熟肉加工中硝酸盐替代物的选择及配套使用技术

徐琳，杨春，张江宁，郭沛荣，卢健鸣（山西省农业科学院农产品加工研究所，山西太原030031）



熟肉加工中硝酸盐替代物的选择及配套使用技术

徐琳，杨春，张江宁，郭沛荣，卢健鸣
（山西省农业科学院农产品加工研究所，山西太原030031）

以乳酸菌素（Nisin）、双乙酸钠（SDA）、红曲红（red kojic）、焦糖色（caramed）、丁羟基茴香醚（BHA）、二丁羟基甲苯（BHT）等多种天然为主的食品添加剂，经试验取代对人体有害的亚硝酸盐，提高食品安全性。其中Nisin用量为200 mg/kg配合SDA 1 200 mg/kg抑菌，以红曲红200 mg/kg配合焦糖色20 g/kg着色，以BHA与BHT各100 mg/kg抗氧化，并配以VC和柠檬酸各60mg/kg作抗氧化助剂，蔗糖脂肪酸酯1.5g/kg为乳化助剂，起到配套全面替代亚硝酸盐的抑菌、着色和抗氧化等多种作用。

肉制品；抑菌；着色；抗氧化；配套技术

在肉食品加工中，由于亚硝酸盐具有很好的着色、提香、抑菌、抗氧化等多种作用而且价格低廉，因而被人们沿用已久，到目前也是各国普遍使用的肉食品加工重要添加剂。但亚硝酸盐对人体健康有害，食品中含量达0.3 g/kg～0.5 g/kg即可中毒，3 g/kg～5 g/kg造成死亡。亚硝酸盐替代物的研究文献多见报道，但文献中论述的大多是以某类替代物起到亚硝酸盐的某一方面作用，少见到在多方面同时替代亚硝酸盐的研究报道。该文利用以天然为主的多种添加剂进行替代亚硝酸盐的筛选研究，不同添加剂分别在不同方面进行比较筛选，然后进行综合配套使用研究，力求从提香、抑菌、抗氧化、着色等各方面达到替代亚硝酸盐的理想效果［1-4］。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

新鲜五花猪肉：太原美特好超市；红曲红：江门科隆生物技术公司；辣椒红、高粱红：上海乐香生物科技公司；焦糖色：河北百味生物科技公司；乳酸链球菌、纳他霉素：安泰生物工程公司；双乙酸钠、壳聚糖：广州穗欣化工公司；茶多酚：南京泽朗生物工程公司；烟酰胺、丁羟基茴香醚、二丁羟基甲苯：百灵威科技有限公司；抗坏血酸钠、柠檬酸、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠：太原市宏达化学试剂公司；亚硝酸钠：天津福晨化学试剂食品添加剂分厂。

1.2仪器与设备

生化培养箱（HH.B11360）：天津实验仪器厂；可见分光光度计（721）：上海佑科仪器仪表有限公司；高压灭菌锅（YXQ，SG46，280）：上海佳腾实验设备有限公司；高效组织捣碎机（JJ-2）：常州国华电器有限公司；酸度计（PHS-3B）：上海雷磁仪器厂；电磁炉、菌落计数器等多种试验器具及加工设备。

1.3方法

在进行大量的资料查新了解的基础上，通过多种方式、多层次试验、进行比较筛选研究。选出能够从抑菌、着色、抗氧化等各方面有明显效果替代亚硝酸盐的安全低毒的替代物，并确定配套使用的方法。研究中不同指标的检测、替代物的添加使用均按照有关国标，以下为使用较多的几种国家标准。

食品添加剂的使用范围及最大使用量或残留量：GB 2726-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》；熟肉制品卫生指标：GB 2726-2005《熟肉制品卫生标准》；肉中亚硝酸盐测定：GB 5009.33-2010《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》；油脂过氧化值的测定：GB/T 5538-2005《动植物油脂过氧化值测定》；菌落总数测定：GB 4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》；肉与肉制品感官评定：GB/T 22210-2008《肉与肉制品感官评定规范》。

表1为根据国标原则自制的着色效果评分标准。

表1　着色效果评分标准Table 1　The score criteria of color in cooked meat products

2　结果与分析

2.1抑菌剂的试验选择

2.1.1乳酸链球菌素（Nisin）的抑菌试验

乳酸链球菌素（Nisin）的抑菌试验结果如图1所示。

图1　乳酸链球菌素使用效果图Fig.1　Comparison of antibacterial effect for the use of Nisin

乳酸链球菌素是使用较多的天然抑菌剂，其抑菌机理是破坏细胞壁，使细胞质渗出，能够抑制革兰氏阳性菌（如乳杆菌、葡萄球菌和链球菌属等）的生长和繁殖，对革兰氏阴性菌如酵母菌和霉菌无效。它是一种无毒、防腐效果好的天然抑菌剂。但它仅在酸性条件下（pH≤4.5）稳定，pH≥4.5时抑菌能力逐渐下降。国标规定使用限量为500mg/kg，本研究采用100mg/kg～300 mg/kg的用量。试验结果（见图1），在进行5 d贮存期的试验时，用量在100mg/kg时菌落总数达1×105CFU/g、用量为150 mg/kg时达到8.3×104CFU/g，即超出国标允许含量。用量在200 mg/kg时含菌量在5×104CFU/g以下，远远低于标准限量，有明显效果［5-8］。

2.1.2双乙酸钠（SDA）

双乙酸钠是乙酸钠和乙酸的复合化合物，是高效细菌和霉菌的抑制剂。它的抗菌谱广，而且它不改变食品特性、不受食品本身pH影响、参与人体的新陈代谢，最终产物为CO2和H2O。水溶液内的单分子乙酸可以降低溶液的pH，并且与肉中酯化合物有很好的相溶性。它可高效抑制肉类、果蔬粮豆等多种食品中常见的有害菌，例如黄曲霉、黑曲霉，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。但它对食品中有益的乳酸菌、酵母菌不产生作用。在肉制品加工中用量为卤料和肉总量的0.3 g/kg～3 g/kg之间。它不改变食品特性，并能保持食品原有营养和风味的特点。

双乙酸钠的抑菌试验结果如图2所示。

图2　双乙酸钠使用效果图Fig.2　Comparison of antibacterial effect for the use of SDA

在用量比较试验中（见图2），双乙酸钠添加量为200 mg/kg～1 600 mg/kg，当双乙酸钠添加量为800 mg/kg时菌落总数超过8×104CFU/g的国标标准，当用量升高到1 200 mg/kg时菌落总数降到5.4×104CFU/g，用量升高在1 600 mg/kg时含菌量降到2.8×104CFU/g，远远低于国标的限量。所以用量应在1 200 mg/kg以上［9］。

2.1.3乳酸链球菌素与双乙酸钠复配使用

乳酸链球菌素与双乙酸钠配合用量情况见表2。

表2　乳酸链球菌素与双乙酸钠配合用量表Table 2 The compositions of Nisin and SDA at different ratio　mg/kg

在多种天然抑菌剂单独使用的基础上，又进行了复配效果试验。在多项组合的试验中，乳酸链球菌素与双乙酸钠复配效果优于其它组合。乳酸链球菌素虽然抑菌效果好，但对革兰氏阴性菌和霉菌无效。例如沙门氏菌、志贺氏菌和金黄色葡萄球菌这3种是革兰氏阴性菌同时也是致病菌，而乳酸链球菌素对它们无效。此外单独使用乳酸链球菌素受pH影响也有很大局限性，所以使用单一乳酸链球菌素是不理想的。双乙酸钠不仅没有这方面局限，而且溶解后为两个乙酸水溶液偏酸性，大大扩展了抑菌谱，加强了抑菌作用，是很好的抑菌剂组合。它们组合又产生了很好的增效作用。

不同比例乳酸链球菌素与双乙酸钠组合的抑菌试验结果如图3所示。

图3　乳酸菌素、双乙酸钠不同比例使用效果图Fig.3　Comparison of antibacterial effect for different proportions of couple of Nisin and SDA

复配后抑菌效果明显提高，试验贮存期采用15 d。乳酸链球菌和双乙酸钠的复配经多种比例配合，发现两者复配时，双乙酸钠的用量变化对抑菌效果影响较大。做了乳酸链球菌用量固定在200 mg/kg，双乙酸钠的用量为600 mg/kg～1 200 mg/kg之间的试验。设计各组合用量（见表2）。试验结果说明（见图3），到15 d时乳酸链球菌素固定在200 mg/kg，与800 mg以上双乙酸钠用量相配的A、B、C 3个组合菌落总数都在8×104CFU/g的国标允许范围之内（A、B、C分别为4.3×104、5.5×104、7.4×104CFU/g）抑菌效果很好。仅双乙酸钠用量为600 mg/kg的D组合菌落总数超过标准下限达到8.2×104CFU/g。我们选定了乳酸链球菌素200 mg/kg，双乙酸钠1 200 mg/kg用量远低于国标的高效果抑菌剂组合，明显好于各自的单独使用的效果，是很好的复配抑菌剂组合［10-12］。

2.2着色材料的选择

不同着色剂不同保存期颜色效果评分比较如图4所示。

图4　不同着色剂不同保存期效果比较图Fig.4　Comparison of coloring effect for different colorants in different storage period

红色色素的种类很多，如：胭脂红、萝卜红、甜菜红、苋菜红、酸枣红、高粱红、辣椒红、红曲红和焦糖等多种。其中大部分色素对于肉制品来说颜色过于艳亮，它们多用于有酸味的糖果、饮料之中。本项目仅选用高粱红、辣椒红、红曲红和焦糖4种天然色素进行着色效果比较试验。其中辣椒红、高粱红、焦糖、红曲红和亚硝酸钠的添加量按常规添加量分别为：0.4、0.3、20、0.3 g/kg和0.15 g/kg。

处理后的评分（见图4）：亚硝酸钠9.6、红曲红为10、焦糖为9.3，辣椒红和高粱红为8.8和8.5，略低于前面几种。存放至15 d时，亚硝酸钠和红曲红色价最高也相近，颜色很稳定。焦糖下降幅度稍大，辣椒红和高粱红色价大幅度下降。它们各自的色价分别为亚硝酸钠9.2、红曲红9.1、焦糖7.8、辣椒红5.8、高粱红5.5，因此我们选用红曲红作为主选着色剂基本达到要求。为了颜色更发酱色、发亮、持久稳定再添加定量焦糖。各自用量为红曲红200 mg/kg、焦糖色20 g/kg（为低于国标限量用量）。使用时先将它们按需要量称取，用水溶解再加入到煮肉料汤，它们对pH没有严格要求不必调酸度。以这两种着色剂配合处理后着色效果很好，而且只要不是在阳光直射下，褪色程度很低，在15天时褪色为5%左右，当采用一定包装和控温贮存是3个月内不褪色［13-14］。

2.3抗氧化剂的选择与分析

2.3.1抗氧化剂单独使用效果比较

不同抗氧化剂单独使用效果比较如图5所示。

图5　不同抗氧化剂单独使用效果比较Fig.5　Comparison of effect of antioxidant for different antioxdant used alone

任何食品在贮存过程中受到光、热、空气等环境的影响都会产生氧化反应，严重时发生氧化酸败。肉制品的氧化酸败主要是由于肉制品中不饱和脂肪酸氧化分解所致，因此必须进行抗氧化处理。其方法为避光控氧等对食材所处环境条件控制，另外添加适量的抗氧化剂是减少产品的氧化分解的重要方法。食品抗氧化剂种类很多，抗氧化机理基本一致，是提供氢原子，消耗了食品内部和所接触的环境中的氧，抑制了氧化酶的活性，使抗氧化剂自身被氧化，来阻断食品油脂的氧化的反应［7］。我们选用BHA（丁羟基茴香醚）、BHT（二丁羟基甲苯）、烟酰胺、茶多酚4种抗氧化剂进行抗氧化对比试验，经试验15 d保质期后检测得知，当添加量为40 mg/kg经检测其样品的酸价：使用BHA为2.8、BHT为3.0、烟酰胺为3.3、茶多酚为3.1。添加量为80 mg/kg时酸价值分别为BHA为2.7、BHT为2.9、烟酰胺为3.1、茶多酚2.9；添加量为120 mg/kg时酸价分别为BHA为2.2、BHT为2.4、烟酰胺为2.7、茶多酚为2.5、；添加量为160 mg/kg时酸价分别为BHA为2.20、BHT为2.35、烟酰胺为2.6、茶多酚为2.50（见图5）所示。

从上述试验结果得知：1）化学抗氧化剂BHA和BHT在各种比例的对比试验中，使用效果均优于天然抗氧化剂烟酰胺和茶多酚；2）BHA和BHT国标允许用量200 mg/kg，试验分别从40 mg/kg用到160 mg/kg之间。用量在40 mg/kg～120 mg/kg之间时，随着BHA和BHT的增加抗氧化效果不断增加，在160 mg/kg以后抑菌效果提高很少，因此BHA和BHT时用量应在120 mg/kg以内［15-17］。

2.3.2抗氧化剂复配使用效果比较

抗氧化剂复配使用效果比较如图6所示。

图6　抗氧化剂复配效果Fig.6　Comparison of effect of antioxidant for differenten formulated composite antioxidant

将BHA和BHT设定为A组合，将茶多酚、烟酰胺设定为B组合，再以亚硝酸钠和单独使用BHA作对照（见图6）。各自用量为60 mg/kg～120 mg/kg之间。经比较试验，在用量为100 mg/kg时，它们的酸价分别为：A组合为2.0、B组合2.4、BHA2.5。此用量比用量在80mg/kg时A组合和B组合及单独使用BHA分别高出10%、11.5%和12.5%，而比用量增加到120 mg/kg时分别仅低3.35%、2%和5.5%。因此说明：A组合的BHA与BHT各自使用100 mg/kg为最适用量，其结果还说明A组合优于B组合，同时优于单独使用BHA。与亚硝酸钠的1.95仅差2.5%，十分接近，效果最好。这样确定抗氧化剂采用BHA和BHT复配使用的A组合，其用量为各自100 mg/kg。

2.4多种加工助剂配合使用

在确定了硝酸盐替代物主料的种类和用量之后，还要配用几种加工助剂。加工助剂：为柠檬酸、抗坏血酸、蔗糖脂肪酸酯以及复合磷酸盐。经试验确定，其中添加柠檬酸60 mg/kg、抗坏血酸60 mg/kg作为抗氧化助剂，提高抗氧化效果；添加1.5 g/kg的蔗糖脂肪酸酯，以利于油溶和水溶不同组分的相溶。另外还要添加磷酸盐，起到对肉制品保水、螯合肉中的金属离子提高鲜嫩口感，提高出品率等多方面作用。表3为卤肉加工中4种磷酸盐以5种比例使用的效果比较试验，其中III号配方得率最高，效果最好，为该项目的使用配方。

复合磷酸盐复配效果比较见表3。

表3　复合磷酸盐复配效果比较Fig.3　Comparison of effect of water retention for different formulated compound phosphates

复合磷酸盐使用总量按国标规定为肉量的0.5%，其中焦磷酸盐、三聚磷酸盐、六偏磷酸盐和磷酸二氢钠4种磷酸盐在总量内分别占比例为40%、35%、10%和15%［8］。使用方法是：分别按需要量先称取BHA和BHT于250 mL烧杯中，加20倍容积的植物油充分搅拌溶解，接着将柠檬酸和抗坏血酸及蔗糖脂肪酸酯1.5 g/kg，及肉料总量0.5%的复合磷酸盐加入并添加20倍容积的水，于60℃～80℃下加热搅拌充分溶解混匀，最后加入到煮肉料液锅中［18-20］。

3　结论

1）本文采用多种材料进行了对肉制品加工中惯用的硝酸盐的替代研究，从抑菌、着色、抗氧化等多方面，基本上达到了使用亚硝酸盐的抑菌、颜色和抗氧化标准。

2）抑菌剂：乳酸链球菌素与双乙酸钠以200∶1200配比使用，其效果与亚硝酸钠使用效果基本一致。

3）着色剂：红曲红和焦糖色分别以200 mg/kg、20.0 g/kg添加，颜色自然稳定。

4）抗氧化剂：以丁羟基茴香醚100 mg/kg和二丁羟基甲苯甲苯100 mg/kg，在适量油脂中溶解后加入。

5）加工助剂：柠檬酸、抗坏血酸各60 mg/kg，乳化剂蔗糖脂肪酸酯1.5 g/kg，复合磷酸盐0.5%。

通过各种添加剂在不同方面的作用，在不使用亚硝酸盐的情况下，起到了亚硝酸盐在肉制品加工中的抑菌、护色、抗氧化等多方面的作用。

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Choice and Combined Use of Different Nitrite Substitutes in Cooked Meat Products

XU Lin，YANG Chun，ZHANG Jiang-ning，GUO Pei-rong，LU Jian-ming
（Institute of Agro-Products Processing，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，Shanxi，China）

Beacuase of harm of nitrite to human，it was substituted by a variety of natural food additives according to our experimental results to enhance food security.As nitrite substitutes，the food additives include Nisin，sodium diacetate（SDA），monascus red pigment，caramel，butyl hydroxy anisd（BHA），butylated hydroxytoluene（BHT），and so on.The results showed that nitrite could be completely substituted by a set of nitrite sub stitutes.Inthesetofnitritesubstitute，200mg/kgNisinmatchedwith1200mg/kgSDAaspreservatives，200mg/kg monascus red pigment matched with 20 g/kg caramel as colorants，100 mg/kg BHA matched with 100 mg/kg BHT as antioxidants，60 mg/kg vitamin C and 60 mg/kg as antioxidant additives and 1.5 g/kg sucrose fatty acid ester as emulsifying additives play antibacterial，coloring and antioxidant roles.

meat product；antimicrobial；color；antioxidant；combined use

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.019

徐琳（1971—），女（汉），助理研究员，学士，研究方向：农产品加工。

2015-05-15