肉制品發(fā)色劑研究進展

郭卓釗 ，潘麗娟 ，郭美媛 ， 白衛(wèi)東 ，3，黃妙云 ，劉曉艷 ，3

（1.廣東康輝集團有限公司，廣東潮州 515638；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院輕工食品學院，廣東廣州 510225；3.廣州市廣式傳統(tǒng)食品加工與安全控制重點實驗室，廣東廣州 510225）

硝酸鹽、亞硝酸鹽作為肉制品發(fā)色劑，其在腌臘肉生產(chǎn)制作過程中發(fā)揮著重要作用，有利于改善肉制品色澤，使得肉制品呈現(xiàn)鮮艷的玫瑰紅色，能有效抑制某些腐敗菌及致病菌（金黃色葡萄球菌和肉毒梭菌）的生長[1]。雖說硝酸鹽、亞硝酸鹽是國家認可且允許使用的食品類添加劑，它在肉制品制作中發(fā)揮著重要的作用[2]。然而，它帶來的急慢性危害也不容忽視。硝酸鹽不穩(wěn)定，易被氧化為亞硝酸鹽，過量的亞硝酸鹽進入血液后，可使得組織缺氧，潛伏期短，嚴重者會因呼吸衰竭而死[3]。1954年Barnes和Magee發(fā)現(xiàn)亞硝胺二甲基對人體具有嚴重的致癌性后，F(xiàn)AO/WHO規(guī)定亞硝酸鹽的每日允許攝入量ADI值為8 mg/60 kg體重[4]。傳統(tǒng)肉制品發(fā)色劑的強致癌性使得尋找新型、安全、能降低對人體毒害性的肉制品發(fā)色劑成為人們關(guān)注的焦點。

到目前為止，人們通過以下2種方式尋找亞硝酸鹽替代品。第一，尋找能替代亞硝酸鹽的添加劑（如發(fā)色劑、多價螯合劑、抗氧化劑、抑菌劑及其復(fù)配物）；第二，在添加傳統(tǒng)發(fā)色劑的情況下，添加能阻斷亞硝胺形成的物質(zhì)（如山梨酸、抗壞血酸、山梨酸醇及其復(fù)配物）等[5]。

1 天然食品類替代物

1.1 蛋黃粉

蛋黃粉是新型肉制品發(fā)色劑之一。最先是陳寶妹[6]發(fā)明了用蛋黃粉代替亞硝酸鹽作為肉制品發(fā)色劑并應(yīng)用于魚肉、畜肉中。使用的蛋黃粉是以新鮮雞蛋為原料，經(jīng)過凍干或噴霧干燥等過程制成粉質(zhì)（含大量硫化氫，其發(fā)色機理被認為是蛋黃粉中硫化氫具有與亞硝酸鹽相似功能（易與肌紅蛋白結(jié)合），而呈現(xiàn)鮮艷的紅色。將5%～15%的蛋黃粉末，適量食鹽、抗壞血酸等的酸菜液中浸漬3～50 h，能使肉制品發(fā)色良好、色澤鮮艷。添加適量的食鹽、白砂糖、抗壞血酸、山梨糖醇等促進發(fā)色與縮短浸漬時間；因產(chǎn)品形態(tài)大小、目的不同，選取合適浸漬時間。用9%蛋黃粉末和適量的抗壞血酸、食鹽、山梨糖醇、水制成的酸菜液腌漬豬肉與使用250 mg/kg的亞硝酸鈉腌制的火腿顏色相近，但無亞硝酸鹽殘留。然而，使用亞硝酸鈉腌漬肉的硝酸鈉殘留量為35 mg/kg，明顯用蛋黃粉末進行腌制是安全可行的[7]。

1.2 芹菜粉

芹菜含有多種維生素、礦物質(zhì)和黃酮類化合物，是一種天然硝酸鹽資源庫，硝酸鹽含量為2 100 mg/kg。任小青等人[8]研究了3種發(fā)酵芹菜粉替代亞硝酸鹽生產(chǎn)風干臘腸，結(jié)果表明在風干臘腸生產(chǎn)中，發(fā)酵芹菜粉可替代亞硝酸鹽進行發(fā)色、抗氧化作用。天津農(nóng)學院研究團隊對芹菜粉研究較多，劉彩紅等人[9]研究發(fā)現(xiàn)FCPmlz，F(xiàn)CP506，F(xiàn)CP504這3種芹菜粉均能起很好的抗氧化作用和抑制揮發(fā)性鹽基氮的產(chǎn)生。芹菜粉均能阻斷N-亞硝胺的合成，而肉制品色澤與使用硝酸鹽發(fā)色區(qū)別幾乎可以忽略。Sebranek J G等人[10]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜粉約含有3%的硝酸鹽，將0.2%～0.4%的芹菜粉加入到肉制品中可保持腌肉制品良好色澤與風味，過量會產(chǎn)生異味，可見芹菜粉可以替代亞硝酸鹽用于肉制品的發(fā)色、抑菌及抗氧化作用。

1.3 天然調(diào)味品

蔥、蒜、洋蔥是天然調(diào)味品。生姜有抗脂肪氧化功效，活性成分為姜辣素和六氫姜黃素，可防止油脂氧化。大蒜中的化學成分S-鏈烯基半胱氨酸亞砜及其含硫成分，如二烯丙基二硫化物和二烯丙基三硫化物可抑制硝酸還原菌的生長[11]。大蒜在切片時會產(chǎn)生大蒜素（一種抗真菌化合物）。姜黃可抑制金黃色葡萄球菌與肉毒梭狀桿菌，具有相當甚至優(yōu)于亞硝酸鹽和抗壞血酸的強大的抗氧化性能[12]。

2 色素替代物

2.1 紅曲紅色素

紅曲紅色素，即紅曲色素，是紅曲霉的次級代謝產(chǎn)物。紅曲紅色素具有優(yōu)異性能，如耐高溫、耐氧化、pH值穩(wěn)定和獨特的蛋白著色效果，是一種安全、無毒、高效的色素。在發(fā)酵香腸制作中具有良好抗菌抑菌作用，在肉品低硝研發(fā)中效果顯著[13]。姚波等人[14]直接用紅曲紅色素作為發(fā)色劑代替亞硝酸鹽腌漬臘腸，結(jié)果表明添加紅曲紅色素0.03 g/kg時，與添加亞硝酸鈉質(zhì)量濃度0.15 g/kg效果相近。作為肉制品發(fā)色劑，紅曲紅色素生產(chǎn)成本過高，紅曲色素的提純及光穩(wěn)定性，以及紅曲紅色素中的潛在危害性（桔霉素）是影響紅曲紅色素擴大應(yīng)用的主要攔路虎。故而，深入研究紅曲霉深層發(fā)酵過程，提高功能性紅曲活性成分含量與紅曲紅色素的光穩(wěn)定性，是紅曲行業(yè)亟待解決的問題[15]。

2.2 甜菜紅

甜菜紅，又叫甜菜根紅，是一種天然色素，主要成分為甜菜花青素和甜菜黃素。試驗表明，添加甜菜紅32 mg/kg的樣品，與添加50 mg/kg亞硝酸鹽樣品對照色澤相似，但風味稍差；可通過加入一定量的抗壞血酸來優(yōu)化。但甜菜紅對熱不穩(wěn)定，故需加入茶抽汁和抗壞血酸以提高其熱穩(wěn)定性[16]。Sebranek J G等人[17]將噴霧干燥的瑞士甜菜粉作為亞硝酸鹽的天然來源，其優(yōu)點是不含過敏原。甜菜粉與芹菜粉類似，應(yīng)以一定的濃度使用，過量會導致效果相悖。

2.3 番茄紅素

番茄紅素是存在于番茄、西瓜、辣椒等果蔬中的天然類胡蘿卜素，其晶體深紅，安全性高，著色色調(diào)自然，具有多種保健功能，如抗氧化、降血脂、提高免疫力、預(yù)防癌癥等[18-19]。番茄紅素，具有呈色和抗氧化作用，同時易于氧化和異構(gòu)化，穩(wěn)定性較差，嚴重限制了其應(yīng)用。而富含番茄紅素的番茄醬、番茄粉、番茄皮渣等番茄制品比番茄紅素純品穩(wěn)定得多，且番茄制品呈酸性，可減緩微生物生長，提高產(chǎn)品貯藏穩(wěn)定性并提高良好風味及良好色澤，因而番茄紅素及其制品為研究亞硝酸鹽替代品提供了可能。

2.4 胭脂樹紅

胭脂樹紅是從胭脂樹的果皮中提取的紅橙黃天然色素。胭脂樹紅對熱、光和氧穩(wěn)定，安全無毒，無任何致突變、致癌和遺傳毒性作用。有研究發(fā)現(xiàn)，胭脂樹提取物對產(chǎn)氣莢膜梭菌和肉毒梭菌株有抗菌活性，具有抑制作用[20-21]；Zarringhalami S等人[22]研究發(fā)現(xiàn)，在香腸中使用胭脂樹紅部分代替亞硝酸鹽作為香腸發(fā)色劑，試驗發(fā)現(xiàn)含有60%胭脂樹紅的樣品顏色最佳，但在微生物和感官方面并未顯現(xiàn)優(yōu)勢。

2.5 亞硝基血紅蛋白

亞硝基血紅蛋白是利用畜禽血液的血紅蛋白，合成制取亞硝基血紅蛋白。黃群等人[23]研究發(fā)現(xiàn)：亞硝基血紅蛋白對熱不敏感，但對光、氧化劑、二價鐵離子敏感；改變pH值對亞硝基血紅蛋白有一定的降解作用；大部分金屬離子、食品輔料與亞硝基血紅蛋白不發(fā)生反應(yīng)。亞硝基血紅蛋白作為發(fā)色劑取代亞硝酸鹽添加到肉制品中，可以實現(xiàn)低硝、無硝肉制品開發(fā)。同時，可有效利用動物血液（含蛋白質(zhì)、維生素、生物酶、微量元素等），使得產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、富營養(yǎng)化。故而，亞硝基血紅蛋白作為肉類發(fā)色劑毋庸置疑是國內(nèi)外的研究熱點[24]。

3 其他物質(zhì)

3.1 一氧化碳

國內(nèi)外廣泛使用一氧化碳作為新型的氣體發(fā)色劑，尤其是畜禽等紅肉的加工。肉的顏色主要取決于肌紅蛋白含量及存在形式[25]。CO與肌紅蛋白結(jié)合后極穩(wěn)定，從而發(fā)色、護色效果較好。目前，利用CO直接或間接處理動物產(chǎn)品使產(chǎn)品色澤良好，主要方式有利用氣調(diào)包裝，將待加工肉放置在包裝袋中發(fā)色，如將肉放入含CO的氣調(diào)包裝袋中，可使產(chǎn)品有效保存期由原來的3～7 d延長至15～30 d，該技術(shù)已在牛肉產(chǎn)品中得到大量應(yīng)用。

3.2 茶多酚

茶多酚具有優(yōu)異的抗氧化功能，是一種優(yōu)良的天然食品抗氧化劑。孫京新等人[26]在雞胸肉中加入食鹽、亞硝酸鹽、茶多酚、維C來部分代替亞硝酸鹽，研究不同條件下的護色效果。結(jié)果顯示，亞硝酸鹽、維C和茶多酚復(fù)配使用，既能促進雞肉制品發(fā)色，又能有效保護其顏色；但其發(fā)色和護色效果仍受一些因素的影響，如溫度、光線、氧氣、蒸煮加熱與否等加工或貯藏條件等的影響顯著。姚宏亮等人[27]研究了不同發(fā)色劑組合（以抗壞血酸、茶多酚、蛋黃粉、紅曲紅色素等發(fā)色（助） 劑形成一定的組合）對廣式臘肉感官及亞硝酸鈉殘留量的影響。結(jié)果顯示，添加0.3%茶多酚、7%蛋黃粉、0.04%紅曲紅配方組的臘肉發(fā)色好且亞硝酸鈉殘留量極低?？梢?。茶多酚與其他添加劑的混合使用能增強其護色發(fā)色效果。

3.3 氨基酸

添加0.3%的氨基酸和肽的結(jié)合物且用10×10-6的亞硝酸鈉或0.5%的賴氨酸鹽和精氨酸等量混合物，可使肉制品色澤良好?？梢姲被犷愇镔|(zhì)有可能大幅度降低亞硝酸鈉的用量。

4 復(fù)合配方替代物

4.1 碳酸鈉與五碳糖

寇德運[28]研究發(fā)現(xiàn)，在豬肉、牛肉和禽肉火腿中添加碳酸鈉與五碳糖（木糖）、加入10%～30%煙酞胺或維C作為發(fā)色助劑；由于氨基酸能加快發(fā)色反應(yīng)的速度，其中含硫氨基酸效果最好。因而，加入含硫氨基酸有助于發(fā)色和緩解褪色現(xiàn)象，得到的產(chǎn)品發(fā)色效果與亞硝酸鹽、硝酸鹽近似，且安全性高。

4.2 乙基麥芽酚和檸檬酸鐵

乙基麥芽酚是利用淀粉發(fā)酵制備的一種增香劑，檸檬酸鐵則是營養(yǎng)強化劑。在肉類加工中，不添加亞硝酸鹽，而是在某工序中添加乙基麥芽酚、檸檬酸鐵，其效果與使用亞硝酸鹽色澤相同，且能長期護色。麥芽酚與氨基酸的反應(yīng)，增加了肉的香味。劉登勇等人[29]研究發(fā)現(xiàn)，檸檬酸鐵與麥芽酚應(yīng)用于烤羊腿內(nèi)層肉的發(fā)色劑，發(fā)色效果好且穩(wěn)定。

4.3 L-抗壞血酸和煙酰胺

L-抗壞血酸和煙酰胺是較為常用的食品發(fā)色助劑。在肉制品加工中加入亞硝酸的同時，加入L-抗壞血酸及其鈉鹽、煙酞胺混合使用，可使肉制品呈色良好?？箟难岬氖褂昧客ǔＪ窃先獾?.02%～0.05%，煙酞胺的添加量為0.01%～0.02%，也可以在腌制時，將原料肉浸泡在0.02%的混合物水溶液中[4]。

4.4 其他

姚宏亮等人[27]試驗證實茶多酚、蛋黃粉、紅曲紅復(fù)合使用可獲得良好發(fā)色效果。有試驗證實，亞硝酸鹽、茶多酚、維C能部分代替亞硝酸鹽，且產(chǎn)品發(fā)色效果一致。梁成云等人[30]通過加入紅曲紅色素、高粱紅色素與亞硝酸鈉的復(fù)配物到香腸中。結(jié)果顯示，3種色素：高粱紅色素0.08 g/kg，紅曲紅色素0.03 g/kg，亞硝酸鈉0.01 g/kg的使用配方發(fā)色效果最佳，且減少了亞硝酸鈉在香腸中的使用，實現(xiàn)了低硝肉制品加工。

5 生物性發(fā)色劑

生物性發(fā)色劑近年來逐步成為研究熱點。目前，生物性發(fā)色劑主要有耐鹽性乳酸菌及乳酸菌素和葡萄球菌。

乳酸菌是不產(chǎn)孢子的G+菌，能利用Cm(H2O)n并產(chǎn)生乳酸，近年來在食品中的應(yīng)用成為熱門[31]，肉制品中將乳酸菌作為添加劑應(yīng)用的有火腿、午餐肉、烤腸等。耐鹽性乳酸菌應(yīng)用到腌制肉加工中能抑制腐敗菌生長、有效提高肉制品儲存性能，降低亞硝酸鹽的生成，而且發(fā)色良好，也給腌臘肉制品帶來了特有風味。故而在肉制品加工中加入乳酸菌作為發(fā)色劑具有一定的研究性。乳酸鏈球菌素（Nisin）屬多肽，作為防腐劑，具有天然、高效、無毒特點，對于食品腐敗菌中的革蘭氏陽性菌有良好抑菌作用，但其抗菌譜窄，故不能單一替代亞硝酸鹽。

肉葡萄球菌廣泛用于發(fā)酵肉制品，具有硝酸鹽還原酶活性，在15～200℃便可以將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，300℃時轉(zhuǎn)化效率更高。在培養(yǎng)基和肉基質(zhì)中肉葡萄球菌均可將高鐵肌紅蛋白轉(zhuǎn)化為紅色肌紅蛋白衍生物。有學者曾在香腸中接種葡萄球菌部分替代亞硝酸鹽并觀測香腸發(fā)色情況，得到的香腸發(fā)色良好。

6 結(jié)語

肉制品中亞硝酸鹽替代品的研究已在科研工作者中進行了較多研究。然而，到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)有單一物質(zhì)能替代亞硝酸在腌臘肉制品中的作用，目前研究成果僅限于單一替代亞硝酸鹽的抑菌作用或發(fā)色作用。而復(fù)合添加劑替代效果相對較單一物質(zhì)替代效果好。基于天然香料、天然色素、生物菌（葡萄球菌、耐鹽性乳酸菌）在部分替代亞硝酸鹽作為肉制品發(fā)色劑上是可行的，未來的肉制品發(fā)色劑的研究可嘗試將天然香料、天然色素與生物菌的復(fù)配使用抑或是尋找其他新型肉制品生物菌及其代謝產(chǎn)物作為發(fā)色劑，以期達到發(fā)色、低硝、安全的目的，甚至達到降低肉制品生產(chǎn)成本、增加產(chǎn)品口感和風味的作用。