亞硝酸鹽替代物的研究進(jìn)展

蘆仰賓

摘 要：亞硝酸鹽是廣泛應(yīng)用于肉制品加工過程的食品添加劑，起到發(fā)色、增加風(fēng)味和延長貨架期的作用。亞硝酸鹽過量會危害人體健康和生命安全。因此人們一直致力于尋找亞硝酸鹽替代品，降低其在肉制品中的用量。本文概述了亞硝酸鹽性質(zhì)、作用、毒性、現(xiàn)有替代品，希望對研究天然的亞硝酸鹽替代品起到推動作用。

關(guān)鍵詞：亞硝酸鹽;毒性;發(fā)色;防腐;亞硝酸鹽替代物

中圖分類號：TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0230-02

0 引言

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，食品安全問題已經(jīng)成為百姓茶余飯后談?wù)摰脑掝}，人們對食品安全的要求逐漸增高。亞硝酸鹽在飲食衛(wèi)生方面，是人們普遍關(guān)注的一個話題。亞硝酸鹽是一種無機(jī)鹽類化合物，常用的是亞硝酸鈉。廣泛存在于自然界中，是國家允許限量使用的食品添加劑。常添加于肉制品中，主要起到兩方面作用。一是增加肉制品的肉紅色，改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu);二是作為防腐劑，抑制微生物生長繁殖。因誤食亞硝酸鹽而發(fā)生中毒的惡性事件屢見不鮮。過量食用亞硝酸鹽會出現(xiàn)急性中毒癥狀，亞硝酸鹽與體內(nèi)血紅蛋白中的鐵發(fā)生反應(yīng)，使血液失去運輸氧氣的能力，導(dǎo)致機(jī)體各器官因缺氧而出現(xiàn)的中毒現(xiàn)象，嚴(yán)重者可致患者死亡，這樣的事例已經(jīng)出現(xiàn)過多起。亞硝酸鹽能與肉中蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物胺類反應(yīng)生成具有強(qiáng)烈致癌作用的亞硝胺，對人體健康和生命安全造成了極大的危害。但是亞硝酸鹽又和人們的生活息息相關(guān)，很多肉制品在生產(chǎn)加工過程中都需要添加亞硝酸鹽，以起到發(fā)色、增加風(fēng)味和延長貨架期的作用。國家標(biāo)準(zhǔn)《GB2760-2014食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于亞硝酸鹽的使用量明確規(guī)定：亞硝酸鈉、亞硝酸鉀最大使用量為0.15g/kg。隨著人們健康意識的增強(qiáng)，對低硝肉制品或無硝肉制品的關(guān)注也越來越多，降低亞硝酸鹽的使用量已經(jīng)成為焦點問題[1，2]。目前已有研究表明，用紅曲紅色素發(fā)色和異抗壞血酸鈉護(hù)色，能部分替代亞硝酸鈉發(fā)色[3]。番茄紅素替代亞硝酸鹽的呈色、抗氧化作用[4];乳酸鏈球菌和鹽類替代亞硝酸鹽的防腐作用[5]。但是至今仍未發(fā)現(xiàn)一種天然的可以完全替代亞硝酸鹽的產(chǎn)品。

1 亞硝酸鹽食品添加劑的作用

1.1 發(fā)色作用

在肉制品加工過程中，添加亞硝酸鹽可以使其呈現(xiàn)鮮艷的紅色。在酸性條件下，亞硝酸鹽可以生成不穩(wěn)定的亞硝酸，繼續(xù)分解生成亞硝基，亞硝基迅速與肌紅蛋白和血紅蛋白結(jié)合，生成亞硝基肌紅蛋白和亞硝基血紅蛋白，經(jīng)過熱加工變?yōu)樯罴t色的亞硝基血紅染色物，使肉制品呈現(xiàn)出鮮艷的紅色[6]。

1.2 防腐作用

肉制品中常見的腐敗菌有芽孢桿菌和腸膜明串珠菌等[7，8]。亞硝酸鈉是抑制肉制品中肉毒梭狀芽孢桿菌較為有效的物質(zhì)。普遍認(rèn)為的抑制機(jī)理為，亞硝酸鹽分解形成亞硝酸，亞硝酸繼續(xù)分解產(chǎn)生二氧化氮，二氧化氮分解產(chǎn)生一氧化氮和氧氣，氧氣的存在抑制了厭氧微生物肉毒桿菌的生長繁殖，從而防止了肉毒毒素的產(chǎn)生[9]。

1.3 腌制作用

在常見的腌臘類肉制品的生產(chǎn)加工過程中，亞硝酸鹽既能改變肌紅細(xì)胞的滲透壓，又能增加鹽分的滲透作用，使肉制品具有“Q彈”口感，消除異味。亞硝酸鹽可促進(jìn)肉制品中的蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，生成風(fēng)味物質(zhì)，使肉制品產(chǎn)生特有的風(fēng)味。因此亞硝酸鹽可改善腌臘肉制品的風(fēng)味、口感和質(zhì)構(gòu)。亞硝酸鹽還具有還原性，可以抑制脂肪氧化，保持特有的腌制風(fēng)味。

2 毒性

2.1 急性中毒

亞硝酸鈉是強(qiáng)氧化劑，當(dāng)其大量進(jìn)入人體后，可使血液中形成大量高鐵血紅蛋白，使血紅蛋白喪失攜氧能力，導(dǎo)致組織缺氧，使組織周圍血管擴(kuò)張，主要表現(xiàn)為紫癜，嚴(yán)重者可表現(xiàn)為全身青紫。同時伴有頭暈頭疼、惡心嘔吐、腹痛腹瀉、呼吸困難、乏力嗜睡、胸悶出汗等癥狀;嚴(yán)重者可表現(xiàn)為昏迷、大小便失禁、呼吸衰竭甚至死亡。

2.2 致癌性

亞硝酸鹽的危害還有致癌作用。亞硝酸鈉被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)評估為一級致癌物（IARC，2015）[10]。亞硝酸鹽進(jìn)入人體，在胃酸作用下與胺類物質(zhì)合成亞硝胺。亞硝胺是一種強(qiáng)致癌性化學(xué)物質(zhì)，可引起食道癌、鼻咽癌、胃癌、腸道癌等多臟器癌癥。

2.3 致畸性

縱觀目前英國、澳大利亞、加拿大、中國、美國等國家的研究數(shù)據(jù)，硝酸鹽和亞硝酸鹽與先天畸形的病因關(guān)聯(lián)至關(guān)重要。環(huán)境中硝酸鹽、亞硝酸鹽的暴露可能是某些地區(qū)出現(xiàn)缺陷，特別是中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生先天畸形的重要原因之一[11]。

3 亞硝酸鹽替代物

3.1 山梨酸鉀

通過添加復(fù)合防腐劑或部分替代亞硝酸鹽到產(chǎn)品中可以得到亞硝酸鹽一樣的發(fā)色和抑菌效果，而且能夠減少亞硝酸鹽的使用量。有的還可以阻斷肉制品中亞硝胺的形成。葉陽[12]等報道了一種山梨酸鉀復(fù)合防腐劑，在降低亞硝酸鹽使用量的同時，能夠達(dá)到良好的防腐效果。該研究雖然表明復(fù)合防腐劑可部分取代亞硝酸鹽，但是產(chǎn)品的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)還有待改進(jìn)。

3.2 次磷酸及其鹽

可選擇次磷酸、次磷酸鉀、次磷酸鈉、次磷酸鈣、次磷酸鎂等化合物添加到肉制品中，抑制儲藏過程中肉毒梭菌的生長和其毒素的產(chǎn)生。通常在添加次磷酸及其鹽后，亞硝酸鹽用量可降至40ppm或者完全不用。杜翠榮[13]研究制備了一種次磷酸鈉復(fù)合添加劑，結(jié)果表明使用這種添加劑的香腸在顏色感官評價、抑制肉毒毒素能力、抗氧化能力與亞硝酸鹽相當(dāng)。

3.3 天然色素

紅曲紅色素作為一種食用天然色素，在香腸生產(chǎn)過程中主要作為著色劑使用[14-15]。其穩(wěn)定性受光照、溫度、pH、金屬離子等方面的影響[16]。有研究表明，pH<5或pH>9時，紅色素穩(wěn)定性降低。光照時間增加，色素保存率不斷下降。隨著溫度的升高，紅曲紅色素?zé)峤到獾乃俾什粩嗉涌靃17]。黃韜睿[18]等為了杜絕亞硝酸鹽的使用和殘留超標(biāo)，研究了紅曲紅、高粱紅、辣椒紅3種天然色素替代亞硝酸鹽對臘肉進(jìn)行著色和護(hù)色。研究表明，紅曲紅的著色效果最好，與亞硝酸鹽著色效果差異不大。

番茄紅素是一種天然的類胡蘿卜素，作為天然色素，具有安全性高、著色自然的特點。番茄皮渣含有豐富的番茄紅素，作為番茄加工的副產(chǎn)品，大大降低了成本。但是番茄紅素純品性質(zhì)較活潑，降解會引起營養(yǎng)損失和顏色退變。因此改善番茄紅素的穩(wěn)定性是有效利用的前提條件[19]。

3.4 乳酸鏈球菌素

乳酸鏈球菌素呈酸性，可降低周圍介質(zhì)的pH值，還可抑制革蘭氏陽性菌的生長，因此廣泛應(yīng)用于肉制品、乳制品、罐頭食品、飲料的防腐。也對焙烤食品中引起產(chǎn)品腐敗的耐熱蠟狀芽孢桿菌起到抑制作用[5]。乳酸鏈球菌素應(yīng)用于食品加工范圍，雖然優(yōu)點很多，但是市場價格昂貴，實際應(yīng)用中多與化學(xué)防腐劑復(fù)配使用，這種復(fù)配防腐劑既降低了生產(chǎn)成本，又減少了化學(xué)防腐劑的使用量，還增強(qiáng)了抗菌能力[20]。

3.5 亞硝基血紅蛋白

亞硝基血紅蛋白是用畜禽的血液制取再添加到肉制品中。它與亞硝酸鹽作用相近，都具有發(fā)色和防腐作用，并能賦予肉制品特殊風(fēng)味。劉鵬雪[21]等研究了添加糖基化亞硝基血紅蛋白（GN-Hb）部分替代亞硝酸鈉對哈爾濱風(fēng)干腸微生物生長、脂肪氧化和產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。1.0g/kg GN-Hb與0.05g/kg亞硝酸鈉復(fù)配可以部分替代哈爾濱風(fēng)干腸中亞硝酸鈉添加量，產(chǎn)品的顏色、風(fēng)味和產(chǎn)品質(zhì)量和添加亞硝酸鈉相近。

3.6 其他化合物

目前已有研究表明：由茶多酚、葡萄籽提取物、番茄紅素和維生素E組成的天然復(fù)合配方，按照一定的比例添加到肉制品中，其抗氧化、抑菌防腐作用優(yōu)于亞硝酸鹽，復(fù)合配方還能夠提高香腸的質(zhì)構(gòu)特性，在口感方面，復(fù)合配方的香腸明顯優(yōu)于添加亞硝酸鹽的香腸[22]。

4 展望

在肉制品中同時起到發(fā)色、抑菌、改善風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)等作用的添加劑，亞硝酸鹽的作用至今無可取代。目前在亞硝酸鹽替代品的研究上，還沒有發(fā)現(xiàn)一種天然的單一物質(zhì)，能夠完全取代亞硝酸鹽發(fā)色和防腐的作用[1]。隨著未來科技的發(fā)展，希望通過基因工程的手段，改良某種天然成分的產(chǎn)品，來替代亞硝酸鹽的作用。使抗菌譜更加廣泛，制造出更加適合企業(yè)應(yīng)用于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。使綠色、天然的食品添加劑走進(jìn)千家萬戶，為人類健康事業(yè)帶來更加廣闊的前景。

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