何丹,黄本婷,王卫,王锐

(成都大学肉类加工四川省重点实验室，成都 610106)

1 概述

硝盐(硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠)是肉制品中应用历史最久、范围最广的添加剂之一，具有发色、抑菌防腐、抗氧化和增香等功能，即不仅是作为腌肉的发色剂使产品具有美观鲜艳的色泽，还对肉毒杆菌及其他腐败菌和致病菌有良好的抑制作用，此外还具有抑制脂肪氧化和增强腌制品风味的作用，可显著降低肉品安全风险，延长肉制品保质期[1]。

硝盐可能存在的隐患，源于其不当添加导致在产品中的大量残留，可和产品中的仲胺反应生成具有强致癌性的亚硝胺，加大了对其安全性的质疑。为此各国家和地区均对其使用非常严格谨慎，从安全角度对其添加量和范围进行了持续不断的研究，而且从法律法规上对其使用量、使用范围和产品中的残留进行了 强制性规定，寻找更为安全可靠，经济适用，能替代硝盐在肉制品发挥多种功能的添加剂的研究长期以来从未停止过。本文以分析硝盐的作用及危害为基础，对硝盐替代物的相关研究进行了概要综述，并对未来可能的研究重点进行了展望。

2 发色替代物研究进展

应用到肉制品中替代硝盐发色作用的多为天然色素，主要的为如红曲红、焦糖色素、亚硝基血红蛋白色素、番茄红素、植物提取物等，但其机理是上色，而能否作为替代物的关键为其色度和稳定性。

红曲红色素是最为常用的替代物之一，是红曲霉以大米为原料经深层发酵获得的，具有色价高、光稳定性强、色调纯正、pH适用范围广、水溶性好等特点，同时还具备一定的防腐作用。该色素主要用于香肠、火腿、叉烧肉、肉禽罐头等肉制品加工。郑立红等[2]用红曲红色素、辣椒红、高粱红3种色素部分代替亚硝酸盐进行实验，研究表明腊肉中红曲红色素的添加量为0.14 g/kg，亚硝酸盐添加量为0.04 g/kg时，腊肉红色稳定、色泽效果最佳，满足了消费者的需求。Park等[3]用正己烷提取红曲色素，研究发现红曲色素对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基的清除能力较强，红曲红具有抗氧化作用。

焦糖色素是以淀粉糖浆、蔗糖、木糖母液等为原料制得的一种具有甜香味及焦苦味的粉状或液体胶状物。该色素具有着色能力强，水溶性好，溶于水中呈红褐色，安全无毒，性质稳定等优点，主要用于罐装肉、炖肉和植物蛋白为原料的模拟肉[4]。除了上色以外，由于麦芽中含有麦芽酚类和吡嗪类等典型的增香化合物，以及焦糖色素是发生美拉德反应的产物，这种产物中含有具有抗氧化作用的还原酮类，使得焦糖色素具有掩盖异味和抗氧化的作用。

亚硝基血红蛋白色素是以鲜血为原料制成，用于肌红蛋白含量低的肉制品的着色，如鸡肉、猪肉等。马美湖等[5]将制得的亚硝基血红蛋白加入到香肠中，实验表明产品的发色效果良好、风味独特、稳定持久，亚硝酸根(NO2-)的残留量仅为1.75 mg/kg。郑立红等[6]将亚硝基血红蛋白添加到香肠、鸡肉火腿中，研究发现该色素的发色效果优于红曲红色素，产品中亚硝酸根(NO2-)的残留量均为痕量水平。

番茄红素是天然的不含氧的类胡萝卜素，着色自然、安全性好、抗氧化性强。但纯品的番茄红素不稳定，限制了其使用，富含番茄红素的番茄酱、番茄汁、番茄粉及番茄皮渣等番茄制品比纯的番茄红素稳定，因此成为一种新型的亚硝酸盐替代物[7]。Eyiler等[8]研究用番茄粉部分代替亚硝酸盐生产法兰克福香肠，在4 ℃下储存60天，实验结果表明，加入番茄粉不仅能够使法兰克福香肠的pH降低，而且添加2 g/100 g的番茄粉能够延迟氧化反应，提高消费者的可接受性。

近年来，植物提取物替代硝盐的发色作用受到关注，已经有多种植物提取物实现了商业化，例如西班牙普罗素公司开发的T-10Plus系列产品(天然香辛料和水果提取物的混合物)、在美国普遍使用的芹菜汁粉类的产品[9]。研究与应用均证实了发酵芹菜粉产品(FCPmlz、FCP504、FCP506等)以及迷迭香等多种植物提取物复合的T-10Plus等产品在风干肠、培根等中替代硝盐发色的显著作用[10]。

3 抑菌防腐替代物研究进展

应用到肉制品中替代硝盐抑菌防腐，延长产品保质期，包括乳酸链球菌素(Nisin)、天然植物提取物、乳酸菌和化学防腐剂等。

乳酸链球菌素(Nisin)是由乳酸链球菌合成的一种多肽抗菌素，能有效抑制革兰氏阳性菌，如金黄色葡糖球菌、溶血性链球菌、单增李斯特菌、肉毒杆菌，是国际上公认的天然防腐剂。研究表明[11]，在不影响色泽和防腐的情况下，添加Nisin可使亚硝酸盐的含量由原来的150 mg/kg降到40 mg/kg。若添加0.2 g/kg Nisin, 则亚硝酸盐的添加量减少到 0.04 g/kg，香肠中的菌落总数可降低到3200 cfu/g，抑菌效果明显。

植物提取物替代硝盐不仅体现在发色上，其抗菌性也受到特别关注，已被确定含天然抑菌的植物有生姜、辣椒、花椒、芹菜汁粉、迷迭香等。在Djeri等[12]的研究中，加入火鸡肉0.20%芹菜汁粉末，显示出极为出色的抗菌特性。吴传茂等[13]研究了迷迭香提取物的抑菌应用性实验，结果显示对食品中常见的污染菌有明显的抑菌作用，且菌范围较大，比苯甲酸抑菌效果更好，也更为安全。郭红珍等[14]探究3种香辛料的提取液(姜、辣椒、花椒)对主要致病菌的抑菌能力，结果均显示出较好的效果，而60%姜提取液抑制枯草杆菌和金黄色葡萄球菌，4.8%辣椒提取液抑制枯草芽孢杆菌，以及10% 花椒提取液抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的效果较高。

在肉制品中加入乳酸菌，主要是可改善肉的色泽和风味，稳定肉制品的色泽。乳酸菌能产生一些特殊的酶系，如分解有机酸的酶系，分解脂肪酸的酶系，分解亚硝胺的酶系，控制肉毒素的酶系，提高肉制品的安全性[15]。乳酸菌等微生物能抑制亚硝胺的形成是由于添加乳酸菌到肉制品中，微生物发酵糖类，能产生大量的乳酸，亚硝酸盐在酸性的环境中，能够分解成NO，NO又会与肌红蛋白、血红蛋白结合生成亚硝基肌红蛋白、亚硝基血红蛋白，减少肉制品中亚硝酸盐的残留量。

肉制品中替代硝盐抑菌防腐作用的最常用的化学添加剂主要是山梨酸及其钾盐，其价格低廉，防腐性能好，毒性低。山梨酸能与微生物酶系统中的巯基结合，破坏微生物中的酶系，从而抑制微生物的增殖，达到防腐的目的，主要是抑制霉菌、酵母菌和好气性微生物。研究表明，添加2600 mg/kg山梨酸盐对肉毒梭菌的抑制效果和添加156 mg/kg亚硝酸盐的效果相同，当两者联用时，亚硝酸盐浓度至少应为40 mg/kg。将山梨酸、乳酸链球菌素、双乙己酸及乳酸钠复配使用，可以使低温灌肠类肉制品在常温下保存3个月以上[16]。

4 抗氧化替代物研究进展

应用到肉制品中发挥抗氧化作用的硝盐替代物包括茶多酚、生育酚类以及葡萄籽提取物等天然植物提取物。

茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，无毒且抗氧化性能好。吴少雄等[17]将茶多酚添加到腊肉中，在30 ℃的贮藏条件下，添加0.1%的量即可阻止腊肉中酸价和氧化值的升高。任双等[18]用茶多酚提取物部分替代亚硝酸盐，结果显示添加量在0.03%时的抗氧化活性较好，且可促进亚硝酸钠的发色。生育酚也称维生素E(VE)，其组成为α、β、γ、δ-生育酚和α、β、γ、δ-生育三烯酚等[19]。研究表明，生育酚与植物取物和茶多酚等一样，能够延长肉品油脂的诱导时间，呈现较好的抗氧化性[20]。

葡萄籽等天然植物提取物富含多酚类物质，具有极强的抗氧化活性，如葡萄籽抗氧化效果是Vc和VE的30～50倍。Brannan[21]将葡萄籽添加到鸡大腿肉产品中，结果表明可抑制TBARS的形成，有助于缓解NaCl的过氧化作用。Kulkarni等[22]将葡萄籽提取物作为抗氧化剂制作牛肉香肠，显著抑制了硫代巴比妥酸反应物(TBARS)在储存期间的上升，较低浓度的添加量即可有效发挥抗氧化作用。Rababah等[23]将葡萄籽提取物加入到生、熟山羊肉中，结果也显示能显著阻止储存期间产品脂肪的氧化。此外，香辛料提取物(如大蒜汁、姜汁、肉桂等)、植物类提取物(如松树皮提取物、迷迭香、芦荟、竹叶提取物等)都具有较好的抗氧化作用，有的还能抑菌或稳定肉制品的色泽。

5 增味替代品研究进展

用于肉制品替代硝盐增味作用，除了常规的味精、I+G等外，还有酵母发酵物、麦芽酚和乙基麦芽酚以及美拉德反应香精等。

谷氨酸钠是味精的主要成分及增味成分；I+G又称为核苷酸二钠，是由5'-肌苷酸二钠(IMP)和5'-鸟苷酸二钠(GMP)按1∶1的比例混合而成，是一种新型的核苷酸类食品增味剂。赵燕华等[24]研究表明该类型增味剂复合使用可增加肉丸的肉质感且稳定性好，能保持42 h以上不产生不良气味。王向阳等[25]研究发现，谷氨酸钠和I+G的耐热性和耐酸性较弱，因此在肉制品加工过程中要避免高温及酸性环境。

酵母抽提物(YE)，是以新鲜高蛋白酵母为原料，通过生物技术，将酵母细胞中的蛋白质核酸降解制成的一种天然性调味料，主要用于高低温肉制品、中式香肠及酱卤制品中等。李沛等[26]在火腿肠中加入酵母抽提物，发现0.6%酵母抽提物可以改善产品的品质，以及代替75%香精和50%鲜味剂。李库等[27]研究进一步确定了酵母提取物的添加范围及最适添加量，以及还能部分替代味精、I+G等调味调香料。

麦芽酚和乙基麦芽酚作为增味剂，带有微甜味，可以修饰苦味、涩味，增加肉制品中的香甜气味，增强乳脂质的香滑口感，甚至还可以与铁离子反应变成紫红色，起到发色的作用[28]。乙基麦芽酚是麦芽酚的同系物，少量添加就可达到增味作用，增味效果是麦芽酚的4～6倍，并且1份乙基麦芽酚可以代替24份香豆素[29]。除此之外，美拉德反应香精也呈现良好增香性，利用美拉德反应制成的各类香味料具有较好的增味作用[30]。

6 结语

硝盐是国内外肉制品中广为使用的食品添加剂，可同时实现发色、抑菌、防腐、增香等作用，但过量或不当添加使用，将存在中毒甚至致癌隐患，特别是对于小作坊式加工，因缺乏应有的专业知识和必要的监控手段，安全性难以确保。

有关硝盐替代物的研究已涉及不同的添加物类型，以其特异的作用方式单独和复合替代硝盐的不同作用，如红曲红、焦糖色素、亚硝基血红蛋白色素等替代发色作用，乳酸链球菌素(Nisin)、天然植物提取物、乳酸菌和化学防腐剂等替代抑菌防腐作用，茶多酚、生育酚及天然植物提取物替代抗氧化作用，以及I+G、麦芽酚等替代增味作用等，但至今还未能找到更为安全、更为廉价，而又能完全达到硝盐多功能的替代添加剂。

不同的替代物在肉制品中可以替代硝盐部分作用，但是可能因其各自的来源和提取方式的不同而各有所异，有的又因没有经过毒理学实验证明其安全性或稳定性，尤其是添加替代物后的产品的市场推广现阶段较为滞后。未来的研究可能继续于绿色天然替代物的寻找，以及其安全性(如毒理性)、性质稳定性和交互效果的验证等，并从降低硝盐使用量的产品开发开始，探寻使用替代物完全替代硝盐的可能。