亚硝酸盐在肉制品中的应用及其替代品的研究
蒋书歌++侯宇豪++唐祎依
在肉制品生产过程中，发色剂和防腐剂的使用是必不可少的，能有效的防止肉类腐败、变色、褪色等问题的出现，确保肉制品良好的品质、色泽及口感，而添加剂亚硝酸盐的运用，在肉制品加工中起着举足轻重的作用，正因为亚硝酸盐的存在，肉制品在确保色感新鲜红嫩的同时，还能起到抗菌效果，显著抑制了以肉毒梭菌为首的不同菌种的生长。 然而， 通过生物化学反应，亚硝酸盐能形成致癌物质亚硝胺 ， 亚硝胺极易造成中毒与癌症的产生，当亚硝酸盐使用不合理时，更是增加了癌症的风险。亚硝酸盐的危害引起了人们的重视，寻找它的有效替代物也成了一项亟不可待的任务。笔者从亚硝酸盐在肉制品中的作用、危害及其替代品现状等方面进行了综述，并对其应用前景进行了初步探索。
亚硝酸盐在肉制品加工中的作用
发色。肉制品的色泽能最直观的反映其安全性与营养价值，亚硝酸盐作为肉制品中重要的发色剂，能保证肉类鲜艳明丽的色感。当供氧不足时，肌肉中的血红蛋白（Hb）、肌红蛋白（Mb）能代谢形成高铁肌红蛋白（MetMb）、高铁血红蛋白（MetHb），使肉失去鲜红的颜色，成为略带紫色的浅灰色，而此时肌肉的p H值将会处于5. 5～6. 4 ，呈酸性状态。此时，肌肉中添加的亚硝酸盐会不断分解，形成亚硝基（NO）。肌肉中的色素蛋白能与亚硝基反应，形成鲜艳的亚硝基肌红蛋白（NO-Mb ） 和亚硝基血红蛋白（NO-Hb ） ，在之后的加热工序中又会形成稳定的粉红色。当亚硝酸盐加入不足时，反应不能持续进行，从而影响发色效果。
抑菌。亚硝酸盐是肉制品中良好的抑菌剂，它对多种致病菌的生长繁殖起抑制作用，其中以厌氧菌肉毒梭状芽孢杆菌尤为明显。至今为止，还不能完全得知亚硝酸盐的抑菌机理，有研究发现，酸性情况下，蛋白质能与亚硝基反应形成一种铁的复合物，这时ATP的浓度下降且丙酮酸的降解量急剧减小，细菌的生长也随着环境的改变而受到抑制，且酸性条件下形成的亚硝酸，快速分解产生氧气，能有效阻碍肉制品中厌氧的肉毒梭状芽孢杆菌的繁殖和生长。另外，食盐存在的情况下抑菌效果将会明显增强。
抗氧化。脂质很容易被氧化，由于肉制品中含有大量脂质，当加工或保存不当时， 很容易受外界环境（如光、氧气、温度，微生物等）的影响，破坏肉制品中原有质构，产生酸败味，甚至生成过氧化脂质等有毒有害物质，这是肉制品腐败变质的重要原因。研究发现亚硝酸盐能大幅度降低这种氧化作用，在肌肉中加入150mg/kg后，通过测定TBA值， 发现不到5周几乎完全中断了油脂的的氧化过程。因此，亚硝酸盐能高效的抑制肉制品中脂质的氧化，减少油脂酸败产生的哈喇味，在一定程度上确保了食品的优良风味与品质。
增强风味。亚硝酸盐能在一定程度上改善腌肉的风味，亚硝酸盐能促进Nacl的渗透过程，由于体系离子状态的改变，蛋白质从非溶解形态转化为溶解形态，这种变化能提高肉制品的黏着性和保水性，使肉形成独特的腌渍风味。不仅如此，亚硝酸盐还具有抗氧化的能力，能有效抑制脂肪氧化，提高其稳定性，保证了肉制品基本的香味和滋味。因此，添加亚硝酸盐后，肉制品口感更佳，广受消费者的喜爱。
亚硝酸盐的毒性及对人体的危害
作为肉制品中常见的发色剂和防腐剂，亚硝酸盐能给人视觉的美感和味觉上的口感，然而残留量过大极易引起中毒。中毒可分为急性中毒和慢性中毒。
急性中毒。急性中毒是指过量摄入亚硝酸盐或加工不合理所导致亚硝酸盐的残存，引起的人体中毒或短时间死亡。研究显示，低至0.3～0.5g 的亚硝酸盐摄入量就可引起中毒，1.0～3.0g即可致死。正是由于亚硝酸盐的毒性和产物亚硝胺的致癌性，积极寻找其安全高效替代品的任务迫在眉睫。
慢性中毒。慢性中毒是指亚硝酸盐长期在人体积累引起癌症的中毒。频繁的摄入亚硝酸盐含量高的食物极易诱发癌症，尤其是消化系统的癌变。当食物中的亚硝酸盐与胺类或酰胺类物质同时存在时，就会形成强致癌性物质 N-亚硝胺。导致亚硝酸盐残留量的因素很多，不仅仅由添加量决定，温度、时间、原料肉的品质及新鲜程度等都会影响成品中亚硝酸盐的残留量，这些因素使得人们很难把握亚硝酸盐的最适添加量，随着科技的不断进步，激起了人们对亚硝酸盐替代品研发的信心和决心。
肉制品中亚硝酸盐替代品的研究
现如今，腌肉制品已成为人们餐饮中必不可少的组分。亚硝酸盐的作用之大使其广泛运用于肉制品加工，然而亚硝酸盐对人体的危害也极大，能造成中毒，引发癌症，严重影响人体健康。找到一种亚硝酸盐的替代物迫在眉睫，迄今为止，人们还没有找到一种能完全取代亚硝酸盐的物质，只是发现某些物质加入后，能替代亚硝酸盐的部分作用，或者削减亚硝酸盐的添加量以减小亚硝胺的形成，通过大量实验和数据表明 ，可在肉制品中直接加入添加剂来替代亚硝酸盐的作用，或者使用添加物间接阻断亚硝胺的形成，从而减少成品中的致癌物。以下对此进行着重分析。
发色作用替代物。当肉制品中添加亚硝酸盐后，肉系发生一系列生物化学反应，呈现鲜艳的红色，起到发色效果。常见的亚硝酸盐替代色素有甜菜红、红曲色素、熟制腌肉色素等。实验对照显示，加入甜菜红32mg/kg的样品，与加入50mg/kg亚硝酸盐的样品有相似的色泽，但还需添加适量茶抽汁和抗坏血酸以增加甜菜红的热稳定性。采用对照实验，用1600mg/kg的红曲米色素和2000mg/kg的山梨酸钾的混合物来取代150mg/kg的亚硝酸钠的发色作用，发现二者制作出来的香肠，很难在感官评价过程中找到显著差异， 常温下还能延长成品的货架期。研究表明[9]，在低温条件下使用CCMP并采用中等剂量的γ- 射线辐照，可达抑菌的效果，同时，色泽与风味与添加156mg/kg的亚硝酸盐腌制肉相同。微胶囊技术不仅能延长色素的貯藏期，更能实现低硝化，以碳水化合物作为壁材的微胶囊色素能存放一年或更久的时间，以100mg/kg的微胶囊色素作为发色剂加入肉中，可测得成品的亚硝酸盐残留量只有1.75mg/kg。亚硝酸盐发色作用替代品能减少亚硝酸盐的使用，推动食品安全事业的发展。
抗菌作用替代物。抗菌剂能抑制肉制品中杂菌的生长，尤其是对肉毒梭菌有明显的致死作用。现如今常见的抗菌剂包括山梨酸及其钾盐、乳酸及其纳盐、乳酸链球菌素（Nisin）、延胡索酸酯、次磷酸盐、多聚磷酸盐、乙二胺四乙酸（EDTA）等；一些天然物质同样具有抗菌效果，包括茶多酚、细菌素、香辛料提取物等。这其中运用最为广泛的抗菌作用替代物是山梨酸钾，它具有安全、高效、价格低等优点。研究发现，2600mg/kg山梨酸钾和40mg/kg的亚硝酸盐同时作用于原料肉，成品的感官质量与直接添加120mg/kg亚硝酸盐并无显著差异，在实现了低硝化的同时，还能有效抑制肉毒梭菌的生长繁殖及其外毒素（肉毒毒素）的产生。不少香辛料提取物都有一定的杀菌作用，如丁香油、蒜辣素、肉豆蔻挥发油等，这些天然的物质健康且价廉。亚硝酸盐抗菌作用的替代品在一定程度上代替了亚硝酸盐的部分作用，确保肉制品具有安全的保质期。
抗氧化作用替代物。亚硝酸盐是肉制品中优良的抗氧化劑，能在一定程度上阻止油脂酸败，但是具有抗氧化能力的物质还有很多种，很多天然组分、合成物质或混合物都具有抗氧化性。4℃的条件下实验5周发现，在腌肉中添加30ppmTBGQ与等量的BHA，成品中的脂质氧化几乎完全停止。二氢杨梅素是一种天然物质，能螯合金属离子，降低金属离子催化脂质氧化的作用，从而达到抗氧化的效果。另一种天然成分Vc，广泛存在于水果蔬菜中，它的强还原性不但能确保肉制品的品质与色泽，还能减少致癌物亚硝胺的产生。实验数据显示，制作香肠时，只需0.05%Vc的添加量，亚硝酸盐盐残留量即可减少86.78%。亚硝酸盐抗氧化作用替代品能有效防止油脂氧化，保证肉制品安全鲜美。
亚硝胺抑制物研究。亚硝酸盐与蛋白质作用后能形成亚硝胺，亚硝胺很容易导致癌症的发生。因此，减少亚硝酸盐毒性的一种途径就是在原料肉中添加亚硝胺阻断剂。许多物质如α-生育酚、Vc、蒜汁等对抑制亚硝胺的形成都具有一定效果。研究表明，同时添加对人体安全无害的Vc和生育酚各500mg/kg，显著降低了肉制品中亚硝胺的形成，同时，亚硝酸盐的抗菌性能也几乎不会受到干扰。某些安全健康食品，如生姜、大蒜也能抑制亚硝胺的合成。实验发现，将生姜和大蒜制汁后运用于香肠，能有效降低亚硝胺的产生，抑制程度高至98%，且风味更佳。亚硝胺阻断剂能间接降低亚硝酸盐的危害，达到食品安全无毒的效果。
小结与展望
亚硝酸盐作为肉制品中常见的添加剂，在肉制品加工中起到重要作用，然而其危害之大，应该高度引起人们重视，实现低硝化或者无硝化亟不可待。虽然亚硝酸盐的替代物种类繁多，但效果始终不及亚硝酸盐，且有的成本较高。笔者认为开发一种新型的亚硝酸盐替代物是十分必要的，若能运用生活中常见食材，研发出一种多组分体系达到和亚硝酸盐同样的作用效果，则可大量运用于实际生产中。同时，若能在减少亚硝酸盐的前提下，提高肉制品中含量较少的营养组分，比如引进膳食纤维或某些微量元素，进行复配研究，也为功能性食品的研发开辟道路，确保肉制品更加营养健康，有待成为肉制品工业的不错发展途径。随着科技的发展，相信在不久的将来，一定可以研制出安全有效的亚硝酸盐替代物，让肉制品在鲜嫩美味的同时，极富营养价值。
在肉制品生产过程中，发色剂和防腐剂的使用是必不可少的，能有效的防止肉类腐败、变色、褪色等问题的出现，确保肉制品良好的品质、色泽及口感，而添加剂亚硝酸盐的运用，在肉制品加工中起着举足轻重的作用，正因为亚硝酸盐的存在，肉制品在确保色感新鲜红嫩的同时，还能起到抗菌效果，显著抑制了以肉毒梭菌为首的不同菌种的生长。 然而， 通过生物化学反应，亚硝酸盐能形成致癌物质亚硝胺 ， 亚硝胺极易造成中毒与癌症的产生，当亚硝酸盐使用不合理时，更是增加了癌症的风险。亚硝酸盐的危害引起了人们的重视，寻找它的有效替代物也成了一项亟不可待的任务。笔者从亚硝酸盐在肉制品中的作用、危害及其替代品现状等方面进行了综述，并对其应用前景进行了初步探索。
亚硝酸盐在肉制品加工中的作用
发色。肉制品的色泽能最直观的反映其安全性与营养价值，亚硝酸盐作为肉制品中重要的发色剂，能保证肉类鲜艳明丽的色感。当供氧不足时，肌肉中的血红蛋白（Hb）、肌红蛋白（Mb）能代谢形成高铁肌红蛋白（MetMb）、高铁血红蛋白（MetHb），使肉失去鲜红的颜色，成为略带紫色的浅灰色，而此时肌肉的p H值将会处于5. 5～6. 4 ，呈酸性状态。此时，肌肉中添加的亚硝酸盐会不断分解，形成亚硝基（NO）。肌肉中的色素蛋白能与亚硝基反应，形成鲜艳的亚硝基肌红蛋白（NO-Mb ） 和亚硝基血红蛋白（NO-Hb ） ，在之后的加热工序中又会形成稳定的粉红色。当亚硝酸盐加入不足时，反应不能持续进行，从而影响发色效果。
抑菌。亚硝酸盐是肉制品中良好的抑菌剂，它对多种致病菌的生长繁殖起抑制作用，其中以厌氧菌肉毒梭状芽孢杆菌尤为明显。至今为止，还不能完全得知亚硝酸盐的抑菌机理，有研究发现，酸性情况下，蛋白质能与亚硝基反应形成一种铁的复合物，这时ATP的浓度下降且丙酮酸的降解量急剧减小，细菌的生长也随着环境的改变而受到抑制，且酸性条件下形成的亚硝酸，快速分解产生氧气，能有效阻碍肉制品中厌氧的肉毒梭状芽孢杆菌的繁殖和生长。另外，食盐存在的情况下抑菌效果将会明显增强。
抗氧化。脂质很容易被氧化，由于肉制品中含有大量脂质，当加工或保存不当时， 很容易受外界环境（如光、氧气、温度，微生物等）的影响，破坏肉制品中原有质构，产生酸败味，甚至生成过氧化脂质等有毒有害物质，这是肉制品腐败变质的重要原因。研究发现亚硝酸盐能大幅度降低这种氧化作用，在肌肉中加入150mg/kg后，通过测定TBA值， 发现不到5周几乎完全中断了油脂的的氧化过程。因此，亚硝酸盐能高效的抑制肉制品中脂质的氧化，减少油脂酸败产生的哈喇味，在一定程度上确保了食品的优良风味与品质。
增强风味。亚硝酸盐能在一定程度上改善腌肉的风味，亚硝酸盐能促进Nacl的渗透过程，由于体系离子状态的改变，蛋白质从非溶解形态转化为溶解形态，这种变化能提高肉制品的黏着性和保水性，使肉形成独特的腌渍风味。不仅如此，亚硝酸盐还具有抗氧化的能力，能有效抑制脂肪氧化，提高其稳定性，保证了肉制品基本的香味和滋味。因此，添加亚硝酸盐后，肉制品口感更佳，广受消费者的喜爱。
亚硝酸盐的毒性及对人体的危害
作为肉制品中常见的发色剂和防腐剂，亚硝酸盐能给人视觉的美感和味觉上的口感，然而残留量过大极易引起中毒。中毒可分为急性中毒和慢性中毒。
急性中毒。急性中毒是指过量摄入亚硝酸盐或加工不合理所导致亚硝酸盐的残存，引起的人体中毒或短时间死亡。研究显示，低至0.3～0.5g 的亚硝酸盐摄入量就可引起中毒，1.0～3.0g即可致死。正是由于亚硝酸盐的毒性和产物亚硝胺的致癌性，积极寻找其安全高效替代品的任务迫在眉睫。
慢性中毒。慢性中毒是指亚硝酸盐长期在人体积累引起癌症的中毒。频繁的摄入亚硝酸盐含量高的食物极易诱发癌症，尤其是消化系统的癌变。当食物中的亚硝酸盐与胺类或酰胺类物质同时存在时，就会形成强致癌性物质 N-亚硝胺。导致亚硝酸盐残留量的因素很多，不仅仅由添加量决定，温度、时间、原料肉的品质及新鲜程度等都会影响成品中亚硝酸盐的残留量，这些因素使得人们很难把握亚硝酸盐的最适添加量，随着科技的不断进步，激起了人们对亚硝酸盐替代品研发的信心和决心。
肉制品中亚硝酸盐替代品的研究
现如今，腌肉制品已成为人们餐饮中必不可少的组分。亚硝酸盐的作用之大使其广泛运用于肉制品加工，然而亚硝酸盐对人体的危害也极大，能造成中毒，引发癌症，严重影响人体健康。找到一种亚硝酸盐的替代物迫在眉睫，迄今为止，人们还没有找到一种能完全取代亚硝酸盐的物质，只是发现某些物质加入后，能替代亚硝酸盐的部分作用，或者削减亚硝酸盐的添加量以减小亚硝胺的形成，通过大量实验和数据表明 ，可在肉制品中直接加入添加剂来替代亚硝酸盐的作用，或者使用添加物间接阻断亚硝胺的形成，从而减少成品中的致癌物。以下对此进行着重分析。
发色作用替代物。当肉制品中添加亚硝酸盐后，肉系发生一系列生物化学反应，呈现鲜艳的红色，起到发色效果。常见的亚硝酸盐替代色素有甜菜红、红曲色素、熟制腌肉色素等。实验对照显示，加入甜菜红32mg/kg的样品，与加入50mg/kg亚硝酸盐的样品有相似的色泽，但还需添加适量茶抽汁和抗坏血酸以增加甜菜红的热稳定性。采用对照实验，用1600mg/kg的红曲米色素和2000mg/kg的山梨酸钾的混合物来取代150mg/kg的亚硝酸钠的发色作用，发现二者制作出来的香肠，很难在感官评价过程中找到显著差异， 常温下还能延长成品的货架期。研究表明[9]，在低温条件下使用CCMP并采用中等剂量的γ- 射线辐照，可达抑菌的效果，同时，色泽与风味与添加156mg/kg的亚硝酸盐腌制肉相同。微胶囊技术不仅能延长色素的貯藏期，更能实现低硝化，以碳水化合物作为壁材的微胶囊色素能存放一年或更久的时间，以100mg/kg的微胶囊色素作为发色剂加入肉中，可测得成品的亚硝酸盐残留量只有1.75mg/kg。亚硝酸盐发色作用替代品能减少亚硝酸盐的使用，推动食品安全事业的发展。
抗菌作用替代物。抗菌剂能抑制肉制品中杂菌的生长，尤其是对肉毒梭菌有明显的致死作用。现如今常见的抗菌剂包括山梨酸及其钾盐、乳酸及其纳盐、乳酸链球菌素（Nisin）、延胡索酸酯、次磷酸盐、多聚磷酸盐、乙二胺四乙酸（EDTA）等；一些天然物质同样具有抗菌效果，包括茶多酚、细菌素、香辛料提取物等。这其中运用最为广泛的抗菌作用替代物是山梨酸钾，它具有安全、高效、价格低等优点。研究发现，2600mg/kg山梨酸钾和40mg/kg的亚硝酸盐同时作用于原料肉，成品的感官质量与直接添加120mg/kg亚硝酸盐并无显著差异，在实现了低硝化的同时，还能有效抑制肉毒梭菌的生长繁殖及其外毒素（肉毒毒素）的产生。不少香辛料提取物都有一定的杀菌作用，如丁香油、蒜辣素、肉豆蔻挥发油等，这些天然的物质健康且价廉。亚硝酸盐抗菌作用的替代品在一定程度上代替了亚硝酸盐的部分作用，确保肉制品具有安全的保质期。
抗氧化作用替代物。亚硝酸盐是肉制品中优良的抗氧化劑，能在一定程度上阻止油脂酸败，但是具有抗氧化能力的物质还有很多种，很多天然组分、合成物质或混合物都具有抗氧化性。4℃的条件下实验5周发现，在腌肉中添加30ppmTBGQ与等量的BHA，成品中的脂质氧化几乎完全停止。二氢杨梅素是一种天然物质，能螯合金属离子，降低金属离子催化脂质氧化的作用，从而达到抗氧化的效果。另一种天然成分Vc，广泛存在于水果蔬菜中，它的强还原性不但能确保肉制品的品质与色泽，还能减少致癌物亚硝胺的产生。实验数据显示，制作香肠时，只需0.05%Vc的添加量，亚硝酸盐盐残留量即可减少86.78%。亚硝酸盐抗氧化作用替代品能有效防止油脂氧化，保证肉制品安全鲜美。
亚硝胺抑制物研究。亚硝酸盐与蛋白质作用后能形成亚硝胺，亚硝胺很容易导致癌症的发生。因此，减少亚硝酸盐毒性的一种途径就是在原料肉中添加亚硝胺阻断剂。许多物质如α-生育酚、Vc、蒜汁等对抑制亚硝胺的形成都具有一定效果。研究表明，同时添加对人体安全无害的Vc和生育酚各500mg/kg，显著降低了肉制品中亚硝胺的形成，同时，亚硝酸盐的抗菌性能也几乎不会受到干扰。某些安全健康食品，如生姜、大蒜也能抑制亚硝胺的合成。实验发现，将生姜和大蒜制汁后运用于香肠，能有效降低亚硝胺的产生，抑制程度高至98%，且风味更佳。亚硝胺阻断剂能间接降低亚硝酸盐的危害，达到食品安全无毒的效果。
小结与展望
亚硝酸盐作为肉制品中常见的添加剂，在肉制品加工中起到重要作用，然而其危害之大，应该高度引起人们重视，实现低硝化或者无硝化亟不可待。虽然亚硝酸盐的替代物种类繁多，但效果始终不及亚硝酸盐，且有的成本较高。笔者认为开发一种新型的亚硝酸盐替代物是十分必要的，若能运用生活中常见食材，研发出一种多组分体系达到和亚硝酸盐同样的作用效果，则可大量运用于实际生产中。同时，若能在减少亚硝酸盐的前提下，提高肉制品中含量较少的营养组分，比如引进膳食纤维或某些微量元素，进行复配研究，也为功能性食品的研发开辟道路，确保肉制品更加营养健康，有待成为肉制品工业的不错发展途径。随着科技的发展，相信在不久的将来，一定可以研制出安全有效的亚硝酸盐替代物，让肉制品在鲜嫩美味的同时，极富营养价值。
