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减盐对肉制品质量特性的影响及改善策略

2022-04-14田文广张琼琼

肉类工业 2022年3期
关键词:钠盐氯化钠肉制品

田文广 张琼琼

1.河南双汇发展投资有限公司 河南漯河 462000 2.河南省肉品技术创新中心有限公司 河南漯河 462000

近年来随着人们对各种流行病学的深入研究表明,钠盐与一系列健康并发症之间存在着密切的联系,在《全球疾病负担》(GBD)中,钠被确定为两大饮食疾病风险因素之一,过量食用会导致许多健康问题,如高血压、心血管疾病、肾病、中风、胃炎、代谢综合征和肥胖等[1,2]。世界各国的人均钠摄入量普遍高于各个国家的推荐量,世界卫生组织(WHO)建议成年人的钠摄入量应控制在2g/d以内。2017年,全球平均钠摄入量达到6g/d,高钠饮食导致300万人死亡,如果按照WHO的建议,全球钠摄入量降至2g/d,每年可避免约250万人死亡[3]。据WHO称,肉制品约占人们正常每日无限制钠摄入量的20%左右,被认为是饮食中钠的第二大贡献者[4]。因此,高钠盐水平对肉制品的营养质量产生负面作用,对消费者的健康产生重大影响,开发更加健康的低盐肉制品具有重要的现实意义。

然而,食盐(NaCl)作为肉制品加工中的重要辅料,赋予了肉制品许多功能特性,产生咸味、鲜味、溶解盐溶性蛋白,以提高其嫩度、乳化性、凝胶稳定性和保水性,同时也具有一定的防腐作用,盐对各种加工肉类产品最终的味道、质地、微生物安全性、消费者接受度和经济配方起着至关重要的作用[5]。

本文综述了肉制品中减盐所面临的挑战以及做出的努力,总结新型盐替代品、现有技术的可能应用,以及减盐对肉制品质量的影响和现有方法的局限性与挑战,进一步讨论了低钠肉制品的发展前景。

1 食盐对肉制品质量特性的影响

1.1 食盐对风味的影响

食盐在肉制品中具有增味作用。首先是咸味的产生,感知的咸度主要取决于钠离子浓度,通常加入成品量1.5%~2.5%左右的盐可保持良好的滋味;其次,产生鲜味、抑制苦味,肉制品所富含的蛋白质、脂肪等成分的鲜味要在一定浓度的咸味下才能表现出来,钠离子能够选择性抑制苦味和释放甜味等适口风味;同时,盐浓度影响肉品风味物质的含量,脂质氧化是肉类中产生风味物质的主要途径,据测定,90%的芳香物质来自于脂质氧化,脂质氧化产物不同产生的风味不同,与脂肪常温氧化所产生的酸败味不同,在加热的情况下氧化产生醛类、醇类等风味物质。

M.M. Aguirrezabal[6](2000)等研究发现食盐促进了发酵干香肠中脂质氧化,发使得干香肠具有良好的风味。Rongxin Wen[7](2019)等研究表明,减少食盐后,香肠脂质氧化程度有所降低,风味物质的种类和含量均有所减少。此外,Lorenzo J M[8](2015)等同样证实了食盐含量降低,火腿脂质氧化程度、风味物质种类和含量也会有所降低。

总的来说,盐能揭示并增强食物的咸味和风味,肉制品的总体风味强度受到盐含量的显著影响。减盐会产生多重风味效应,主效应是降低感知的咸度,导致苦味从抑制中释放出来,与一系列复杂的味觉相互作用有关,使得消费者对低盐食品的感官接受度将大幅下降。如Tobin B D[9](2012)等对低盐牛肉饼进行消费者感官评估的研究表明,与正常含盐量的牛肉饼相比,其接受度降低50%。Ruusunen M[10](2001)等研究发现,食盐含量为1.7%的火腿其感官评分显著高于1.1%和1.4%盐含量的产品。因此,直接降低食盐含量通常需要修改配方、引入其他化合物或替代工艺以减少风味的劣变,避免影响产品的味道和消费者的接受度。如果对味觉相互作用缺乏足够的了解,那么寻找钠替代品和其他降低工业来源食品中钠含量的策略将会很有挑战性。

1.2 食盐对质地的影响

食盐在肉制品中的主要功能之一是溶解肉类中的功能性肌原纤维蛋白,激活蛋白质以增加水合作用,最终提升蛋白质的结合特性以改善质地。肉的持水能力影响烹饪损失、嫩度和多汁性[11]。在肉和肉制品中,水分子通过毛细现象保留在肌肉纤维的肌丝之间,肌丝之间空间的增加或减少决定了保水能力。肌丝之间的空间大小主要与蛋白质的空间结构有关,蛋白质网状结构越疏松,保持的水分越多,反之则保持较少[12]。氯离子能够选择性地与肌原纤维蛋白结合,钠离子在肌丝周围形成离子“云”,导致蛋白质分子所带净电荷增加,分子间静电斥力增加,因而使其结构松弛,肌丝膨胀,从而影响保水能力[4]。另外,从膨胀的肌原纤维中提取肌球蛋白对肉类加工非常重要。在加工肉类中,溶盐的肌原纤维蛋白在肉片表面形成粘性渗出物,在烹饪后可将肉片粘合在一起,该层形成热凝蛋白质基质,夹带游离水,在细碎或乳化型产品中,如法兰克福香肠、博洛尼亚香肠等,可以很大程度上帮助实现理想的切片性能,在干香肠中,类似的“粘滞”现象能够在瘦肉和脂肪颗粒间产生乳化效果[13]。盐浓度的降低意味着可溶肌纤维蛋白的提取和储存量减少,影响肉制品内部系统的胶凝、结合及乳化能力,减盐会对产品质构特性产生一些不利影响,并进一步导致质量下降。

1.3 食盐对微生物稳定性的影响

食盐具备优良的防腐特性,可抑制不良微生物的生长和存活,防止快速变质以延长保质期[14]。在肉制品中氯化钠能够使细胞渗透性休克,从而脱水、变形,破坏水的代谢;与膜蛋白质的肽键的结合,导致细菌酶活力下降或丧失;钠离子的迁移率小,与微生物细胞中的阴离子结合破坏微生物细胞的正常代谢。食盐虽然不能直接灭菌,但通过影响细胞代谢来抑制腐败微生物的繁殖,因而达到防腐效果,其作用强度与氯化钠在水相中的浓度有关[15]。在较早的研究中已经表明,将氯化钠水平降低到通常使用的水平以下,且不采取任何其他防腐措施,将加速产品中天然微生物的生长(即使是乳酸杆菌属等非病原体)[1]。

Stringer S C[16](2005)评估钠盐减少对不同食品的影响时,在培根、火腿、鸡肉卷、熏鲑鱼等所有产品中发现,食源性病原体在减盐产品中的增长率均显著提升,其中肉毒梭菌的变化最大。降低肉制品钠盐含量必然对产品货架期产生不利影响,当氯化钠水平降低或被其他成分替代时,需要其他防腐剂和加工效果协同,来帮助提升产品的市场安全性。

2 低盐肉制品质量改善策略

直接减少食盐添加量而不采取其他措施来达到减盐目的,往往会带来咸味感知降低、风味欠缺、产品质构差、保质期缩短等质量恶化现象。为使低盐产品同正常产品具有相似的质量特性,目前在肉制品中主要通过添加钠盐替代物及风味增强剂、品质改良剂、使用新型加工技术的策略来降低钠含量。

2.1 钠盐替代物及风味增强剂

虽然已有不少关于钠盐替代品的研究和应用,但许多钠盐替代物的使用也因各种条件而受限。使用非钠盐替代比例过高时会引起强烈的金属味,且对于一些特殊人群(受I型糖尿病、肾病等疾病影响的人群),高钾饮食同样会带来健康风险[21]。在使用增咸剂和掩蔽剂的情况下,酵母提取物和HVP本身的钠含量高达40%,因此,使用量受到限制。此外,味精等成分与多动症、疾病和偏头痛等健康影响有关[22]。就细菌安全性而言,与氯化钠相比,替代盐的有效性也因产品和病原体种类而异。因此仍需要更多真实的应用信息来确认钠盐可以被其他化合物安全替代。

2.2 品质改良剂

由于盐可用于提取肌原纤维蛋白而产生功能特性,因此在肉制品制造过程中消除或减少盐会对肉制品的质地、保水性、脂肪结合性、风味、稳定性和保质期产生负面影响[23]。因此,人们在低盐肉制品生产中需要加入一些品质改良剂,以期获得具有与正常食盐含量肉制品相同的质构特性,提高产品接受度。

通常是使用一些亲水胶体成分替代品,由于它们具有增稠、凝胶、结合、稳定乳液的能力,以改善水结合和质地等性能,主要分为:(1)动物来源的酪蛋白、乳清蛋白粉、明胶和血液衍生蛋白质等;(2)植物来源的大豆蛋白、花生蛋白、瓜尔胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、亚麻籽胶、玉米淀粉、马铃薯淀粉等;(3)海藻来源的琼脂、卡拉胶、海藻酸钠等;(4)天然原料半合成的变形淀粉(玉米、小麦、玉米、马铃薯、木薯、豌豆)、离子型纤维素胶等;(5)微生物来源的谷氨酰胺转氨酶、黄原胶、可得然胶、葡聚糖、结冷胶等[24]。

赵春波[25](2021)等研究发现,添加0.3%的可得然胶可显著提升低钠盐(氯化钾替代30%氯化钠)猪肉乳化香肠的咀嚼性、内聚性,当添加量为0.6%时,其保水率也显著升高。高挺轩[26](2021)等人提出,通过添加瓜尔豆胶和壳聚糖并协同超声波处理可显著提升低钠盐鸡胸肉糜凝胶品质。Tseng T F[27](2000)等通过谷氨酰胺转氨酶对低盐鸡肉丸品质的评价研究中发现,与正常含盐量为1.5%~2%的鸡肉丸相比,食盐降低到1%、谷氨酰胺转氨酶添加量为1%时,其多汁性和凝胶结构显著提升。

2.3 新型加工技术

肉类行业不断尝试应用技术手段来改善低盐肉类产品的质量属性,研究主要集中于绿色技术(GT)的应用,包括超声波(US)、高压处理(HPP)和脉冲电场(PEF)。与传统工艺相比,它们节能环保、加工时间短、能够保持食品的感官特征和营养质量,且具有一定的防腐作用,是一类用于提高低盐肉制品质量和保质期的现代加工技术。

超声波技术主要通过加速嫩化、提高持水能力、提升盐扩散效率、减少微生物生长的技术特性来提升低钠盐肉制品的质量[28]。Barretto T L[29](2018)等将US技术应用到火腿的制作当中,US的空化效应使肌肉纤维产生微裂缝,改善了氯化钠的扩散,减少了烹饪后和储存期间的液体损失,且质地和感官接受度均有所提升,并降低了火腿中32%的钠含量。高压加工技术是一种有效帮助减少肉制品中的盐含量的非热加工技术。肌肉蛋白质在高压下产生高度的反应性,具有聚集性、变性和溶解性,HPP处理增加了肌原纤维蛋白的溶解度,从而能够在一定程度上弥补氯化钠减少所带来的质构品质劣化,同时,对食品施加300~600MPa的压力,可通过灭活引起腐败的微生物来延长低盐肉类产品的货架稳定性[30]。Pietrasik Z[31](2017)等将HPP技术应用于无钠和亚硝酸盐的香肠中,采用600 MPa的HPP处理后香肠保质期可延长至12周,并且未损害感官质量。脉冲电场处理能够提升咸度的感知,并通过增加蛋白质水解实现产品嫩化效应。Bhat Z F[32](2020)等人将PEF技术用于降低腌肉制品中氯化钠含量,研究指出,PEF不会影响产品的颜色、得率、氧化特性和微生物稳定性,且PEF处理后改善了盐的扩散和钠的输送,从而在咀嚼过程中获得了更好的咸度感知。这些发现为进一步研究GT对其他肉制品中减少钠盐的影响提供了一个很好的机会。

3 结语

在本文综述中,我们探讨了食盐在肉制品生产中的作用,总结了生产低钠肉制品的一些可用策略和技术。尽管食盐替代成分、品质改良剂和新型加工技术的开发和应用取得了不错的进展,但仍然存在与之相关的负面影响。主要包括以下几个方面:(1)食盐替代成分和品质改良技术的应用生产成本远远高于食盐;(2)使用非钠盐替代食盐比例过高时会引起苦味、金属味等不良风味,且不同品类肉制品的混合盐替代比例不同,仍需要大量系统研究;(3)减盐引起产品保质期缩短,在保证消费者对低盐肉制品的可接受范围内,设计防腐策略以维持低盐产品的微生物安全性;(4)品质改良剂和新型加工技术的应用具有局限性和针对性,需要根据产品差异做出不同处理。

盐在肉制品中产生的感知效果是由许多因素决定的,多数研究表明,单一工艺无法将氯化钠直接替换或减少50%以上。因此,为了确保低盐肉制品的加工适用性、风味和微生物安全性,必须采用组合处理技术,而不是使用单一替代技术。未来的研究中,需要对此类组合方法进行更多研究,以期生产出消费者认可的高质量低钠盐肉制品并实现市场化,帮助人们实现降低钠盐摄入量的目标。

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