負面影響[35]。Bower 等[36]研究發(fā)現(xiàn)減少火雞肉和牛肉中的食鹽含量,會對產(chǎn)品貯藏期間的硬度、黏結(jié)性和蒸煮產(chǎn)率產(chǎn)生負面影響。Cluff 等[37]研究也表明,降低豬肉腸中食鹽含量,可能會引起貯藏末期豬肉腸的硬度顯著增加。Bampi 等[38]使用氯化鉀替代牛肉中25%的氯化鈉,發(fā)現(xiàn)氯化鉀在牛肉腌制過程中的擴撒速度大于氯化鈉,并且氯化鉀替代會導(dǎo)致牛肉中aw 降低的較小。因此降低肉制品中的食鹽含量,可能會引起產(chǎn)品貯藏期間某些物理品質(zhì)的劣變。
目前研究發(fā)現(xiàn),氯化鈉在肉制品中既可能是促氧化劑,也有可能起著抗氧化的作用[39]。Rhee 等[40]研究表明,在豬肉中較低濃度的食鹽含量促進脂肪氧化,而當(dāng)食鹽濃度大于2%時則抑制豬肉中的脂肪氧化,這與Sharedeh 等[41]的結(jié)論相一致。然而,張平[42]以不同食鹽含量的四川臘肉(3%~7%,質(zhì)量分數(shù))為研究對象,卻發(fā)現(xiàn)其脂肪氧化程度會隨著食鹽含量的增加而加劇。研究表明,相比氯化鉀和氯化鎂,氯化鈉可能會加速肉制品的酸敗[34]。然而,Wu 等[24]發(fā)現(xiàn)當(dāng)氯化鉀的替代比例大于40%時,會顯著影響干腌培根的蛋白氧化和脂肪氧化,這也與Hernández 等[43]的結(jié)論不一致。雖然氯化鈉相比氯化鉀可以明顯抑制谷胱甘肽過氧化物酶的活性從而促進脂肪氧化,但是這也取決于氯化鉀和氯化鈉的離子強度和肉制品的類型。Santos 等[44]發(fā)現(xiàn)添加氯化鈣可以促進干腌發(fā)酵香腸的脂肪氧化,這與 Flores 等[45]的研究結(jié)論一致。而 Horita 等[25]研究發(fā)現(xiàn),在減脂香腸中使用氯化鉀和氯化鈣替代食鹽時,其脂肪氧化被顯著抑制,這可能是由于肉制品的種類不同,抑或是肉制品中的某些成分及添加劑的抗氧化作用不同導(dǎo)致的。因此,針對不同種類肉制品,不同鹽種類及含量對肉制品脂肪和蛋白質(zhì)氧化具有重要影響,從而影響產(chǎn)品的貯藏特性。
3.3.1 腐敗菌
食鹽作為最古老的食品防腐劑,可以通過降低肉制品的aw 來抑制有害微生物的生長并延長肉制品的貨架期。Martínez Sepúlveda[46]研究表明,蒸煮腸中食鹽含量的降低會引起產(chǎn)品微生物菌群的變化,同時影響產(chǎn)品的貨架期。Bower 等[36]發(fā)現(xiàn),在貯藏過程中食鹽含量的降低會引起烤牛肉中乳酸菌的生長,且食鹽含量較低(1.5%)的烤牛肉具有最低的pH 值和最高的乳酸菌菌數(shù)。張平[42]也得出相似的研究結(jié)論,四川臘肉中食鹽含量的降低(從6%降至3%)會引起產(chǎn)品貯藏期間乳酸菌的顯著生長。Laranjo 等[47]發(fā)現(xiàn)葡萄牙傳統(tǒng)血腸中食鹽含量的降低(從6%降至3%)會促進嗜溫性微生物的生長。Aaslyng 等[48]發(fā)現(xiàn),熱狗中食鹽含量的降低不會顯著影響貯藏過程中乳酸菌及需氧微生物的生長;相反,培根中的食鹽含量的降低會促進貯藏過程中乳酸菌及需氧微生物的生長,縮短產(chǎn)品的貨架期。同樣,Delgado-Pando 等[49]發(fā)現(xiàn)在培根和火腿中分別降低34%和19%的食鹽使用量,都會促進微生物的生長。上述研究結(jié)果表明,食鹽含量對不同肉制品中微生物生長的影響不盡相同。Raccach 等[50]研究發(fā)現(xiàn)在豬肉腸中使用氯化鈣和氯化鉀部分替代氯化鈉時,需氧嗜溫性細菌的生長得到了抑制。這與Samapundo等[51]的結(jié)論一致:使用氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀和硫酸鎂替代熟制火腿中的食鹽,發(fā)現(xiàn)二價氯化物(尤其氯化鈣)具有最強的抑菌作用。因此,肉制品中食鹽含量的降低會對肉制品中菌群結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。
3.3.2 致病菌
食鹽被認為是食品中最有效、用途最廣泛的抗菌成分[52]。Bidlas 等[53]研究發(fā)現(xiàn),等摩爾濃度的氯化鉀和氯化鈉對嗜水氣單胞菌、阪崎腸桿菌、福氏志賀菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌和金黃色葡萄球菌等致病菌的有相似的抑菌效果。而Boziaris 等[54]研究表明,等摩爾濃度的氯化鉀和氯化鈉在MRS 肉湯中對單增李斯特菌生長繁殖的影響無顯著差別,這可能是因為氯化鉀和氯化鈉具有相似的理化性質(zhì)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)食鹽和亞硝酸鈉鹽可以協(xié)同抑制腌制肉制品中的肉毒梭狀芽孢桿菌,但是其它替代鹽與亞硝酸鈉鹽之間的相互作用尚未被研究過[55]。Stollewerk 等[11]研究發(fā)現(xiàn),用氯化鉀和乳酸鉀全部替代煙熏火腿中食鹽會促進產(chǎn)品中單增李斯特菌的生長,降低產(chǎn)品的貯藏穩(wěn)定性和微生物安全性。因此,降低肉制品中的食鹽含量,可能會引起產(chǎn)品中致病菌生長,從而引發(fā)微生物安全性問題。
肉制品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要來源于其脂肪分解和蛋白水解。脂肪分解產(chǎn)生的游離脂肪酸(free fatty acid,F(xiàn)FA)經(jīng)過脂肪氧化而產(chǎn)生多種揮發(fā)性化合物,包括:醛類、甲基酮類和醇類等。蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的肽和游離氨基酸通過氨基肽酶的作用生成游離氨基酸(free fatty acid,F(xiàn)AA)[42]。研究表明,食鹽的含量可以影響肉中一些內(nèi)源酶的活性從而改變脂肪分解的程度,而降低食鹽含量又會影響肉制品脂肪氧化的程度,因此減少食鹽含量對肉制品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有很大影響[56-57]。張平[42]以不同食鹽含量的四川臘肉為研究對象,發(fā)現(xiàn)食鹽含量升高會促進臘肉風(fēng)味物質(zhì)的形成。使用一些常見的金屬替代鹽也會影響其脂肪分解酶的活性,而改變FFA 的組成;同時,使用這些替代鹽也會影響肉制品的脂肪氧化程度。因此,使用這些的金屬替代鹽也會通過影響肉制品的脂肪分解和脂肪氧化程度而影響肉制品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[52]。Santos等[44]研究發(fā)現(xiàn)添加氯化鉀作為替代鹽不會顯著影響干腌發(fā)酵香腸揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的生成,但是添加氯化鈣作為替代鹽會促進干腌發(fā)酵香腸的脂肪氧化,有利于發(fā)酵香腸揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的生成。Santos 等[56]發(fā)現(xiàn)添加氯化鈣也會加劇發(fā)酵香腸的脂肪氧化程度而促進一些揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的生成,例如:己醛和(E)-庚-2-烯醛。唐靜[58]研究發(fā)現(xiàn),氯化鉀部分替代干腌火腿中的食鹽,可以顯著提高終產(chǎn)品的硫代巴比妥酸(TBARS)值和不飽和脂肪酸含量,最終促進產(chǎn)品貯藏期間揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生,包括乙醇、硫化物、烷烴類等物質(zhì)。肉制品中食鹽含量的降低,可能會引起產(chǎn)品貯藏期間揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的減少;使用某些替代鹽可能會促進肉制品的脂肪水解及氧化,從而促進肉制品揮發(fā)性物質(zhì)的形成。
食鹽可以提供咸味以及增強肉制品的風(fēng)味,同時食鹽對肉制品的質(zhì)地也有積極作用,因此降低食鹽含量會對肉制品的感官品質(zhì)會有較大的負面影響。吳海舟等[59]用氯化鉀(0~60%)替代干腌肉制品中的食鹽,發(fā)現(xiàn)氯化鉀替代比例小于40%時對產(chǎn)品的各項感官指標無顯著影響,同時干腌肉制品中的食鹽含量降至3.14%時不會顯著影響其貯藏期間的感官品質(zhì)。Campagnol 等[60]發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵香腸中使用氯化鉀替代50 %的食鹽時,其感官品質(zhì)較差,這是因為氯化鉀替代50 %的食鹽會產(chǎn)生金屬苦澀味,同時促進了貯藏期間的蛋白質(zhì)水解和異味產(chǎn)生。因此,肉制品中食鹽含量的降低可能會影響終產(chǎn)品的感官品質(zhì)。
目前,在肉制品加工中亟需減少食鹽添加量以滿足消費者對健康飲食的需求。而降低食鹽含量會給肉制品的貯藏品質(zhì)帶來一系列負面影響,包括產(chǎn)品質(zhì)地的劣變、脂肪和蛋白質(zhì)的過度氧化、產(chǎn)品貨架期的縮短、微生物安全性的降低及風(fēng)味變差,最終影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)使其不被消費者所接受。因此,我們需要關(guān)注低鹽肉制品貯藏過程中存在的品質(zhì)劣變問題,積極開展產(chǎn)品貯藏保鮮新技術(shù)研究,在降低肉制品中的食鹽含量的同時,保持產(chǎn)品貯藏品質(zhì)。相信隨著低鹽肉制品貯藏品質(zhì)保持技術(shù)的不斷成熟,我國將會協(xié)助WHO 實現(xiàn)在2025年減少全球居民30%食鹽攝入量的目標。