发酵肉制品中亚硝酸盐调控措施研究进展

宁家文，赵银峰，王 蜀，张佳敏，吉莉莉，任春萍，唐 春

（1. 成都大学食品与生物工程学院，四川 成都 610106；2. 四川高金实业集团股份有限公司，四川 遂宁 629018）

0 引言

肉的发酵自古以来就被用来延长肉类保存期，最早的记录可以追溯到公元前1500 年。肉类发酵是肉类加工的一种方式，但产生是偶然的，而非人们刻意的追求[1]。发酵肉制品是以畜禽肉为原料添加食盐、香辛料等调味品，在自然或人工条件下经特定微生物和酶的作用，加工制成的一类产品，其共同特点是加工时间长，且干燥后质量损失较大[2]，但营养价值较高、风味较好。目前，世界上发酵肉制品主要为火腿、培根和香肠三大类。我国著名的传统发酵肉制品有金华火腿、宣威火腿、牛干巴、广式香肠和川式腊肉等[3]。

然而，在发酵肉制品加工过程中不可避免地会加入或产生亚硝酸盐，使肉制品呈现良好的色泽[4]，产生特殊的风味，起到抗氧化、抑制肉毒梭状芽孢杆菌[5]等作用。但亚硝酸盐又是一种强大的氧化剂，过量后会导致低血压，并通过高铁血红蛋白的形成限制氧在体内的运输和输送[6]。虽然绝大多数食用的亚硝酸盐来自天然蔬菜和水果，而不是食品添加剂，但消费者对含有这些化合物在规定含量内的肉制品依旧保持着观望态度。多年来，人们一直在担心亚硝酸盐的癌症风险，因有可能转化为具有致癌作用的亚硝胺[7]。因此，必须对产品中的亚硝酸盐含量进行有效控制。研究对发酵肉制品加工过程中亚硝酸盐的调控措施进行了综述。

1 发酵肉制品中亚硝酸盐的来源和危害

亚硝酸盐来源可分为合成亚硝酸盐和天然亚硝酸盐。合成亚硝酸盐由于其稳定性、均匀性和价格低廉而广泛应用于工业。在现代卫生安全和健康理念下，消费者更倾向于选择减少亚硝酸盐使用或使用它的替代产品[8]。研究人员常常将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[9]。天然亚硝酸盐是天然物质，其安全性高，被消费者接受的能力强，是近年的研究热点之一。例如，预转化芹菜粉是肉制品工业中常用的一种天然亚硝酸盐来源，含有西芹汁粉的香肠和火腿与含有亚硝酸钠的肉制品具有相似的品质特性。一旦亚硝酸盐被添加到配方中，与肉制品接触，参与发酵作用，就开始逐渐消失，没有与肌红蛋白反应的亚硝酸盐就成为了亚硝酸盐[10]。残留量过高的亚硝酸盐会引发中毒，使血管壁平滑肌松弛，引起血管扩张，症状比较轻的病人会出现面部潮红、头部胀痛，并有波动感、眼睛发黑、心悸等，严重的病人会出现血压下降、心律失常、休克。研究发现，二级胺在酸性条件下与亚硝酸经亚硝基化生成世界公认的强致癌物之一的亚硝胺化合物，长期或一次大量摄入会引发肿瘤和亚硝胺急性中毒。

2 发酵肉制品中亚硝酸盐的调控措施

2.1 控制加工条件

2.1.1 控制食盐添加量

食盐可以增强肉制品的保水能力，从而促进理想凝胶质地的形成，也可通过控制生化反应和酶促反应来促进香气和风味的产生。此外，高浓度食盐能够降低水分活度，提高环境的渗透压来抑制微生物的生长繁殖。汤兴宇等人[11]以不同食盐添加量（0，1%，3%，5%，7%） 的发酵肉为研究对象，测定发酵肉亚硝酸盐残留量，结果表明，发酵初期（0～5 d），食盐添加量0，1%和5%发酵肉中的亚硝酸盐残留量显著降低（p＜0.05），食盐添加量7%发酵肉中的亚硝酸盐残留量显著升高（p＜0.05），这是因为在发酵初期，亚硝酸盐主要起到发色和抑菌作用。发酵后期（10～15 d），亚硝酸盐残留量明显降低，将食盐添加量控制在3%是较为合理。由此可见，高盐可能导致发酵肉制品中亚硝酸盐残留增加，适当降低食盐添加量对亚硝酸盐残留控制有重要作用。

2.1.2 控制发酵温度

发酵温度越高，微生物的繁殖速度越快，有益菌产酸越多，对杂菌抑制越大，对亚硝酸盐的降解能力加强，亚硝酸盐的扩散会受到温度的影响，亚硝酸盐的平均含量随着温度的升高而增加[12]。贾仁勇等人[13]研究了香肠中亚硝酸盐的残留量与温度的关系，随温度的升高、贮藏时间的延长，亚硝酸盐含量减小。但温度过高也会增快硝化还原菌的繁殖速率[14]，发酵温度控制为4～6 ℃时，亚硝酸盐残留量与10 ℃相比降低了2～6 mg/kg。由此可知，低温发酵有利于发酵肉中亚硝酸盐的控制。

2.1.3 控制发酵时间

发酵时间会影响肉制品品质和安全性，发酵时间过短，无法形成良好风味，菌种降解亚硝酸盐不足；发酵时间过长，乳酸含量过高，酸味随之过重。研究人员添加2 种不同来源的亚硝酸盐（纯NaNO2或富硝酸盐蔬菜浓缩物） 在3 种不同的发酵时间（6，12，24 h） 下对香肠中亚硝酸盐含量的影响，结果表明，发酵时间越长，香肠中2 种不同来源的亚硝酸盐残留量都会随之降低[15]。姚巧云[16]以胡萝卜为原料，研究了胡萝卜汁在加工贮藏过程中亚硝酸盐的变化，试验发现，胡萝卜汁中亚硝酸盐含量却会随着贮藏时间的延长呈增加趋势。因此，控制发酵时间是控制亚硝酸盐含量的重要措施之一。

2.1.4 控制原料肉的品质

不同种类的肉制品选择的产品配方、加工工艺、亚硝酸钠添加量完全一致的情况下，在发酵后的亚硝酸盐残留量却是不同的，这是因为不同种类的肉中的肌红蛋白和血红蛋白的含量是不完全相同的，比如猪肉和牛肉通常被称为红肉，肌肉呈红色， 这是由于肉中存在肌红蛋白与血红蛋白， 红肉中肌红蛋白含量高， 参与亚硝酸盐反应生成较多的亚硝基肌红蛋白。鸡肉通常称为白肉，肌红蛋白含量较少、肉质蛋白高[17]，发生降解的亚硝酸盐也就较少。有研究者对来自不同地区的生牛肉中硝酸盐和亚硝酸盐的含量进行检测，结果表明，同一种类不同部位的肉制品中的亚硝酸盐含量也会有所不同，腰大肌的肉亚硝酸盐含量最高，半腱肌的肉亚硝酸盐含量最低[18]。

2.1.5 控制加工方法

多数研究表明，微波或高压等常规物理加工可以降低发酵肉制品中亚硝酸盐含量，但近年来某些发达国家已对更多的物理加工方式进行了研究。

冷等离子体是一种电离气体，在大气或低压条件下获得，其中包含生物活性物种的混合物，如正离子和负离子、电子、光子和自由基[19]。先前的研究报道，冷等离子体处理液体可能导致亚硝酸盐的产生，这是由等离子体- 水相互作用引起的。Jung S等人[20]研究了直接冷等离子体处理对肉末混合过程的影响，结果表明，经30 min 处理后，肉中亚硝酸盐含量逐渐升高。

超声被认为是一种非热的新兴技术，在食品工业中具有巨大的潜力和广泛的应用前景。美国使用的声波频率是高于人类可听极限，其在食品加工领域的应用频率可能在20～100 kHz[21]。因为超声波增加了液-固系统中的传质过程，所以研究人员将其作为减少肉制品中盐和硝酸盐含量的一种办法。

2.2 添加亚硝酸盐清除物

2.2.1 添加天然植物

天然物质的添加在发酵肉制品的制作中具有重要的地位。具有助发酵和抑制发酵肉制品腐败及酸败、部分替代食盐等作用[22]。目前，大多选择添加天然物质来干扰亚硝化反应[23]。王莹[24]研究了茶山海棠叶在用自然冲泡和磨碎浸提2 种传统方式在模拟胃酸条件下清除亚硝酸盐的能力，结果表明，2 种茶汤都有较好的清除亚硝基的能力，茶水比在1∶50 下，对亚硝基的清除作用随茶汤质量浓度的增加而增大。也有研究人员将芦荟汁加入腌制品中，通过芦荟凝胶的吸附作用来降低产品中亚硝酸盐的残留量。通过复配的方式添加天然物质也是一种更好的思路，孙学颖等人[25]将沙葱和孜然复配加入发酵香肠中，在经过成熟过程后，加入沙葱和孜然的亚硝酸盐残留量为5.66 mg/kg，显著低于空白组。

2.2.2 添加植物提取物

采用适当的溶剂或方法，以植物为原料提取或加工的物质，此类物质能够减少肉制品成分中亚硝酸盐的添加量，从而使其达到可接受的值，并防止已知的有害影响，一些替代化合物和技术已经证明在不改变其特定特性的情况下[26]，能够有效降低亚硝酸盐残留量。在制作时，加入姜[27]、苹果[28]和地胆草[29]等提取物对产品中的亚硝酸盐均具有良好的清除作用。研究人员从苹果幼果中提取多酚[30]，制作柠檬果皮精油[31]，在模拟酸性条件下多酚中的咖啡酸具备良好的亚硝酸盐清除能力，且各极性部位的总酚含量与清除亚硝酸盐的能力呈显著正相关[32]。

2.2.3 添加微生物

已有很多学者分离出对亚硝酸盐具有良好降解能力的菌株，添加微生物发酵剂显然可在一定程度上降低亚硝酸盐[33]，乳酸菌对于产品的发色、风味及亚硝酸盐等都有积极的作用[34]。贺莉莉[35]研究了3 株乳酸菌（嗜酸乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌）对不同浓度亚硝酸盐的降解效果，发现每株乳酸菌对亚硝酸盐的降解率均在74%以上。一些菌株可以产生具有降解作用的亚硝酸盐还原酶，中毒的小鼠同时灌喂亚硝酸盐还原酶液能够有效缓解其中毒症状，延长其存活时间，其酶量越大，小鼠存活时间越长，解毒效果越好[36]。利用人工接种的方式可以有效减少发酵肉制品中亚硝酸盐的含量，如发酵蔬菜中分离出来的植物乳杆菌DMDL 9010[37]，具有较高的亚硝酸盐降解能力，且添加天然微生物发酵剂对发酵香肠的色泽有更显著的改善[38]。

2.3 亚硝酸盐替代物

自20 世纪报道二甲基亚硝胺会引起肝癌以来，研究人员便一直在寻找亚硝酸盐的替代物。迄今为止，仍未寻找或开发出一种能完全替代亚硝酸盐的物质。

亚硝酸盐在肉制品中的作用主要是发色、促进风味形成、抗氧化、抑菌的作用。因此，目前的替代物研究主要是针对亚硝酸盐的某一项作用进行替代。例如，红曲红色素常常作为替代硝盐发色的物质，不仅具有色价高、光稳定性强、色调纯正、pH值适用范围广、水溶性好等特点，同时还具备一定的防腐、抗氧化作用。乳酸链球菌素是一种多肽抗菌素，能对肉毒杆菌、单增李斯特菌等革兰氏阳性菌有明显的抑制作用，可作为替代亚硝酸盐抑菌作用的物质，除此之外还有研究表明[39]，在制作中式香肠时添加600 mg/kg 乳酸链球菌素及40 mg/kg 添加亚硝酸钠的组与添加90 mg/kg 亚硝酸盐的组相比，品质差异不明显，这表明乳酸链球菌素还具有替代亚硝酸盐，从而降低其用量的作用。在防腐剂能力方面，一般是以茶多酚、维C 为主，但维C 性质并不稳定，完全应用于工业生产仍有局限性，而茶多酚不但是一种天然的抗氧化物质，而且还具有明显的保健功能。在风味方面，除了常作为替代物的味精外，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。

3 结语

发酵肉制品具备营养丰富、风味独特、保质期长等特点。控制发酵肉制品中亚硝酸盐可以提高产品安全性，符合消费者需求。通过在发酵肉制品制作过程中控制食盐质量分数（3%）、发酵温度（4～6 ℃）、发酵时间（12～24 h）、添加亚硝酸盐清除物质、使用亚硝酸盐替代物等方法控制亚硝酸盐含量。当前我国发酵肉类加工以作坊式、现代化产业式为主，标准化程度不高，应加强生产过程中的各项管理，将加工方式标准化。通过不断地吸取国外先进的技术工艺，控制发酵肉制品中的亚硝酸盐含量，合理使用亚硝酸盐，减少人们对发酵肉制品的偏见，使亚硝酸盐在生活中发挥更大作用，从而提高产品品质，满足人们安全、健康、美味和营养丰富的发酵肉制品的需求。