干腌肉制品低盐加工技术及其减盐机制研究进展
2022-05-13陈玉峰柯志刚丁玉庭周绪霞
王 栋,张 琦,陈玉峰,3,柯志刚,3,丁玉庭,3,周绪霞,3,*
(1.浙江工业大学食品科学与工程学院,浙江 杭州 310014;2.浙江省深蓝渔业资源高效开发利用重点实验室,浙江 杭州 310014;3.国家远洋水产品加工技术研发分中心(杭州),浙江 杭州 310014)
食盐是传统干腌肉制品加工中的主要辅料之一[1],它在提供咸味的同时改善肉制品的适口性、持水能力和色泽,形成产品的特征风味,同时可以改善干腌肉制品的质地,并对产品贮藏稳定性发挥着重要作用[2]。但传统加工工艺生产的干腌肉制品含盐量普遍偏高,部分腌腊肉制品食盐质量分数达到3%~8%[3]。根据世界卫生组织建议,成年人每日钠摄入量应低于2 g/d(即5 g/d食盐)。然而,我国和一些发达国家的每日盐摄入量远远超过该建议值,而摄入过多的盐会引发高血压、高血脂以及其他一些心脑血管疾病[4],还可能导致中风、肾脏疾病(如肾结石),甚至影响老年人的认知功能。一个可能的解释是,钠摄入量过多可能影响大脑健康,损害血脑屏障的完整性或下丘脑室旁核的功能[5-6]。2016年,国务院发布的“健康中国2030计划”提出,到2030年,我国人均每日盐摄入量将减少20%。因此,在不影响干腌肉制品适口性和安全性的前提下,如何降低盐含量越来越受到人们的关注,而由于食盐中影响人体健康的主要是钠离子,所以一般说的减盐主要指减少钠盐的含量。
目前对干腌肉制品减盐技术的发展主要集中在3个方面,即基于钠盐替代物的减盐技术,基于真空、超高压、超声波和脉冲电场(pulsed electric field,PEF)等的新型腌制技术,以及在不增加盐含量的情况下增强咸味感知技术等。但不同的减盐技术会在降低咸味的同时也会对干腌肉制品的产品风味、质地、贮藏期等产生不利的影响[1]。因此,本文对近年来国内外干腌肉制品的减盐技术以及对产品品质的影响及其机制进行综述,以期为干腌肉制品减盐策略的研究和应用提供理论参考。
1 钠盐含量与干腌肉制品品质的关系
钠盐对干腌肉制品品质的影响是非常重要且复杂的,与肉的种类和加工条件等其他因素有关。钠盐含量的增加或减少会引发一系列的物理化学反应,进而影响肉制品的风味、质地、感官、货架期等。
1.1 钠盐含量对干腌肉制品风味的影响
NaCl作为一种重要的食品成分,已被证明对某些特性有贡献,特别是对肉制品的风味有重要贡献[7]。钠盐在干腌肉制品独特风味的形成中起着至关重要的作用,但钠盐对不同制品风味的影响程度并不完全一致。
Bhat等[8]认为钠盐通过影响渗透压降低挥发性香气化合物在肉基质中的溶解度,促进其释放,从而增强香气。Laranjo等[9]在对传统葡萄牙减钠香肠的研究中发现,低钠盐产品的风味强度显著降低。Elias等[10]也发现减钠香肠的香气物质明显减少。钠盐含量还能通过影响肉制品的脂质氧化程度影响产品的风味,适度的脂质氧化有利于干腌肉制品特征性风味的形成。目前对盐含量影响干腌肉制品脂质氧化的研究结果不尽一致。Jin Guofeng等[11]研究发现,在干腌培根加工过程中盐含量的增加会抑制抗氧化酶活性,从而促进脂质氧化,因为抗氧化酶在调节脂质氧化中起着重要作用。Wang Jiamei等[12]研究发现低盐对干腌火鸡火腿有促氧化作用,且降低盐含量会促进挥发性风味物质的生成。
1.2 钠盐含量对干腌肉制品质地和感官特性的影响
盐在肉中的作用包括促进蛋白质溶出、提高蛋白质的水合作用和肉的持水能力、提高产品的蒸煮得率和多汁性。所以盐含量的减少可能会影响肉制品的质地和风味强度,从而影响消费者对产品的感官可接受性[13]。
Aliño等[14]研究发现,用含50%(质量分数,下同)KCl、15% CaCl2、5% MgCl2的复配盐替代70%的NaCl得到的干腌腰肉硬度和耐嚼性显著提高,而使用含有55% NaCl、25% KCl、15% CaCl2、5% MgCl2复合盐腌制的腰肉在物理化学特性和微生物数量上与传统食盐腌制的腰肉没有显著差异。Delgado-Pando等[15]在干腌培根中将盐的质量分数降低到2.0%以下,显著提高了培根的硬度,但在2.0%~2.9%范围内没有显著差异。减盐培根(盐的质量分数分别为2.9%、2.5%、2.0%、1.5%)的感官评价得分均值均高于5(满分10),说明减盐对感官感知没有显著影响,其中2.0%培根的整体感官可接受度最高。Guo Xiuxia等[16]将干腌火腿钠盐质量分数由2.50%降至1.25%后,蒸煮损失显著增加,重构火腿的硬度、弹性和嚼劲均有所降低。感官评价表明,钠盐质量分数的下降显著降低了火腿口感、外观、咸味和整体感官接受度。因此,钠盐对干腌肉制品的质构和感官特性的具体影响不同,与盐含量、肉类种类和组成有关。
1.3 钠盐含量与干腌肉制品货架期和安全特性的关系
较高的盐浓度能降低肉的水分活度(water activity,aw),抑制腐败和有害微生物的生长、繁殖以及组胺等有毒物质的产生,对干腌肉制品的货架期和安全性有重要的作用。O’Neill等[17]发现低钠盐腌制的法兰克福香肠的货架期缩短,在贮藏31 d时活菌总数达到6(lg(CFU/g)),而NaCl腌制的香肠货架期能达到53 d。但是,在一些干腌肉产品中,较高的钠盐含量也会不利于产品的保质期。例如,干腌培根钠盐含量的增加可以促进脂质氧化,缩短产品的保质期[11]。Shin等[18]研究发现,在25 ℃时,单核细胞增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌在低钠培根上的生长速度比在传统培根上快,需要增加对低钠培根微生物安全的关注。
组胺一般在水产品不新鲜时产生,当组胺积蓄到一定量时会引起人们的食物中毒,尤其在青皮红肉鱼中含有大量的组氨酸,随着鱼体腐败变质会产生大量组胺。Hwang等[19]发现在自然风干的低盐(NaCl质量分数小于2.3%)干遮目鱼样品中有较高的组胺含量,只有当NaCl质量分数大于2.5%时才能有效降低组胺含量。弓形虫是主要的食源性病原体之一,在美国,弓形虫感染的致死率在食源性疾病中排第二位。Fredericks等[20]研究发现在低盐(NaCl质量分数最低1.3%)、4.6<pH<5.2条件下,需要4 h的发酵才能完全灭活组织囊肿中的弓形虫缓殖子。所以,钠盐含量对干腌肉制品的货架期和安全特性起着至关重要的作用,其浓度在使用时要选择在一个合适的范围。由于肉的种类和特性不同,盐含量太高或太低都可能会影响产品的货架期和安全性。因此,在降低干腌肉制品盐含量时,要在保证货架期和安全特性的基础上进行,并且使其对产品品质的影响控制在最小。
2 干腌肉制品减盐技术及其机理
2.1 基于钠盐替代物的减盐技术
较低的NaCl含量可能导致干腌肉制品的品质和整体风味劣变,因此,为了在减少NaCl添加量的同时能够保持肉制品品质特性,许多研究集中在钠盐替代物上,它们可以提供类似于NaCl的感官、理化和安全等特性,通过加入钠盐替代物减少NaCl的添加量,达到减盐的目的。
2.1.1 氯化钾及其他氯化盐
KCl、CaCl2、MaCl2等是最常用的钠盐替代品[13,21]。由于氯化盐在使用的过程中易产生苦涩味、金属味、异常的颜色和质地,并会影响脂质和蛋白质的氧化、水解和后腌制时间等,因此,其使用浓度对产品品质十分关键。
Aliño等[22]用KCl替代50% NaCl制备的干腌腰肉与通常钠含量的商业产品有相似的理化特性,而用KCl替代高达70%的NaCl会使干腌腰肉的硬度和耐嚼性显著提高。Armenteros等[23]对两种复配盐(50% NaCl/50% KCl与55%NaCl/25% KCl/15% CaCl2/5% MgCl2)腌制火腿与传统NaCl腌制火腿的感官特性进行比较,结果表明,钠盐和钾盐复配腌制的火腿虽然在香气、硬度和多汁性方面与NaCl腌制产品没有显著差异(P<0.05),但其味道较差且终产品中有苦味产生;而镁盐和钙盐复配干腌火腿的感官特性得分较低,可能的原因为二价阳离子的苦味特征会使火腿产生金属味、涩味和刺激性味道,使最终产品的整体可接受性较低。
Ripollés等[24]研究发现,与NaCl腌制组、钠盐和钾盐复配(含50% NaCl、50% KCl)腌制组相比,用含55% NaCl、25% KCl、15% CaCl2、5% MgCl2复配盐制作的干腌火腿中脂肪降解程度略高,特别是饱和脂肪酸降解比较明显,这与其对酸性脂肪酶活性的抑制作用较低有关,而NaCl处理干腌火腿具有延迟氧化的效果,表明在用其他氯盐替代NaCl时,选择合适的浓度以有效控制脂解率并控制最终产品的风味十分重要。dos Santos等[25]研究发现,减少50% NaCl降低了干发酵香肠中的脂质氧化程度,添加CaCl2会促进加工和贮藏过程中的脂质氧化,而添加KCl可以很好地降低发酵肉制品中NaCl含量。蛋白质氧化和水解对发酵或干腌肉制品的风味和质地同样至关重要,Gan Xiao等[26]在中国传统腊肉加工过程中用KCl替代70% NaCl会在一定程度上促进蛋白质水解和氧化,降低产品的品质。
Aliño等[27]在腌制过程中观察到更高的钾渗透率,钾离子能减少水分的流失,从而延缓了aw的降低,而钙镁离子在盐渍过程形成的盐水中较难穿透肌肉,因此CaCl2和MgCl2的存在减缓了盐渗透,从而影响了aw的降低,需要增加后腌制时间以使aw降低到合适水平。与NaCl腌制相比,用NaCl和KCl混合腌制最多需增加16 d的后腌制时间,而用NaCl、KCl、CaCl2和MgCl2组合腌制最多需增加26 d的后腌制时间。
2.1.2 非氯化盐
非氯化盐替代钠盐腌制的研究主要包括磷酸盐、乳酸盐(乳酸钾、乳酸钙)和抗坏血酸钙等。磷酸盐在加工肉类中有多种功能,如稳定pH值、提高持水能力、减少烹饪损失、改善质地和感官品质等[28]。Xue Siwen等[29]研究发现,在低盐(1.2% NaCl)鸡胸肉香肠中加入三聚磷酸钠(sodium tripolyphosphate,STPP)可提高香肠持水能力,但过量添加会导致质地过软和黏性增加的,含有0.1% STPP的香肠口感最好。Weiss等[30]研究表明,使用多磷酸盐可以通过提高肉制品的咸度和水结合能力降低肉制品的含盐量。但是,高磷摄入量可能对人体健康有害,特别是对骨骼代谢、心血管和肾脏有潜在风险[31],所以目前对不添加磷酸盐肉制品的需求正在增加。
乳酸钾是一种可减少细菌滋生、提高肉制品保质期的防腐剂。使用乳酸盐作为NaCl替代品生产低钠含量重组干腌火腿有助于提高微生物稳定性[32]。用乳酸钾替代40%的NaCl对干腌猪肉腰部风味没有显著影响[33]。Fulladosa等[34]研究了乳酸钾降盐对重组干腌火腿的影响,结果表明,添加乳酸钾不会对切片的整体外观、质地和风味产生显著影响,且可改善切片的色泽均匀性并降低甜度、增加咸味,但使用乳酸钾降盐的重组干腌火腿可能因为pH值更高而更易变质,因此,应当延长重组干腌火腿干燥期使其达到较低的aw。
2.1.3 风味增强剂
氨基酸、柠檬酸、乙酸、乳酸和核糖核酸等有机酸和香料、味精、酵母提取物等调味品能够抑制微生物的生长繁殖,掩盖不良风味,获得低钠、高感官品质的产品,目前已被作为风味增强剂用于低钠盐腌制的替代品。
王仕钰等[35]研究发现,L-苹果酸、富马酸、柠檬酸、琥珀酸等有机酸味剂与低钠盐复配具有显著的增咸效果并可掩盖低钠盐的苦味,其中添加1.6%L-苹果酸的复配溶液效果较好,咸味适中,总体口感相对较好。Zhang Yawei等[36]使用含L-组氨酸和L-赖氨酸的盐替代物降低干腌猪腰肉中的钠含量,发现两种氨基酸可以在一定程度上抑制盐替代物产生的脂质氧化作用。Liu Shixin等[37]在干腌牛肉加工过程中加入L-赖氨酸、L-组氨酸和KCl部分替代NaCl,发现两种氨基酸均增强了牛肉的咸味、掩盖了苦味,并抑制了蛋白质的氧化;在另一项研究中还发现,两种氨基酸的加入使牛肉的香气和整体风味也得到了提高[38]。da Silva等[39]向含KCl的腌制配方中加入精氨酸和组氨酸,可以减少因添加KCl带来的苦味、涩味、金属味以及稳定性降低和质地变差等缺陷,并制备出低钠含量(降低约40%)且感官品质可接受的博洛尼亚香肠。dos Santos等[40]在用KCl分别替代50%和75%的NaCl时,发现加入谷氨酸钠、肌苷酸二钠、鸟苷酸二钠、赖氨酸和牛磺酸可以掩盖因替代产生的不良感官特性,能够生产具有良好感官接受性的低盐发酵熟香肠(以牛肉、猪肉和猪油为原料),并且可减少约68%钠盐。Delgado-Pando等[41]通过添加少于0.4%的酵母提取物和/或甘氨酸的混合物得到低盐火腿,且在消费者对产品的感官评价中,其总体可接受性与对照组(NaCl腌制)没有显著性差异,减盐比例达20%。Vidal等[42]研究发现,赖氨酸和酵母提取物的添加明显减小了咸肉产品中KCl和CaCl2造成的不良感官影响,提高了产品的感官接受度,并降低了由NaCl+KCl+CaCl2混合腌制时产生酸败气味、咸味和回味,且对产品理化特性无显著影响。Nuwanthi等[43]通过加入姜黄、辣椒、胡椒生产低盐沙丁鱼干,使含盐量降低到5%(传统方法使用大约30%的盐)且具有较好的微生物和感官特性。
2.1.4 其他替代物
除以上3 类物质外,麦芽糊精、β-葡聚糖、转谷氨酰胺酶、咸味肽、海藻提取物、牛奶矿物质或乳制品浓缩物、大豆分离蛋白、新型添加剂-细菌纳米纤维素、盐生植物(海蓬子)等也被研究用于低盐腌制配方中。Wen Rongxin等[21]向含有KCl的配方中同时加入了麦芽糊精、赖氨酸、丙氨酸、柠檬酸和乳酸,使NaCl质量分数降低30%的同时改善了哈尔滨干香肠的风味。麦芽糊精是一种风味掩盖剂载体,具有一定的黏度,可以将氯化钾和风味掩盖剂(如柠檬酸)包埋在一起,从而有效掩盖氯化钾的异味[44]。Omana等[45]发现,在高压处理制备的鸡胸肉产品中,β-葡聚糖可作为NaCl的潜在部分替代品。
Dimitrakopoulou等[46]使用转谷氨酰胺酶生产重组猪肩肉以替代磷酸盐并减少盐的添加量,结果表明,0.15%的转谷氨酰胺酶可生产出无磷酸盐、盐的质量分数低至1%且感官特性可接受的产品。咸味肽中的主要呈味物质为氨基酸,其本身具有咸味。侯婷婷等[47]将63% NaCl、30% KCl和7%咸味肽复配用于制备低盐干腌猪肉块,成功掩盖了产品的不良风味。Triki等[48]研究了一种从海藻中提取的含有大量钾盐和适量钙盐、钠盐等矿物质的商业钠盐替代品——AlgySalt®,但含AlgySalt®的香肠硬度和弹性显著增加,因此要根据实际情况设定使用浓度。
牛奶矿物质或乳制品浓缩物是市场上相对较新的一种盐替代品,除含乳糖外还含有钠盐、钾盐、镁盐和钙盐等矿物盐[49]。Paulsen等[50]认为牛奶矿物质作为一种盐和风味增强剂具有很好的潜力,认为牛奶矿物质的盐增强特性可归因于矿物盐,而风味增强特性可归因于非蛋白氮化合物,在香肠中可替代高达40%的NaCl且在风味和质地方面没有观察到显著性差异。Greiff等[51]以鱼布丁为例,探讨以奶酪生产中获得的乳清为基础的低矿物渗透和以牛奶为基础的高矿物渗透,结果表明,当盐质量分数降至0.8%时,低矿物渗透能改善鱼布丁的结构和持水性能,但不影响咸味,高矿质渗透有助于质地和保水性能的改变,也增强了盐的风味。在肉制品中添加大豆分离蛋白可提高肉制品的嫩度,提高产率,减少沸腾收缩并抑制酸败[52]。Li Yanping等[53]研究发现,2%大豆分离蛋白可以提高高压处理的低钠猪肉糜的工艺性能和乳化稳定性。细菌纳米纤维素(bacterial nanocellulose,BNC)是由细菌产生的具有高结晶度(高达84%~89%)的带状原纤维,可与水相互作用产生具有超强水结合特性的水合纳米原纤化网络[54]。Marchetti等[55]将其应用在低脂低钠香肠中,发现极低浓度的BNC可改善香肠的水结合性能,提高工艺产量、含水量、持水能力以及质地特性,且含BNC的低脂低钠产品具有良好的货架稳定性。
可食用盐生植物(海蓬子)被认为是可替代NaCl的一种天然材料,含有膳食纤维、糖、尿酸、胆碱、甜菜碱和大量的矿物质元素如Na、K、Mg、Ca、Fe等,是为开发食盐替代品而选择的最咸的植物材料之一[56]。Jung等[57]研究发现,用生物聚合物(壳聚糖、纤维素、糊精和果胶)包封该植物可以减少钠的吸收,促进钠的排泄,且不影响天然钠的功能,用NaCl替代物(KCl、MgCl2和CaCl2)和包埋该植物的生物聚合物制成的低钠香肠外观良好,感官评价结果与其他样品没有显著差异,在小鼠亚急性毒性实验中被证明能抑制小鼠对钠的吸收,且对小鼠无毒性。
2.2 新型腌制技术及其减盐机制
真空腌制、超高压、超声波和PEF等新型腌制技术可缩短干腌肉制品腌制时间、加速产品内部的盐分布、提高腌制品中盐的均匀度,有助于生产低盐含量的干腌肉制品并改善低盐干腌肉制品的品质,正受到越来越多的关注。
2.2.1 真空腌制技术
真空浸渍可以有效缩短腌制时间并促进产品中盐的均匀分布。真空浸渍过程中由于流体动力学机制即通过压力梯度促进溶液吸收而加速了多孔食品中的盐吸收[58]。付浩华[59]在添加D-异抗坏血酸钠和迷迭香提取物两种抗氧化剂的同时,采用真空滚揉腌制工艺缩短了腊肉的腌制时间,得到了食用价值良好、口感风味较佳且保存时间较长的产品。Bampi等[60]通过真空脉冲技术提高了传质效率而缩短了牛肉的腌制时间(图1)。
图1 大气压下(A)和施加真空脉冲(B)的腌制牛肉切片的可传质区域[60]Fig. 1 Illustration of the area available for mass transfer in the wet salting of beef cuts at atmospheric pressure (A) and with application of vacuum pulses (B)[60]
2.2.2 超高压技术
超高压技术处理食品通常用于减少微生物并延长产品的保质期,但研究表明,在干腌肉制品中,超高压处理还可以在一定程度上增加咸味,并影响产品的品质如促进蛋白水解、降低持水性以及产品的质地、颜色、挥发性物质组成等,且影响效果取决于压力大小[61]。
目前对超高压处理增加咸味机制也逐渐受到关注。一些研究表明,超高压处理在600 MPa时会显著增强产品的咸味。Fulladosa等[34]研究发现,600 MPa的超高压处理可显著提高火腿股二头肌的pH值、L*值、a*值和b*值以及断裂应力,降低其持水能力和弹性,同时增强干腌火腿的咸味、鲜味、甜味等风味特征,并影响产品的感官质地,增加了产品亮度和彩虹色,降低了颜色的均匀性。Picouet等[62]研究表明,300~600 MPa的超高压处理降低了干腌火腿的持水能力,透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)成像结果表明,与未经高压处理样品(图2A)相比,600 MPa处理减少了干腌火腿肌纤维束和肌纤维束之间的间隙,并干扰了肌原纤维内部超微结构(图2B、C)。这种压紧效应和蛋白质变性作用可能有助于将水从组织中挤出,可以部分解释超高压处理火腿中具有较强的咸味感。加压之后,Na+与超高压处理修饰蛋白之间可以形成更强的键,但是有少量的Na+“释放”到干腌火腿水相中,从而增加产品中“游离”Na+的总量,并且加压后失去超微结构秩序有利于这种释放,所以使咸味感增强。
图2 TEM观察未进行高压处理和经600 MPa高压处理的干腌火腿的股二头肌纵切面[62]Fig. 2 Longitudinal sections of biceps femoris muscle of dry-cured ham subjected and not subjected to high pressure processing at 600 MPa observed by transmission electron microscope[62]
2.2.3 超声波腌制技术
超声技术是基于声波引起的压力波动,声波会通过升高温度和压力产生的空化现象而加速传质效率,有利于腌制过程[61]。按施加强度,超声波一般可分为低强度(频率高于100 kHz,强度低于1 W/cm2)和高强度超声(频率18~100 kHz,强度超过1 W/cm2)[63]。高强度超声可以通过其在液体介质中的空化作用来影响食品的物理、机械、化学和生化性质,不仅可以加速传质,还会影响腌制品的结构特性。研究表明,一定强度范围内的超声波腌制能缩短腌制时间、提高腌制效率、减少盐的用量并提高低盐干腌肉制品品质,是一种非常有潜力的减盐腌制技术[64]。
对功率超声(power ultrasonic,PUS)处理猪肉、牛肉等及不同超声强度对其作用效果的研究表明,超声强度在2~64 W/cm2之间可以缩短浸渍时间而加速腌制过程,减少盐的用量而不影响产品质量(表1)。Ozuna等[65]发现,超声处理猪腰肉中的NaCl浓度高于对照样品(未超声处理),且对照样品NaCl分子主要位于肌原纤维周围,而超声样品由于高强度超声(40 kHz)作用引起肌原纤维结构的破坏使NaCl能够更均匀地渗透并分布于肌纤维中(图3)。因此可以推测,高强度超声波的应用能够增强NaCl的迁移能力而使其更快更均匀的分布,从而缩短腌制时间。Kang Zhuangli等[66]研究发现,在2.39~20.96 W/cm2的超声强度范围内,NaCl或水的扩散系数随着超声强度的增大而显著升高,TEM观察的显微结构表明肌原纤维的分离空间也随着超声强度的增加而逐渐增大。但也有研究表明,PUS处理可能会在一定程度上降解产品中营养成分并促进脂质和/或蛋白质的氧化而产生异味,引起产品品质下降[67]。Kang Dacheng等[68]研究发现,PUS技术腌制牛肉显著增加了牛肉的脂质氧化程度,并导致了蛋白质氧化和蛋白质高级结构变化。因此,通过PUS技术对肉制品进行腌制时应选择适宜的超声强度和处理时间。
表1 不同超声强度对肉超声腌制效果的影响及其可能机制Table 1 Effect of ultrasonic intensity on meat salting efficiency and its possible mechanism
图3 超声施加对猪肉腌制过程NaCl分布的影响[65]Fig. 3 Effect of ultrasound application on NaCl distribution during pork curing process[65]
2.2.4 脉冲电场腌制技术
PEF技术是一种基于两个电极之间的电流从而诱发电穿孔现象的新兴应用技术,在保证食品营养和感官质量以及延长产品保质期方面有很好的应用潜力[72]。该技术基于短时间脉冲的施加,可以扩大细胞膜孔,甚至产生新的孔,除灭活微生物外,还可导致某些食物特性如质构特性和持水能力等的改变[73]。
在食品腌制中采用PEF技术可增强传质、缩短腌制时间、使食盐快速均匀的分布,并增强对盐的感知[74]。Bhat等[75]发现,通过诱导电穿孔和增加膜和细胞通透性,PEF可以影响钠从肉基质中的扩散、分布和释放,这可能会改变蛋白质和盐离子之间的相互作用,影响咀嚼过程中钠的释放。Bhat等[8]还发现先用PEF处理牛肉,可以在不影响产品感官质量、脂质氧化和微生物稳定性的前提下,达到减少腌制牛肉中NaCl含量的目的,PEF处理不会影响牛肉产品的色泽和得率,且增加产品嫩度。而McDonnell等[76]研究发现在100 Hz、300个脉冲强度下对猪肉(胸和腰长肌)进行处理可以提高NaCl含量,但样品会变得更硬,更耐咀嚼。这种产品品质上的差异性可能与处理产品本身特性和PEF处理强度和时间有关。
2.3 增强咸味感知的减盐技术
2.3.1 改变盐的物理状态
改变盐晶体的大小可能是降低某些食品中钠含量的可行方法,但在干腌肉制品中的减盐效果有待进一步研究。Rama等[77]研究盐晶体大小对钠在口腔中的递送速率和咸味感知的影响,发现盐晶体的大小会影响输送速度和感知到的咸味,较小的NaCl晶体可以使钠更快地进入唾液,影响最大感知咸度。Rios-Mera等[78]使用微粉化的盐将牛肉汉堡的盐的质量分数从1.5%减少到1.0%,而不会影响pH值、色泽、产量和产品感官特性。而Galvão等[79]研究发现,使用微粉化盐(粒径小于840 μm)不会增加火鸡火腿的咸味感。所以,修改盐晶体尺寸可能是降低某些食品中钠含量的一种可行方法,但是在干腌肉制品方面的减盐效果还需要进一步的研究。
通过改变盐的形状也是减少钠盐的一个研究途径,如片状盐具有较大的表面积和较低的堆积密度,与立方体盐相比,为盐晶体提供了更好的溶解性、可混合性和附着性[13]。具有中空结构的盐晶体提高了味觉感受器对它的可获得性和溶解速率,它可以在较低的含盐量下获得相同的口味,可以用来减少过量的钠摄入量[80]。Fulgoni等[81]报道了一种SODA-LO®盐微球钠减少技术,SODA-LO®是常规NaCl晶体产生的产物,通过将标准盐晶体转变为自由流动的空心盐微球的技术,可以在某些应用中减少NaCl的含量,从而通过最大化表面积有效地传递盐的味道和功能,在肉类、鱼类等食物中应用可以使NaCl质量分数减少20%~25%。Ðordevic等[82]研究发现,在不同海鲜(三文鱼和金枪鱼)制作的寿司中,使用SODA-LO的样品与含2% NaCl样品相比,盐的质量分数降低25%,却有相似的咸度,且不影响其他感官特征,同时也不会增加寿司的苦味。但是其成本高,而且在商业上的应用有限,目前,在干腌肉制品方面鲜有相关研究文献。
2.3.2 利用静电相互作用增强咸味感知
有研究表明,甲壳素纳米纤维(chitin nanofibers,CNFs)能够在不改变盐含量的情况下增强食品的咸味感,推测与食品中游离Na+比例的改变有关。在pH值小于7时,CNFs分子链上的氨基发生质子化并带有正电荷[83],此时,将NaCl添加到CNFs溶液中时,NaCl溶解在溶液中形成Na+和Cl-,在静电相互作用下,CNFs表面的-NH3+会吸附Cl-形成斯特恩层,而任何未被吸附的剩余离子将随机分布在溶液中形成扩散层。原则上,大多数Na+分布在扩散层中,因而增加了溶液中游离Na+的比例,相当于增大了Na+和味蕾上的味觉感受器接触的可能性而增强了人们对咸味的感知[84]。Hsueh等[85]根据此原理,将用超声处理制备的CNFs添加到腌制液中,使更多的游离Na+释放到鱼片中,增强了对鱼片的咸味感知,开发了低盐罗非鱼片产品(图4)。该研究还发现,加入柠檬酸或苹果酸可诱导CNFs分子链上氨基的质子化,可进一步提高人们对鱼片的咸味感知而不会引起酸味感知的变化。目前,这种新型、有效的减盐手段相关的研究文献还很少,对除CNFs外是否有其他的物质有类似的功能及其机制需要更深入的研究。
图4 CNFs由于静电相互作用与氯离子结合示意图[85]Fig. 4 Schematic diagram of chitin nanofibers bound to Cl ions and more Na ions penetrated from the marinade into the fish fillet[85]
3 结 语
随着大营养和大健康理念的普及,适度低盐食品的研发越来越受到人们的关注。NaCl带来的咸度感知主要来自Na+,然而降低食品中的钠盐含量会引发一系列的品质变化,并导致消费者对产品接受度的降低,所以食品尤其是干腌制品的减盐仍是当前食品行业的一个重要挑战。目前研究得到的减盐途径在减少Na+的同时会在不同程度上对产品的感官特性、理化特性或安全特性等方面产生影响,如何在保证产品品质和安全性的同时实现减盐的目的仍将是该领域的研究重点。尤其在加工技术方面,上述真空腌制技术、超高压技术、超声技术、PEF技术等的实际减盐效果受技术工艺参数、产品本身特性(包括含水量、蛋白质、脂质组成等)的影响,其相互影响机制也有待阐明,真正推广应用仍需进一步的深入研究。与单一减盐相比,复合型的减盐方法效果较好,所以可以多尝试进行一些复合型减盐方法的相关研究。另外,考虑到NaCl作为一种非常有效的腌制材料本身价格廉价,减盐无疑会在一定程度上提高产品的价格,如何在保证低盐产品品质的同时,控制产品的价格在合理的范围,也是研究中要关注的问题之一。