肉制品发色剂研究进展

郭卓钊 ，潘丽娟 ，郭美媛 ， 白卫东 ，3，黄妙云 ，刘晓艳 ，3

（1.广东康辉集团有限公司，广东潮州 515638；2.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州 510225；3.广州市广式传统食品加工与安全控制重点实验室，广东广州 510225）

硝酸盐、亚硝酸盐作为肉制品发色剂，其在腌腊肉生产制作过程中发挥着重要作用，有利于改善肉制品色泽，使得肉制品呈现鲜艳的玫瑰红色，能有效抑制某些腐败菌及致病菌（金黄色葡萄球菌和肉毒梭菌）的生长[1]。虽说硝酸盐、亚硝酸盐是国家认可且允许使用的食品类添加剂，它在肉制品制作中发挥着重要的作用[2]。然而，它带来的急慢性危害也不容忽视。硝酸盐不稳定，易被氧化为亚硝酸盐，过量的亚硝酸盐进入血液后，可使得组织缺氧，潜伏期短，严重者会因呼吸衰竭而死[3]。1954年Barnes和Magee发现亚硝胺二甲基对人体具有严重的致癌性后，FAO/WHO规定亚硝酸盐的每日允许摄入量ADI值为8 mg/60 kg体重[4]。传统肉制品发色剂的强致癌性使得寻找新型、安全、能降低对人体毒害性的肉制品发色剂成为人们关注的焦点。

到目前为止，人们通过以下2种方式寻找亚硝酸盐替代品。第一，寻找能替代亚硝酸盐的添加剂（如发色剂、多价螯合剂、抗氧化剂、抑菌剂及其复配物）；第二，在添加传统发色剂的情况下，添加能阻断亚硝胺形成的物质（如山梨酸、抗坏血酸、山梨酸醇及其复配物）等[5]。

1 天然食品类替代物

1.1 蛋黄粉

蛋黄粉是新型肉制品发色剂之一。最先是陈宝妹[6]发明了用蛋黄粉代替亚硝酸盐作为肉制品发色剂并应用于鱼肉、畜肉中。使用的蛋黄粉是以新鲜鸡蛋为原料，经过冻干或喷雾干燥等过程制成粉质（含大量硫化氢，其发色机理被认为是蛋黄粉中硫化氢具有与亚硝酸盐相似功能（易与肌红蛋白结合），而呈现鲜艳的红色。将5%～15%的蛋黄粉末，适量食盐、抗坏血酸等的酸菜液中浸渍3～50 h，能使肉制品发色良好、色泽鲜艳。添加适量的食盐、白砂糖、抗坏血酸、山梨糖醇等促进发色与缩短浸渍时间；因产品形态大小、目的不同，选取合适浸渍时间。用9%蛋黄粉末和适量的抗坏血酸、食盐、山梨糖醇、水制成的酸菜液腌渍猪肉与使用250 mg/kg的亚硝酸钠腌制的火腿颜色相近，但无亚硝酸盐残留。然而，使用亚硝酸钠腌渍肉的硝酸钠残留量为35 mg/kg，明显用蛋黄粉末进行腌制是安全可行的[7]。

1.2 芹菜粉

芹菜含有多种维生素、矿物质和黄酮类化合物，是一种天然硝酸盐资源库，硝酸盐含量为2 100 mg/kg。任小青等人[8]研究了3种发酵芹菜粉替代亚硝酸盐生产风干腊肠，结果表明在风干腊肠生产中，发酵芹菜粉可替代亚硝酸盐进行发色、抗氧化作用。天津农学院研究团队对芹菜粉研究较多，刘彩红等人[9]研究发现FCPmlz，FCP506，FCP504这3种芹菜粉均能起很好的抗氧化作用和抑制挥发性盐基氮的产生。芹菜粉均能阻断N-亚硝胺的合成，而肉制品色泽与使用硝酸盐发色区别几乎可以忽略。Sebranek J G等人[10]研究发现，芹菜粉约含有3%的硝酸盐，将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泽与风味，过量会产生异味，可见芹菜粉可以替代亚硝酸盐用于肉制品的发色、抑菌及抗氧化作用。

1.3 天然调味品

葱、蒜、洋葱是天然调味品。生姜有抗脂肪氧化功效，活性成分为姜辣素和六氢姜黄素，可防止油脂氧化。大蒜中的化学成分S-链烯基半胱氨酸亚砜及其含硫成分，如二烯丙基二硫化物和二烯丙基三硫化物可抑制硝酸还原菌的生长[11]。大蒜在切片时会产生大蒜素（一种抗真菌化合物）。姜黄可抑制金黄色葡萄球菌与肉毒梭状杆菌，具有相当甚至优于亚硝酸盐和抗坏血酸的强大的抗氧化性能[12]。

2 色素替代物

2.1 红曲红色素

红曲红色素，即红曲色素，是红曲霉的次级代谢产物。红曲红色素具有优异性能，如耐高温、耐氧化、pH值稳定和独特的蛋白着色效果，是一种安全、无毒、高效的色素。在发酵香肠制作中具有良好抗菌抑菌作用，在肉品低硝研发中效果显著[13]。姚波等人[14]直接用红曲红色素作为发色剂代替亚硝酸盐腌渍腊肠，结果表明添加红曲红色素0.03 g/kg时，与添加亚硝酸钠质量浓度0.15 g/kg效果相近。作为肉制品发色剂，红曲红色素生产成本过高，红曲色素的提纯及光稳定性，以及红曲红色素中的潜在危害性（桔霉素）是影响红曲红色素扩大应用的主要拦路虎。故而，深入研究红曲霉深层发酵过程，提高功能性红曲活性成分含量与红曲红色素的光稳定性，是红曲行业亟待解决的问题[15]。

2.2 甜菜红

甜菜红，又叫甜菜根红，是一种天然色素，主要成分为甜菜花青素和甜菜黄素。试验表明，添加甜菜红32 mg/kg的样品，与添加50 mg/kg亚硝酸盐样品对照色泽相似，但风味稍差；可通过加入一定量的抗坏血酸来优化。但甜菜红对热不稳定，故需加入茶抽汁和抗坏血酸以提高其热稳定性[16]。Sebranek J G等人[17]将喷雾干燥的瑞士甜菜粉作为亚硝酸盐的天然来源，其优点是不含过敏原。甜菜粉与芹菜粉类似，应以一定的浓度使用，过量会导致效果相悖。

2.3 番茄红素

番茄红素是存在于番茄、西瓜、辣椒等果蔬中的天然类胡萝卜素，其晶体深红，安全性高，着色色调自然，具有多种保健功能，如抗氧化、降血脂、提高免疫力、预防癌症等[18-19]。番茄红素，具有呈色和抗氧化作用，同时易于氧化和异构化，稳定性较差，严重限制了其应用。而富含番茄红素的番茄酱、番茄粉、番茄皮渣等番茄制品比番茄红素纯品稳定得多，且番茄制品呈酸性，可减缓微生物生长，提高产品贮藏稳定性并提高良好风味及良好色泽，因而番茄红素及其制品为研究亚硝酸盐替代品提供了可能。

2.4 胭脂树红

胭脂树红是从胭脂树的果皮中提取的红橙黄天然色素。胭脂树红对热、光和氧稳定，安全无毒，无任何致突变、致癌和遗传毒性作用。有研究发现，胭脂树提取物对产气荚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]研究发现，在香肠中使用胭脂树红部分代替亚硝酸盐作为香肠发色剂，试验发现含有60%胭脂树红的样品颜色最佳，但在微生物和感官方面并未显现优势。

2.5 亚硝基血红蛋白

亚硝基血红蛋白是利用畜禽血液的血红蛋白，合成制取亚硝基血红蛋白。黄群等人[23]研究发现：亚硝基血红蛋白对热不敏感，但对光、氧化剂、二价铁离子敏感；改变pH值对亚硝基血红蛋白有一定的降解作用；大部分金属离子、食品辅料与亚硝基血红蛋白不发生反应。亚硝基血红蛋白作为发色剂取代亚硝酸盐添加到肉制品中，可以实现低硝、无硝肉制品开发。同时，可有效利用动物血液（含蛋白质、维生素、生物酶、微量元素等），使得产品优质、富营养化。故而，亚硝基血红蛋白作为肉类发色剂毋庸置疑是国内外的研究热点[24]。

3 其他物质

3.1 一氧化碳

国内外广泛使用一氧化碳作为新型的气体发色剂，尤其是畜禽等红肉的加工。肉的颜色主要取决于肌红蛋白含量及存在形式[25]。CO与肌红蛋白结合后极稳定，从而发色、护色效果较好。目前，利用CO直接或间接处理动物产品使产品色泽良好，主要方式有利用气调包装，将待加工肉放置在包装袋中发色，如将肉放入含CO的气调包装袋中，可使产品有效保存期由原来的3～7 d延长至15～30 d，该技术已在牛肉产品中得到大量应用。

3.2 茶多酚

茶多酚具有优异的抗氧化功能，是一种优良的天然食品抗氧化剂。孙京新等人[26]在鸡胸肉中加入食盐、亚硝酸盐、茶多酚、维C来部分代替亚硝酸盐，研究不同条件下的护色效果。结果显示，亚硝酸盐、维C和茶多酚复配使用，既能促进鸡肉制品发色，又能有效保护其颜色；但其发色和护色效果仍受一些因素的影响，如温度、光线、氧气、蒸煮加热与否等加工或贮藏条件等的影响显著。姚宏亮等人[27]研究了不同发色剂组合（以抗坏血酸、茶多酚、蛋黄粉、红曲红色素等发色（助） 剂形成一定的组合）对广式腊肉感官及亚硝酸钠残留量的影响。结果显示，添加0.3%茶多酚、7%蛋黄粉、0.04%红曲红配方组的腊肉发色好且亚硝酸钠残留量极低。可见。茶多酚与其他添加剂的混合使用能增强其护色发色效果。

3.3 氨基酸

添加0.3%的氨基酸和肽的结合物且用10×10-6的亚硝酸钠或0.5%的赖氨酸盐和精氨酸等量混合物，可使肉制品色泽良好。可见氨基酸类物质有可能大幅度降低亚硝酸钠的用量。

4 复合配方替代物

4.1 碳酸钠与五碳糖

寇德运[28]研究发现，在猪肉、牛肉和禽肉火腿中添加碳酸钠与五碳糖（木糖）、加入10%～30%烟酞胺或维C作为发色助剂；由于氨基酸能加快发色反应的速度，其中含硫氨基酸效果最好。因而，加入含硫氨基酸有助于发色和缓解褪色现象，得到的产品发色效果与亚硝酸盐、硝酸盐近似，且安全性高。

4.2 乙基麦芽酚和柠檬酸铁

乙基麦芽酚是利用淀粉发酵制备的一种增香剂，柠檬酸铁则是营养强化剂。在肉类加工中，不添加亚硝酸盐，而是在某工序中添加乙基麦芽酚、柠檬酸铁，其效果与使用亚硝酸盐色泽相同，且能长期护色。麦芽酚与氨基酸的反应，增加了肉的香味。刘登勇等人[29]研究发现，柠檬酸铁与麦芽酚应用于烤羊腿内层肉的发色剂，发色效果好且稳定。

4.3 L-抗坏血酸和烟酰胺

L-抗坏血酸和烟酰胺是较为常用的食品发色助剂。在肉制品加工中加入亚硝酸的同时，加入L-抗坏血酸及其钠盐、烟酞胺混合使用，可使肉制品呈色良好。抗坏血酸的使用量通常是原料肉的0.02%～0.05%，烟酞胺的添加量为0.01%～0.02%，也可以在腌制时，将原料肉浸泡在0.02%的混合物水溶液中[4]。

4.4 其他

姚宏亮等人[27]试验证实茶多酚、蛋黄粉、红曲红复合使用可获得良好发色效果。有试验证实，亚硝酸盐、茶多酚、维C能部分代替亚硝酸盐，且产品发色效果一致。梁成云等人[30]通过加入红曲红色素、高粱红色素与亚硝酸钠的复配物到香肠中。结果显示，3种色素：高粱红色素0.08 g/kg，红曲红色素0.03 g/kg，亚硝酸钠0.01 g/kg的使用配方发色效果最佳，且减少了亚硝酸钠在香肠中的使用，实现了低硝肉制品加工。

5 生物性发色剂

生物性发色剂近年来逐步成为研究热点。目前，生物性发色剂主要有耐盐性乳酸菌及乳酸菌素和葡萄球菌。

乳酸菌是不产孢子的G+菌，能利用Cm(H2O)n并产生乳酸，近年来在食品中的应用成为热门[31]，肉制品中将乳酸菌作为添加剂应用的有火腿、午餐肉、烤肠等。耐盐性乳酸菌应用到腌制肉加工中能抑制腐败菌生长、有效提高肉制品储存性能，降低亚硝酸盐的生成，而且发色良好，也给腌腊肉制品带来了特有风味。故而在肉制品加工中加入乳酸菌作为发色剂具有一定的研究性。乳酸链球菌素（Nisin）属多肽，作为防腐剂，具有天然、高效、无毒特点，对于食品腐败菌中的革兰氏阳性菌有良好抑菌作用，但其抗菌谱窄，故不能单一替代亚硝酸盐。

肉葡萄球菌广泛用于发酵肉制品，具有硝酸盐还原酶活性，在15～200℃便可以将硝酸盐还原成亚硝酸盐，300℃时转化效率更高。在培养基和肉基质中肉葡萄球菌均可将高铁肌红蛋白转化为红色肌红蛋白衍生物。有学者曾在香肠中接种葡萄球菌部分替代亚硝酸盐并观测香肠发色情况，得到的香肠发色良好。

6 结语

肉制品中亚硝酸盐替代品的研究已在科研工作者中进行了较多研究。然而，到目前为止尚未发现有单一物质能替代亚硝酸在腌腊肉制品中的作用，目前研究成果仅限于单一替代亚硝酸盐的抑菌作用或发色作用。而复合添加剂替代效果相对较单一物质替代效果好。基于天然香料、天然色素、生物菌（葡萄球菌、耐盐性乳酸菌）在部分替代亚硝酸盐作为肉制品发色剂上是可行的，未来的肉制品发色剂的研究可尝试将天然香料、天然色素与生物菌的复配使用抑或是寻找其他新型肉制品生物菌及其代谢产物作为发色剂，以期达到发色、低硝、安全的目的，甚至达到降低肉制品生产成本、增加产品口感和风味的作用。