天然植物提取物替代亚硝酸钠对中式培根特性的影响

王 卫，熊 玮*，李晓燕，何 丹，黄本婷，张佳敏，白 婷，吉莉莉

（1.成都大学 肉类加工四川省重点实验室，四川 成都 610106；2.苏州闻达食品配料有限公司，江苏 苏州 215300）

硝酸盐（亚硝酸钠、硝酸钠及硝酸钾）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、增香、防腐、抑菌和抗氧化等多种功能，可显著降低肉品安全风险，延长肉制品保质期[1]。研究与应用表明，按照添加剂卫生安全标准添加硝酸钠加工的肉制品是安全的[2]。超量甚至滥用硝酸盐可导致食物中毒或致癌性亚硝胺的产生，这引起公众对硝酸盐添加剂安全性的担忧[3-4]，也加深了消费者对加硝酸盐肉制品的恐惧[5]。因此，不添加硝酸盐的有机食品的开发以及清洁标签食品的推进越来越受到关注，也促进了更为安全可靠、经济适用、能替代硝酸盐和亚硝酸盐在肉制品中应用的多种功能性添加剂的寻找。

目前，不含亚硝酸钠肉制品的研究与开发主要有几个途径：一是在配方中将硝酸盐或亚硝酸盐去除，但因产品感官和贮藏性的缺陷，此类产品的消费量始终未见大的增长[6-7]；二是用其他添加剂复合或单独替代亚硝酸钠[8-9]。如以红曲等色素替代亚硝酸钠发色，迷迭香、没食子酸丙酯等替代抗氧化，乳酸链球菌素、山梨酸盐等替代抑菌防腐等[10]，但均不如亚硝酸钠有效，仅应用于某些短期贮藏甚至即做即食的产品中[11]；三是应用天然植物提取物。如葡萄柚、白柠檬、迷迭香、石榴、橙子和芹菜等的提取物替代亚硝酸钠，具有较好的发色、抑菌、抗氧化等作用[12-13]，在欧美已有类似的商品化产品且获得在肉制品中应用的法规许可，开发出了从标签上去除亚硝酸钠的更为“天然”的产品[14-15]。

培根（Bacon）是西式肉制品三大主要品种（培根、火腿和香肠）之一，也是我国引进的主要西式肉制品类型，我国对西式培根在调味和工艺等方面进行改进，开发出了适应我国消费需求的中式培根产品[16-17]。亚硝酸钠是培根中必不可少的添加辅料之一，对产品的特有色泽、风味和保质期发挥着重要作用，研究也显示了培根中添加亚硝酸钠与亚硝胺形成的关系[18]。本研究用天然植物提取物替代亚硝酸钠加工中式培根，以添加亚硝酸钠的常规产品作为对照，在冷藏期对产品色度、氧化还原值、pH值、亚硝酸盐残留量及细菌总数等指标进行测定，研究天然植物提取物替代亚硝酸钠对产品特性的影响，探究用天然植物提取物替代亚硝酸钠的可能性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

五花肉 四川高金实业有限公司；天然植物提取物（商品号T10 PLUS，为葡萄柚、白柠檬、迷迭香、石榴和橙子提取物的混合物） 苏州闻达食品配料有限公司。

食盐、白砂糖、卡拉胶、烟熏液、大豆分离蛋白、D-异抗坏血酸钠、亚硝酸钠及五香料等辅料 市售；邻苯二甲酸氢钾、混合磷酸盐、氯化钠、亚铁氰化钾、乙酸锌、冰醋酸、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、亚硝酸钠及硼酸钠 成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

YZ-D1盐水注射器 山东省诸城市佳利机械厂；BVRJ-30滚揉机、BYXX-50自动蒸煮烟熏炉、BQPJ-I切片机 嘉兴艾博不锈钢机械工程有限公司；GY-ZB-6202真空包装机 江西赣云食品机械有限公司；AC-A305色差仪 柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；722S可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司；PHS-3C pH仪 上海三信仪表厂；XY-05无菌均质器 宁波新艺超声设备有限公司；GR60DA立式自动压力蒸汽灭菌器厦门致徽仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 实验设计

对西式培根工艺进行改进，制作中式培根[17]，以天然植物提取物产品T10 PLUS替代亚硝酸钠（实验组），以添加亚硝酸钠的常规产品作为对照，测定产品2～4 ℃条件下冷藏期间的色度、pH值、氧化指标、亚硝酸盐残留量及菌落总数等指标，进行2 组产品的特性比较。

1.3.2 产品配料及制作

中式培根的配料及制作：1）原料五花肉去皮，修整到适当大小，添加亚硝酸钠的对照组按照常规培根配方进行辅料配制，亚硝酸钠添加量0.01%，实验组用天然植物提取物产品T10 PLUS替代亚硝酸钠，按照推荐量0.40%添加；2）采用中式五香料等辅料调味，五香料等辅料经熬煮抽提香味物质，调制为香料水并冷却，将食盐及其他辅料倒入香料水中，并根据注射液量添加一定冰水，辅料充分溶解制成盐水注射液，盐水的温度控制在2～4 ℃，通过盐水注射机进行原料肉的注射；3）将注射后的肉料放入真空滚揉机中，静置4 h后滚揉6 h，真空度为-0.08 MPa；4）滚揉后的肉块放入模具中成型，吊挂在车架上，推入蒸煮箱中蒸煮（设定温度72 ℃，中心温度达到60 ℃后推出），蒸煮后60 ℃干燥烟熏30 min，再入冷却库冷却至2～4 ℃，切片包装后0～4 ℃冷藏，进行成品和贮藏期间产品各项指标测定。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 色差

用AC-A305色差仪测定培根截面的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）。每份样品取10 个位点，测定结果取平均值。

1.3.3.2 pH值

培根绞碎后取10 g样品，装入250 mL锥形瓶中，加入90 mL纯水，摇匀后浸泡15 min，将滤纸置于漏斗中，过滤浸泡液，取滤液，用矫正后的pH计测定其pH值。

1.3.3.3 氧化指标

酸价（acid value，VA）测定：参照GB/T 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》[19]；过氧化值（peroxide value，POV）测定：参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》[20]。

硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值的测定：参照刘姝韵等[21]的方法。取10 g肉样，用研钵研细，加入50 mL 7.5%三氯乙酸（含0.1% EDTA），混合均匀并振摇30 min，并使用滤纸过滤多次；取上清液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中保温30 min，取出冷却1 h后，1 600 r/min离心5 min；取上清液，加入5 mL氯仿摇匀，静置分层后取上清液分别在532 nm和600 nm波长处比色，记录吸光度（A）。TBARs值按照下式计算。

1.3.3.4 菌落总数

参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[22]。称取25 g样品，放入盛有225 mL磷酸盐缓冲液或生理盐水的无菌锥形瓶中混匀，制成1∶10（m/V）的样品匀液；选取3 个适宜的连续稀释度，每个稀释度接种3 个平行无菌平皿，每皿1 mL；翻转平板，置于（36±1） ℃培养48 h后计数。

1.3.3.5 亚硝酸盐残留量

参照GB 5009.33—2010《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐及硝酸盐的测定》[23]中的分光光度计法测定。

1.3.3.6 感官评定

由10 位经验丰富的评价员组成评价小组，根据表1对成品从色、香、味及质地等方面进行感官评定[24]。

表 1 中式培根的感官评定标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of Chinese bacon

1.4 数据处理

采用SPSS 17.0和Origin 8.1软件进行数据统计处理和作图，采用SAS 8.2分析系统软件进行数据的方差分析和Fisher's LSD多重比较。

2 结果与分析

2.1 冷藏期间中式培根的色度

L*越大代表肉的颜色越鲜亮，a*越大代表红色越深，b*越大表示颜色越偏黄，反之偏绿[25]。其中a*对肉制品感官可接受性的影响最大。由图1可知，随着冷藏时间的延长，2 组样品的L*均呈增大趋势。冷藏1～5 d，实验组样品的L*显著低于对照组，10 d后差异逐步减小，20 d后L*基本一致。表明冷藏开始阶段，添加亚硝酸钠样品的亮度更强，此后2 组样品的差异逐渐减小。

图1 冷藏期间实验组与对照组中式培根L*的变化Fig. 1 Change in L* of Chinese bacon during cold storage

图2 冷藏期间实验组与对照组中式培根a*的变化Fig. 2 Change in a* of Chinese bacon during cold storage

由图2可知，2 组样品的a*随冷藏时间的延长均呈减弱趋势。冷藏1～5 d，实验组样品的a*显著高于对照组；10～20 d，实验组a*下降，对照组上升，2 组趋于一致；此后2 组样品的a*均有所减弱，而实验组的减弱程度大于对照组。表明对于刚加工后的产品，添加天然植物提取物产品的a*更优，此后2 组样品的差异减小，随着冷藏时间的延长，添加亚硝酸钠的产品红度值更佳。

图3 冷藏期间实验组与对照组中式培根b*的变化Fig. 3 Change in b* of Chinese bacon during cold storage

由图3可知，在冷藏的前20 d，实验组样品的b*始终大于对照组，20 d后基本不存在差异。从产品商品属性对色度的要求上考虑，在冷藏的25 d内，无论亚硝酸钠还是天然植物提取物，均可使产品保持较好的外观色泽，而添加亚硝酸钠的产品在冷藏30 d时的色泽依然较佳，其发色护色作用优于天然植物提取物组。

2.2 冷藏期间中式培根的pH值

培根类低温肉制品在贮藏阶段因残留的乳酸菌等不利微生物繁殖，导致pH值下降，产品质量也随之下降[26]。由图4可知，加工后2 组培根的pH值分别为6.15和6.19，冷藏20 d后下降幅度增大，冷藏30 d时，实验组样品的pH值下降至5.41，对照组下降至5.88。尽管添加天然植物提取物可以满足产品保质要求，但亚硝酸钠抑制培根酸化的作用比天然植物提取物稍佳，这与亚硝酸钠更强的抑菌、抗氧化等作用有关。

图4 冷藏期间实验组与对照组中式培根pH值的变化Fig. 4 Change in pH value of Chinese bacon during cold storage

2.3 冷藏期间中式培根的氧化指标

图5 冷藏期间实验组与对照组中式培根POV的变化Fig. 5 Change in POV of Chinese bacon during cold storage

图6 冷藏期间实验组与对照组中式培根AV的变化Fig. 6 Change in AV of Chinese bacon during cold storage

图7 冷藏期间实验组与对照组中式培根TBARs值的变化Fig. 7 Change in TBARs value of Chinese bacon during cold storage

POV、AV和TBARs值是判定肉制品脂质水解和脂肪氧化状态的重要指标，其取决于加工工艺、配方及贮藏条件[27-28]。由图5～7可知，冷藏期间，2 组产品的POV、AV和TBARs值均逐步出现显著变化。实验组样品在冷藏20～25 d期间POV最高，10 d前AV较高，15 d后稳定在1.0 meq/kg左右，TBARs值初始较稳定，之后稍有升高。在冷藏的20 d内，实验组与对照组没有显著差异，25 d后差异增大，而对照组POV、AV和TBARs值均比实验组稍低。即使冷藏至30 d，2 组产品的差异仍然不显著（P＞0.05），表明尽管亚硝酸钠呈现更佳的抗氧化性，但在冷藏期间，天然植物提取物表现出可以替代亚硝酸钠的抗氧化功能。

2.4 冷藏期间中式培根的菌落总数

图8 冷藏期间实验组与对照组中式培根菌落总数变化Fig. 8 Change in total bacterial count of Chinese bacon during cold storage

微生物特性是评判及度量产品可贮性最直接的指标[29]。产品总菌数超过6.0 （lg（CFU/g））表明已变质，超过7.0 （lg（CFU/g））表明已腐败。由图8可知，2 组产品在冷藏25 d内的菌落总数为3.0～5.0 （lg（CFU/g）），至30 d时，实验组样品的菌落总数未超过6.0 （lg（CFU/g）），对照组未超过5.0 （lg（CFU/g）），表明添加天然植物提取物或亚硝酸钠的产品实验期间的菌落总数均在低于6.0 （lg（CFU/g））的合格产品范围，而亚硝酸盐的抑菌效果略优于天然植物提取物。

2.5 冷藏期间中式培根的亚硝酸盐残留量

表 2 冷藏期间实验组与对照组中式培根的亚硝酸盐残留量Table 2 Change in residual nitrite in Chinese bacon during cold storage mg/kg

由表2可知，实验组未添加亚硝酸钠，一直保持不高于0.85 mg/kg的本底值，可达到绿色食品和清洁标签产品要求[30]。对照组按国家食品添加剂卫生标准添加亚硝酸钠，亚硝酸盐残留量为23 mg/kg左右，贮藏期间略有下降，但始终低于30 mg/kg，符合产品安全标准[31]。

2.6 冷藏期间中式培根的感官评定

图9 冷藏期间实验组与对照组中式培根的感官评分Fig. 9 Change in sensory evaluation score of Chinese bacon during cold storage

感官品质是消费者决定是否购买以及判定肉制品优劣最为直接、最为重要的指标[32]。由图9可知：培根产品冷藏的25 d内，实验组和对照组的感官总评分平均值分别为7.0和7.2，均在质量较优范围（感官总评分7.0以上）；25 d后已呈现显著的质量变化，至冷藏30 d时，对照组样品的质地和滋味分值低于7.0，而实验组尽管仍然在可接受范围内，但质地和滋味显著变差，色泽评分更是已低至6.0。

实验组与对照组间差异最大的是色泽，添加天然植物提取物的产品分值比添加亚硝酸钠的产品稍低，但差异不显著；而2 组产品的质地、气味及滋味不存在显著差异，总评分也无显著差异。冷链贮藏10 d内，实验组样品色泽稍差，质地、气味及滋味未见显著差异；至冷藏25 d，实验组样品的色泽评分为6.8，显著低于对照组（7.9），从而影响总评分，而质地、气味及滋味仍未见显著差异；冷藏至30 d时，实验组样品的色泽评分与对照组间的差异增大，其余指标也比对照组略差。

在本研究条件下，以感官评定为指标，在25 d的贮藏期内，添加天然植物提取物的产品尽管在色泽稳定方面的效果稍逊于添加亚硝酸钠，但2 组产品的质地、气味及滋味无显著差异，添加天然植物提取物可以使培根保持较佳质量。这表明天然植物提取物的发色和色泽稳定效果不如亚硝酸钠，但完全可以替代亚硝酸钠保持培根冷藏25 d期间的质量特性。

3 结 论

硝酸盐仍将是肉制品中最为重要的发色和防腐添加剂之一，只要按安全标准添加，完全可以保证产品的安全性。与此同时，消费者对更为安全、健康的有机食品的需求也在不断增长，从而进一步推进肉制品加工中能够替代硝酸盐的添加剂的研究和产品开发[33]。在中式培根加工中用天然植物提取物T10 PLUS替代亚硝酸钠，以添加亚硝酸钠的常规产品作为对照，研究天然植物提取物替代亚硝酸钠对产品特性的影响。结果表明：在实验期内，实验组和对照组产品均呈现较好的红度值和外观色泽，而亚硝酸钠的护色作用比天然植物提取物稍佳；分析pH值、POV、AV及TBARs值的测定结果可知，添加亚硝酸钠的产品抑制酸败和抗氧化能力略强，但与添加天然植物提取物的产品无显著差异；亚硝酸钠表现出略优于天然植物提取物的抑菌效果，但在产品冷藏的25 d内差异不显著；感官评定结果表明，亚硝酸钠组产品的色泽指标更佳，其他指标未见显著差异。天然植物提取物在中式培根中具有良好的发色、抗氧化及抑菌等功能，尽管在赋予产品良好色泽和抑菌功能上稍逊于亚硝酸钠，但在产品贮运流通所需的保质期内完全可以替代亚硝酸钠发挥作用。虽然添加亚硝酸钠产品的亚硝酸盐残留量符合国家安全标准，但仍然高于

20 mg/kg，而添加天然植物提取物产品的亚硝酸盐残留量为不到1.0 mg/kg的极低值。本研究结果表明，对于无硝肉制品的开发以及清洁标签产品的推行，天然植物提取物具有良好的应用前景。