复合香辛料亚硝化抑制剂对西式培根品质的影响

陈文静 姜皓 杨华 马俪珍 任小青

摘 要：研究对N-亚硝胺具有阻断作用的复合香辛料亚硝化抑制剂（composite spice nitrosation inhibitor，CSNI）

在西式培根中的应用效果。设计4 组实验：1）阴性对照（negative control，NC）组：以原料肉质量计，配制由0.06%亚硝酸钠、9%食盐、1.5%复合磷酸盐、5%白糖等组成的腌制液，注射量为20%;2）阳性对照（positive control，PC）组：在NC组基础上添加0.055%异抗坏血酸钠;3）CSNI组：在NC组中添加CSNI;4）PC+CSNI组：在PC组中添加CSNI。制成西式培根，分别对西式培根成品和烧烤（200 ℃，5 min）西式培根进行感官评定、pH值、红度值（a*）、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值、亚硝酸盐残留量、生物胺含量及N-亚硝胺含量测定。结果表明：相比NC、PC组，PC+CSNI组西式培根成品的感官评分最高，TBARs值（0.24 mg/kg）、亚硝酸盐残留量（20.48 mg/kg）和生物胺总量（184.68 mg/kg）均处于较低水平，CSNI对N-亚硝胺的形成（总量为9.29 μg/kg），特别是N-二甲基亚硝胺的形成有显著的阻断效果，且CSNI的添加对产品的pH值和a*均未造成显著影响;西式培根烧烤后，由于水分和脂肪溶出，致使烧烤西式培根的亚硝酸盐残留量、生物胺含量和N-亚硝胺含量总体呈升高趋势，但均未超过相关规定的限量值。

关键词：复合香辛料亚硝化抑制剂;西式培根;亚硝酸盐;生物胺;N-亚硝胺

Abstract： The effect of a composite spice nitrosation inhibitor （CSNI）， which is found to be able to block the formation of N-nitrosamines， was studied in western bacon. This experiment was divided into 4 groups： negative control （NC）， injected with a marinade solution of 0.06% sodium nitrite， 9% common salt， 1.5% phosphate mixture and 5% white sugar at 20% relative to the mass of raw meat; positive control （PC）， NC + 0.055% sodium erythorbate; CSNI， NC + CSNI; and PC + CSNI groups. Each group was prepared into western bacon through saline injection， vacuum tumbling， drying， and smoking. Sensory evaluation and measurement of  pH value and redness value （a*） were performed on the western bacon products and grilled bacon （200 ℃ for 5 min）， and thiobarbituric acid reactive substances （TBARs） value， nitrite residue， biogenic amine content and N-nitrosamine content were determined as well. The results showed that compared with the NC and PC groups， the PC + CSNI group had the highest sensory score， with low levels of TBARs value （0.24 mg/kg）， nitrite residue （20.48 mg/kg）， and biogenic amines （184.68 mg/kg）. CSNI remarkably blocked the formation of N-nitrosamines （total amount of 9.29 μg/kg） especially N-nitrosodimethylamine， and it did not significantly affect the pH value or a* of the product. After the western bacon was grilled， due to the release of moisture and fat， the nitrite residue， biogenic amine content， and N-nitrosamine content showed an overall upward trend， but none of them exceeded the respective safety limits.

Keywords： composite spice nitrosation inhibitor; western bacon; nitrite; biogenic amine; N-nitrosamines

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20191225-313

西式培根是由猪的腹部肉或肋条肉经过盐水注射、真空滚揉、干燥、烟熏等工艺制成的低温西式腌肉制品[1]，其肥瘦均勻、风味独特，是日常饮食的重要组成部分，适用于多种烹饪方式，如煎、炸、烤、炒[2]，深受广大消费者喜爱。亚硝酸盐由于具有发色、防止脂肪过度氧化、赋予腌肉制品特有风味、抑制肉毒梭状芽孢杆菌生长及其毒素产生的作用[3]，是腌肉制品中广泛使用的腌制剂[4]，但是摄入过多亚硝酸盐会对人体健康产生危害，甚至引起中毒，同时亚硝酸盐还会和肉制品中蛋白质的分解产物仲胺发生反应，生成强致癌物N-亚硝胺。目前，对于控制亚硝酸盐所带来的不利作用从两方面进行研究，一方面是添加亚硝化抑制剂以阻断N-亚硝胺的形成;另一方面是减少亚硝酸盐使用量或添加发酵蔬菜粉以替代亚硝酸盐的作用[5]。在添加一定量亚硝酸盐的同时，如何有效阻断N-亚硝胺生成成为目前肉制品加工领域亟待解决的问题。

近年来，研究发现，香辛料作为肉制品加工中的辅料不仅可以调味和改善香气，而且可以通过与亚硝酸盐发生氧化还原反应清除亚硝酸盐，进而阻止N-亚硝胺的生成[6]。张健斌[7]研究表明，八角和丁香对N-亚硝胺形成的阻断效果均随添加量的增加而增强，抑制率最高可达90%以上，二者的精油成分对N-二甲基亚硝胺（N-nitrosodimethylamine，NDMA）均有较强的阻断作用。周凤超等[8]研究发现，花椒、丁香和桂皮提取物清除亚硝酸盐的能力较强，丁香对N-亚硝胺的阻断能力强于其他2 种香辛料。马俪珍等[9]研究发现，桂皮、柚子皮、八角和花椒提取液体积分别为10、20、20、15 mL，复配后的混合提取物对NDMA的阻断率高达87.23%。黄建蓉等[10]

研究发现，花椒与八角按质量比1∶2进行复配，其对亚硝酸钠的清除能力具有协同增效作用。

前期实验利用体外模拟亚硝化实验，筛选对NDMA抑制率较高的香辛料复配比例，得到阻断率达64.412%的香辛料精油最佳配比为：胡椒精油2.078 mL/L、姜油3.118 mL/L、花椒精油3.692 mL/L、八角精油2.833 mL/L和丁香精油0.218 mL/L。本研究将此复合香辛料亚硝化抑制剂（composite spice nitrosation inhibitor，CSNI）应用到西式培根加工中，通过对产品进行感官评定及pH值、红度值（a*）、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值、亚硝酸盐残留量、生物胺含量及N-亚硝胺含量测定，探究CSNI对西式培根品质的影响，以期为生产低硝肉制品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜猪肋条肉 天津市康宁肉制品有限公司;胡椒精油、姜油、花椒精油、八角精油、丁香精油 天津顶兴食品有限公司;食盐、白糖、鸡蛋、味精、白酒、葡萄糖 天津市红旗农贸综合批发市场;复合磷酸盐、卡拉胶 郑州凯之裕食品添加剂有限公司;亚硝酸钠、抗坏血酸钠、烟酰胺、大豆分离蛋白粉、单双硬脂酸甘油酯（均为食品级） 郑州裕和食品添加剂有限公司。

二氯甲烷（色谱纯）、乙腈（色谱纯）、氯化钠、无水硫酸钠 天津市风船化学试剂科技有限公司;硫酸、高氯酸、丙酮、丹磺酰氯、氨水、氢氧化钠、碳酸钠、硼砂、亚铁氰化钾、乙酸锌、无水对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、硫代巴比妥酸（thiobarbital acid，TBA）、三氯乙酸、丁基羟基茴香醚、乙二胺四乙酸、氯仿、氯化钾 国药集团化学试剂有限公司;9 种N-亚硝胺标品：NDMA、N-二乙基亚硝胺（N-nitrosodiethylamine，NDEA）、N-甲基乙基亚硝胺（N-nitrosomethylethylamine，NMEA）、N-二丁基亚硝胺（N-nitrosodibutylamide，NDBA）、N-二丙基亚硝胺（N-nitrosodipropylamine，NDPA）、N-亚硝基哌啶（N-nitrosopiperidine，NPIP）、N-亚硝基吡咯烷（N-nitrosopyrrolidine，NPYR）、N-亚硝基吗啉（N-nitrosomorpholine，NMOR）及N-亚硝基二苯胺（N-nitrosodiphenylamine，NDPheA）、8 种生物胺标品：色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺、精胺及亚精胺 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

7890A气相色谱仪（配备氮磷检测器）、1200高效液相色谱仪（配备紫外吸收检测器） 美国安捷伦公司;PB-10酸度计 德国赛多利斯科学仪器有限公司;RE-2000A旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;DW-5120低温泵 上海振捷实验设备有限公司;LLJ-A10T1搅拌机 广东小熊电器有限公司;HS07-314恒温水浴锅 天津华北实验仪器有限公司;JJ-10/30均质机 廊坊市恒诺机械有限公司;盐水注射机、BVRJ-40真空滚揉機、BYXX-50烟熏炉 浙江嘉兴艾博实业有限公司;ST40R离心机 美国Thermo公司;18Basic匀浆机 德国IKA公司;FA2004精密电子天平 上海精科仪器公司;T6新世纪紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;CM-5色差仪 日本Konica Minolta公司;UKOEO猛犸象烤箱 珠海家宝德科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西式培根的制作

基础腌制液配方：100 kg猪肋条肉;配制腌制液20 kg，在20 kg沸水中添加食盐1.8 kg、复合磷酸盐0.3 kg、白糖1 kg、大豆分离蛋白粉0.16 kg、单双硬脂酸甘油酯0.1 kg。将配制好的腌制液置于0～2 ℃冷库中冷却备用。西式培根制作工艺流程：原料肉选择、整理→注射腌制液→真空滚揉→静腌→干燥→烟熏→冷却→速冻→切片→真空包装→冷冻贮藏

操作要点：1）原料肉选择、整理：选择肥瘦比例适中的猪肋条肉，切成宽6～8 cm、长40～45 cm的肉条，置于0～2 ℃冷库中备用;2）注射腌制液：将配制好的腌制液均质后，用盐水注射机注入原料肉中，控制注射量为肉质量的20%;3）真空滚揉、静腌：将注射腌制液后的原料肉放入真空滚揉机中，设置正反滚揉各15 min，间歇5 min完成第1次真空滚揉，取出放入不锈钢盆中，上覆保鲜膜，放入0～2 ℃冷库中静腌2 h，再以相同方式进行第2次真空滚揉，然后在0～2 ℃冷库中静腌12 h;4）干燥、烟熏、冷却：将滚揉好的原料肉吊挂在架车上，推入烟熏炉中，在80 ℃条件下干燥1 h，然后在55 ℃条件下烟熏5 h，烟熏结束后，取出、冷却;5）速冻、切片、真空包装：将冷却至室温的西式培根在-35 ℃速冻箱中速冻1 h，之后用冻肉切片机切成厚度2 mm的薄片，真空包装，-18 ℃冷冻贮藏。

烧烤培根：打开真空包装袋，将西式培根片摆在铺好锡纸的烤盘中，放入烤箱，上下火皆为200 ℃的条件下烤制5 min。

1.3.2 实验设计方案

本实验设计4 组，每组肉质量3.5 kg：1）以加工西式培根原料肉质量计，配制由0.06%亚硝酸钠、9%食盐、1.5%复合磷酸盐、5%白糖等组成的腌制液，为阴性对照（negative control，NC）组;2）在NC组基础上添加0.055%异抗坏血酸钠为阳性对照（positive control，PC）组;

3）在NC组基础上添加CSNI（即由2.078 mL/kg

胡椒精油、3.118 mL/kg姜油、3.692 mL/kg花椒精油、2.833 mL/kg八角精油和0.218 mL/kg丁香精油混合而成）为CSNI组;4）在PC组基础上添加CSNI为PC+CSNI组。按照1.3.1节方法制作加工出4 组西式培根成品，速冻、切片后真空包装，-18 ℃冷冻贮藏，在2 周内完成所有指标测定。测定时，每组均分为培根成品和烧烤培根2 种样品，随机取样。通过对各样品进行感官评分、pH值、a*、TBARs值、亚硝酸盐残留量、8 种生物胺及9 种N-亚硝胺含量测定，分析CSNI对西式培根感官、理化特性及安全品质的影响，实验均重复3 次。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 感官评定

选择10 位感官评定人员对烧烤后的西式培根按照表1的标准进行评定。

1.3.3.2 pH值测定

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》。

1.3.3.3 色差测定

将西式培根中的肥肉剔除，剩余部分搅碎，用色差仪测定a*。

1.3.3.4 TBARs值测定

参考Faustman等[11]的方法。

1.3.3.5 亚硝酸盐残留量测定

参照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》。

1.3.3.6 生物胺含量测定

参照杜智慧[12]的方法测定样品中的8 种生物胺含量。

1.3.3.7 N-亚硝胺含量测定

参照GB 5009.26—2016《食品安全国家标准 食品中N-亚硝胺类化合物的测定》。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2010软件进行数据基本运算，运用Statistix 8.1软件进行显著性分析，应用SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 CSNI对烧烤西式培根感官品质的影响

由表2可知：NC组烧烤西式培根的感官总评分最低，主要表现在气味、滋味和回味的评分较低，整体可接受度评分也最低;CSNI组与PC组烧烤西式培根感官总评分差异不显著，但PC组色泽评分显著高于CSNI组（P<0.05），这是由于异抗坏血酸钠具有助发色作用[13]，而CSNI組烧烤西式培根的气味和回味评分显著高于PC组（P<0.05），这说明CSNI的添加赋予产品较好的气味和回味;PC+CSNI组烧烤西式培根的气味、色泽、滋味和回味最佳，整体可接受程度最高，感官总评分显著高于其他3 组（P<0.05），说明同时添加亚硝酸钠、异抗坏血酸钠和CSNI不仅赋予烧烤西式培根特有风味，而且也提高了产品的整体可接受度。

2.2 CSNI对西式培根pH值的影响

大写字母不同，表示西式培根成品或烧烤西式培根不同组间差异显著（P<0.05）;小写字母不同，表示同组西式培根成品、烧烤西式培根间差异显著（P<0.05）。图2～4同。

由图1可知，烧烤前后4 组西式培根pH值为6.18～6.39，符合一般肉制品的pH值范围[14]。NC组西式培根成品的pH值（6.39）显著高于其他3 组（P<0.05），而PC（6.22）、CSNI（6.23）、PC+CSNI（6.27）3 组之间差异不显著，说明CSNI的添加虽使西式培根成品pH值略有降低，但与添加抗坏血酸钠相当，不会对产品的pH值产生显著影响。西式培根经烧烤后，PC+CSNI组pH值（6.18）显著降低（P<0.05），而其他3 组这种变化不显著。

2.3 CSNI对西式培根a*的影响

肌肉中的肌红蛋白是主要的呈色物质，而一氧化氮-肌红蛋白是构成腌肉颜色的主要成分[15]。由图2可知，PC组（9.92）和PC+CSNI组（8.90）西式培根成品a*显著高于NC组（7.43）和CSNI组（7.26），同时PC组显著高于PC+CSNI组（P<0.05），说明异抗坏血酸钠具有明显的助发色作用[13]，而CSNI对助发色没有作用。将西式培根烤制后发现，其a*均显著降低（P<0.05），这是由于肉颜色的稳定性由二价铁离子结合的肌红蛋白所决定，而高温处理使得肌红蛋白上的球蛋白变性，并促使二价铁离子氧化为三价铁离子[16]。

2.4 CSNI对西式培根TBARs值的影响

TBARs由动物性油脂中不饱和脂肪酸氧化分解所产生的醛类，如丙二醛（malondialdehyde，MDA）等与TBA反应产生[17]，因此反应体系中MDA的含量是腌肉制品脂肪氧化的重要标志[18]。

由图3可知，NC组西式培根成品的TBARs值最高（0.35 mg/kg），其他3 组均显著低于NC组

（P<0.05），且差异不显著，这说明本研究添加的CSNI与公认的异抗坏血酸钠抗氧化性相当，这是由于CSNI中胡椒精油含有的肉桂酸甲酯[19]、姜油主要成分姜辣素[20]含有的愈创木酚[21]、花椒精油含有的柠檬烯、β-蒎烯等萜烯类物质[22]、八角精油中的茴香醛[23]和丁香精油中的丁香酚[24-26]等皆具有一定的抗氧化性，这些物质共同作用的结果使CSNI组的TBARs值保持较低水平。4 组烧烤西式培根的TBARs值均显著低于烧烤前（P<0.05），分析其原因，可能是由于脂肪氧化形成的MDA在高温作用下会生成一些新的物质，如丙醛、丁醛、戊醛、己醛、辛醛、壬醛、庚醛、十六醛、2-己烯醛、2-庚烯醛、2-壬烯醛、辛烯醛[27]或其他物质，这有待于进一步深入研究。

2.5 CSNI对西式培根中亚硝酸盐残留量的影响

我国对腌肉制品中的亚硝酸盐残留量制定了严格的限量标准（30 mg/kg），肉制品中的亚硝酸盐残留量是肉类食品安全检测中一个非常重要的测定指标[28]。

由图4可知，PC、CSNI和PC+CSNI组西式培根成品中亚硝酸盐残留量均显著低于NC组（P<0.05），而PC、CSNI和PC+CSNI组3 组间也差异显著（P<0.05），且亚硝酸盐残留量从低到高的顺序依次为PC+CSNI组

2.6 CSNI对西式培根中生物胺含量的影响

生物胺是一类具有生物活性的低分子含氮有机化合物[30]，是氨基酸在氨基酸脱羧酶作用下脱羧形成的，适量生物胺有促进生长、增强代谢、提高免疫力和清除自由基等生理功能[31]，但当生物胺超量时可危害人体健康。目前国际上对食品中的生物胺尚无统一限量标准，美国食品药品监督管理局规定，金枪鱼、鬼头刀及相关鱼类中组胺含量不得超過50 mg/kg[32]，欧盟规定除水产品以外其他食品（包括肉制品）中组胺含量≤100 mg/kg[33]，500～1 000 mg/kg的组胺对人体健康有潜在危险，酪胺和苯乙胺推荐含量上限分别为100～800、30 mg/kg，而我国目前只限定了鲜、冻动物性水产品中组胺的含量，还没有建立腌肉制品中生物胺含量的国家标准。8 种生物胺中组胺毒性最大，酪胺次之[34]。

注：腐胺、尸胺、组胺、酪胺均未检出;-. 未检出;同列大写字母不同，表示西式培根成品或烧烤西式培根不同组间差异显著（P<0.05）;同列小写字母不同，表示同组西式培根成品、烧烤西式培根间差异显著（P<0.05）。表4同。

由表3可知，4 组西式培根烧烤前后均未检测到毒性较大的组胺和酪胺，也未检测到腐胺和尸胺，只检测到少量的色胺、苯乙胺、精胺和亚精胺，且生物胺总量很低（176.64～270.46 mg/kg），这是由于本研究的所有样品是将加工好的西式培根成品-18 ℃冷冻贮藏，在2 周内完成所有指标测定，样品中微生物数量很低（数据未标出），因此由微生物繁殖产生的氨基酸脱羧酶活性很低，导致氨基酸经过脱羧作用形成生物胺的量较低。由此说明，本研究加工的各组西式培根产品在生物胺含量方面是安全的。

2.7 CSNI对西式培根中N-亚硝胺含量的影响

1978年，国际癌症研究机构大会对亚硝胺类化合物的致癌性进行了评价，认为NDMA、NDEA是致癌性很强的物质，而把NPYR、NPIP、NDBA等归为致癌性一般的物质[35]。我国在GB 2762—2017《食品安全标准 食品中污染物限量》中对NDMA限量做出了规定，肉及肉制品（肉制罐头除外）中NDMA含量不得超过3.0 μg/kg。

由表4可知：PC组西式培根成品中NDMA含量显著低于NC组（P<0.05），这证明了抗坏血酸盐/异抗坏血酸盐对N-亚硝胺的阻断效果;同时，CSNI、PC+CSNI组西式培根成品的NDMA含量也均显著低于NC组（P<0.05），特别是CSNI组对NDMA的抑制效果最佳，可使NDMA含量由1.47 μg/kg降至0.64 μg/kg，这充分说明实验前期优选的CSNI应用到西式培根中对其NDMA的形成具有显著阻断效果。

进一步分析发现，在所检测到的7 种N-亚硝胺中，NPYR的形成量比其他几种N-亚硝胺更高，烤制后显著提高（P<0.05），这是由于腌肉制品在烟熏过程中会生成一定量的NPYR，一般来说，形成NPYR的前体物是脯氨酸，脯氨酸首先经亚硝基化形成亚硝基脯氨酸，再脱羧形成NPYR，这一反应在高温下更容易发生[36]。熟制时加热温度越高，产生的N-亚硝胺越多，这一现象已被许多研究证实[37-38]。美国农业部规定，在美国市场上销售的肉制品NPYR含量不得超过10 μg/kg[39]，而本研究产品中NPYR含量均未超过此限量，我国对此没有明确的规定。如何针对性地控制西式培根中NPYR的形成需要以阻断NPYR的形成为目标，进一步在体外模拟亚硝化体系中筛选最佳香辛料配比，以降低西式培根中NPYR的形成量。

PC+CSNI组西式培根成品的N-亚硝胺总量（9.29 μg/kg）显著低于NC（11.48 μg/kg）、PC（11.50 μg/kg）和CSNI组（11.26 μg/kg）（P<0.05），说明在西式培根加工中同时添加亚硝酸钠、异抗坏血酸钠和CSNI不仅可以缓减产品脂肪氧化，降低产品的亚硝酸盐残留量，而且还可显著降低产品中的N-亚硝胺总量。

3 结 论

研究CSNI对西式培根品质的影响，通过感官评定及安全品质各项指标的分析发现，在西式培根加工中，除添加亚硝酸盐（0.06%）和抗坏血酸盐（0.055%）以外再添加CSNI不仅能够赋予西式培根特有的风味，提高产品的整体可接受度，而且能够降低终产品的TBARs值（0.24 mg/kg）、亚硝酸盐残留量（20.48 mg/kg）、生物胺含量（184.68 mg/kg）和N-亚硝胺含量（9.29 μg/kg），同时也未影响终产品的pH值和a*。因此CSNI可以应用于西式培根加工，为开发安全、美味的肉制品提供新的方法，对指导实际生产具有重要意义。

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