肉脯中亚硝酸盐发色作用替代品的研究

张婷婷，陈丽琴，张宾乐，廖素兰，于立志

(1.武夷学院 茶与食品学院，福建 武夷山 354300；2.江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏 无锡 214122)

1 概述

亚硝酸盐作为护色剂、发色剂被广泛应用于肉制品中[1]，它使肉制品保持鲜红色，还能防止肉毒梭状杆菌的生长，并改善肉制品的组织和口感[2]，但亚硝酸盐对人体具有公认致癌性和致突变性[3]，因此国内外学者们一直在探索其替代品。本实验针对亚硝酸盐对肉制品的发色作用，选取红曲红、辣椒红、蛋黄粉三类天然发色剂进行替代研究。红曲红为天然色素，安全，无致癌、致突变性[4]，且对心血管疾病、佝偻病、糖尿病有很好的功效[5]；蛋黄粉是以新鲜鸡蛋经过多道工序制成的粉质，含有胡萝卜素、叶黄素、玉米黄素等天然色素等[6]；辣椒红是从辣椒中提取的天然色素，热稳定性好，且对人体具有抗癌、抗辐射等功能，有很好的发展前景[7]。因此本实验将上述三类发色剂分别应用于肉脯制作中，以亚硝酸钠为参考对照，通过色差计测定和比较添加不同发色剂的肉脯的红度值差异，探索在肉制品中亚硝酸盐发色作用的最佳替代品。

2 材料与方法

2.1 材料与设备

2.1.1 实验原料

猪后腿肉:武夷山菜市场；红曲红：广东科隆生物科技有限公司；辣椒红：晨光生物科技集团股份有限公司；蛋黄粉：郑州安康食品化工有限公司；亚硝酸钠：郑州佳捷化工产品有限公司；山梨酸钾：南通醋酸化工股份有限公司；食用盐：福建省盐业集团有限责任公司。

2.1.2 仪器与设备

WSC-S型测色色差计 上海精科仪器有限公司；BSA224S型电子分析天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；BCD-215KJN型冰箱 青岛海尔股份有限公司；YXD-24B型高级电热食品烤箱 广州市豪宝厨具有限公司。

2.2 实验方法

2.2.1 肉脯制作工艺流程[8]

图1肉脯制作的工艺流程图
Fig.1 Process flow chart for making dried meat slice

2.2.2 操作要点

2.2.2.1 选料

选用新鲜的猪后腿肉，去除污血，将肉洗净备用。

2.2.2.2 绞碎

将洗净的猪肉绞碎成肉泥，挑出筋膜。

2.2.2.3 调配

将盐、山梨酸钾、亚硝酸钠或其代替品按一定比例称好后加到绞碎好的肉泥中，充分搅拌，腌制。

2.2.2.4 腌制

室温腌制1 h。

2.2.2.5 铺片

腌制后的肉泥分别以单重为10 g平铺在涂好油的烤盘中，压薄。

2.2.2.6 烘烤

上下火温度180 ℃，时间15 min。

2.2.3 测定指标和方法

肉色的评价目前主要有感官评定法、仪器测定法、化学测定法和计算机视觉检测方法[9,10]。本次实验采用仪器测定法——色差计测色法，以a*(红度)值的差异来比较和评价亚硝酸钠及其替代品对肉脯的发色效果。

由于同一块肉脯的不同位置存在色泽差异。因此，测色前均将肉脯研磨成粉并混匀，使测量更加准确。每组样品测量3次，取其平均值。

2.2.4 实验设计

实验选用肉脯作为样品，以红曲红、辣椒红和蛋黄粉为亚硝酸钠替代品，采用测色色差计测定样品的红度值a*。通过比较其红度值差异，来寻找肉脯制作中亚硝酸盐发色作用的最佳替代品。

红曲红、辣椒红均属于安全、无毒、天然提取的食用类色素，因此GB 2760-2014《食品添加剂使用卫生标准》未限定其在肉脯中的添加量，“按生产需要适量使用”即可[11]；而蛋黄粉则属于食品原料，对使用量更无需限定。

2.2.4.1 不同发色剂对生鲜肉泥红度值的影响

将肉泥分为5份，每份10 g，各添加0.03 g食盐和0.005 g山梨酸钾，再向每份肉泥中分别加入一种不同的发色剂，浓度均为0.006%。在常温下腌制48 h，在腌制过程中测定红度值的变化情况。

2.2.4.2 不同发色剂对肉脯红度值的影响

a.加热对发色剂的发色效果影响

将2.2.4.1中腌制的生鲜肉泥压制成型后入箱烘烤，烘烤温度180 ℃，烘烤时间15 min。通过测定和计算烘烤前后肉脯红度值的差值，判断不同发色剂的热稳定性。计算公式为△a=a1-a2，式中：a1为烤前红度值，a2为烤后红度值。

b.不同浓度发色剂对发色效果的影响

将肉泥分为4组，每组5份，每份10 g，每份添加0.03 g食盐和0.005 g山梨酸钾，每组肉泥添加一类发色剂，浓度分别为0.002%，0.004%，0.006%，0.008%，0.010%。烘烤温度180 ℃，时间15 min。采用色差计测定成品肉脯的红度值a*。

c.不同比例发色剂两两复配对发色效果的影响

将肉泥分为16份，每份10 g，每份添加0.03 g食盐和0.005 g山梨酸钾，再各添加总量为0.012%的发色剂，分别为蛋黄粉、红曲红、辣椒红以1∶1，1∶2，1∶3，2∶1，3∶1的比例两两复配，参考对照组添加等量的亚硝酸钠。烘烤温度180 ℃，时间15 min。采用色差计测定成品肉脯的红度值a*。

d.光照对发色剂发色效果的影响

通过以上实验得出发色效果最好的单种发色剂及发色剂复配组合，进行光稳定性实验，向4份同样含有0.03 g食盐、0.005 g山梨酸钾的10 g肉泥中，其中2份添加等量的最优发色剂或发色剂复配组合，1份添加等量亚硝酸钠做参考对照，1份做空白对照，烘烤温度180 ℃，时间15 min。制作好的肉脯置于室内靠窗处，暴露于空气中，连续11天每隔1 天测定1次红度值，绘制曲线图。

3 结果与分析

3.1 对生鲜肉泥红度值的影响

图2 腌制时间对生鲜肉泥红度值的影响Fig.2 Effects of curing time on the redness values of fresh meat mud

由图2可知，经过对生鲜肉泥腌制48 h过程中的观察与测定，红度值最高的为红曲红，其次为蛋黄粉和亚硝酸盐，辣椒红的红度值略低，有添加发色剂的红度值均高于空白组。

由图2可知，鲜肉泥的红度值随腌制时间的延长而下降，因此，选取腌制3 h时红度值较高的生鲜肉泥用于制作肉脯。

3.2 不同发色剂对肉脯红度值的影响

3.2.1 加热对发色剂稳定性的影响

图3 烘烤前后肉脯红度值的变化Fig.3 Changes of redness values of dried meat slice before and after baking

由图3可知，烘烤前后肉脯的红度值差值△a，空白组为5.05，亚硝酸盐为6.72，红曲红为8.21，蛋黄粉为6.19，辣椒红为4.28。差值越大时，说明发色剂的热稳定性越差。因此，热稳定性按从高到低依次为：辣椒红>空白>蛋黄粉>亚硝酸盐>红曲红，因此辣椒红的热稳定性最好。红曲红在烘烤前与烘烤后，红度值均为最高的，其次是蛋黄粉和亚硝酸盐。

3.2.2 不同浓度发色剂对肉脯红度值的影响

图4 添加不同浓度发色剂对肉脯红度值的影响Fig.4 Effects of adding different concentration of chromogenic reagent on the redness values of dried meat slice

由图4可知，添加红曲红肉脯的红度值明显最好，在任意浓度下均高于其他三类发色剂。随着红曲红浓度的提高，红度值逐渐升高，当浓度为0.008%时，红度值最高，为14.64，与浓度为0.01%时基本持平，因此从成本考虑，红曲红最佳添加浓度为0.008%。亚硝酸盐的发色性能基本与蛋黄粉持平，略有偏高，而辣椒红的发色性能则最低。

3.2.3 不同复配比的发色剂对肉脯红度值的影响

图5 不同复配比对肉脯红度值的影响Fig.5 Effects of different blending ratios on the redness values of dried meat slice

添加等量亚硝酸盐的参考对照组的肉脯红度值a*=12.33，由图5可知，红曲红与蛋黄粉复配时，红度值最高。当复配比为1∶2时，红度值a*最高，为15.31，高于其他任意组合，也明显高于亚硝酸盐对照组。由于蛋黄粉具有乳化性，因此对色素有稳定作用。因此，红曲红与蛋黄粉以1∶2复配时，发色效果最好。

3.2.4 光照对发色剂稳定性的影响

图6 肉脯放置不同天数时的红度值变化Fig.6 Changes of redness values of dried meat slice during different days

由上述实验得出，亚硝酸盐替代效果最好的发色剂为红曲红，最优的发色剂复配组合为红曲红与蛋黄粉以1∶2复配，因此选取最优的这2组替代品，添加量均为0.008%，进行光稳定性实验。由图6可知，将肉脯暴露在光照条件下11天，红曲红组的肉脯红度值远高于其他组，说明红曲红的发色性及光稳定性均优于其他组。红曲红与蛋黄粉复配组的红度值在4天之前高于亚硝酸盐，但在6天之后的红度值则低于或接近亚硝酸盐，因此，红曲红与蛋黄粉以1∶2复配的稳定性低于亚硝酸盐。

4 结论与讨论

4.1 结论

亚硝酸盐护色作用的最佳替代品为红曲红，最适添加量为0.008%，制作出的肉脯红度值为14.64，远高于添加等量亚硝酸盐或其他替代品的肉脯红度值，且红曲红在光照条件下稳定性也最好；其次是蛋黄粉，发色性能与亚硝酸盐相当，亦可作为替代品；辣椒红的发色性能最差，低于亚硝酸盐，但其热稳定性最好，若需长时间高温加工的肉制品，可适当添加辣椒红。最优的复配组合为红曲红与蛋黄粉以1∶2复配，红度值明显高于亚硝酸盐对照组，当添加总浓度为0.012%时，复配组的肉脯红度值为15.31，而亚硝酸盐对照组仅为12.33。

4.2 讨论

王柏琴等[12]曾用红曲红色素作为发酵香肠的发色剂进行呈色研究，实验证明红曲色素可以有效地作为发酵香肠的发色剂及部分亚硝酸钠的替代品。李杉杉等[13]研究了红曲红代替亚硝酸盐在川式香肠中的应用，结果表明在避光包装条件下，红曲红色素添加量为0.12 g/kg时，或在透明包装条件下，红曲红色素添加量为0.12 g/kg，异抗坏血酸钠添加量为0.45 g/kg时，两者在贮藏27天后均能达到亚硝酸钠添加量为0.12 g/kg的添加水平。近年来，有许多学者纷纷研究和探讨了红曲红色素在香肠、腊肉、火腿等各类肉制品中替代亚硝酸盐的发色效果，结果均表明红曲红色素应用于各类肉制品中呈色是可行的，这与本实验得出的“红曲红对替代亚硝酸盐在肉制品中的发色作用有很好的效果”结论一致。但红曲红色素也存在一些问题[14]，如曾检出一种对人畜有害的真菌毒素——橘霉素，以及生产成本高等。关于蛋黄粉应用于肉制品中替代亚硝酸盐发色作用的研究并不多见，本实验研究结果表明蛋黄粉单独使用时，发色性能与亚硝酸盐相当；且红曲红与蛋黄粉以1∶2复配时，发色性能甚至优于亚硝酸盐。

近年来还有学者研究了其他物质对肉制品的护色作用，也有较好的替代功效。例如：在风干牛肉干制作中，按照牛肉重量的0.2%接种乳酸菌，并添加0.1%维生素C，其色泽与添加了50 mg/kg亚硝酸钠的风干牛肉干的色泽接近[15]。在对组氨酸的发色研究中，表明它可以赋予肉制品理想的红色，且色泽稳定[16]。还有关于芹菜粉、姜黄、番茄红素和胭脂树红等的研究[17]，众多实验证明还存在许多能代替亚硝酸盐在肉制品中护色作用的安全、健康的替代品。同时，我们还能采用降低亚硝酸盐在肉制品中添加量的方式以降低其毒性，薛丽等[18]研究发现，在亚硝酸钠添加量相同的条件下，添加0.05%维生素C可使香肠中亚硝酸钠残留量降低86.78%。

但是，亚硝酸盐添加在肉制品中除了发色，还有防腐及增加风味的作用，因此要完全取替亚硝酸盐在肉制品中的地位，还需要进一步研究探索，例如选用天然安全的发色剂与防腐剂、增味剂等复配，经过系统的实验比较，探讨最优的替代组合品；或是对食品资源的综合利用等。近日，罗马尼亚专家研发出可替代亚硝酸盐的天然食品添加剂——沙棘粉，系从沙棘中提取植物精油后的副产品，富含蛋白质与纤维，并具有抗氧化、抗菌特性，香肠加入沙棘粉后呈沙棘果的黄色，口感、保质期与传统香肠相差不大，但更为健康[19]。这在探索亚硝酸盐替代品的道路上又进了一大步，相信在不久的未来，我们一定能找到完全天然、安全、健康且并低廉的替代品，并广泛应用于全世界范围的肉制品加工中，完全替代亚硝酸盐在肉制品中的地位。