低盐肉制品加工技术研究进展
2023-06-09聂鑫陈泓帆向露曾天志宁春燕赵志平
聂鑫 陈泓帆 向露 曾天志 宁春燕 赵志平
摘要:食盐是肉制品加工过程中最常见的调味品之一,除为肉制品提供必要的咸味外,还具有增强肉制品风味、调节原料质感、降低水分活度、抑菌防腐、延长产品保质期的作用。但过量摄入食盐会导致机体钠摄入量超标,增加原发性高血压、脑梗、心梗等心脑血管疾病的患病风险。文章从非钠盐替代、咸味肽和风味增强剂、改进加工工艺、优化食盐形态结构等方面综述了现有的低盐肉制品加工技术。
关键词:肉制品加工;减盐;氯化钠;非钠盐替代
中图分类号:TS201.1文献标志码:A 文章编号:1000-9973(2023)06-0216-05
Abstract: Salt is one of the most common seasonings in the processing of meat products. Salt not only provides the necessary saltiness for meat products, but also has the functions of enhancing the flavor of meat products, adjusting the texture of raw materials, reducing water activity, bacteriostasis and antisepsis, and extending the shelf life of products. However, excessive salt intake can lead to excessive sodium intake, and increase the risk of cardiovascular diseases such as primary hypertension, cerebral infarction and myocardial infarction. In this paper, the existing processing technoligy of low-salt meat products are reviewed from the aspects of non-sodium salt replacement, salty peptides and flavor enhancers, improvement of processing technology, and optimization of morphological structure of salt.
Key words: meat product processing; reducing salt; sodium chloride; non-sodium salt replacement
收稿日期:2022-12-13
基金项目:四川省科技厅应用基础项目(2022NSFSC1702);川菜工业化四川省高校工程研究中心项目(GCZX22-01);四川旅游学院科研项目(2022SCTUZD12)
作者简介:聂鑫(1985—),女,副研究员,博士,研究方向:农产品加工与贮藏。
*通信作者:赵志平(1981—),男,教授级高级工程师,博士,研究方向:农产品加工与贮藏。
食盐是由90%以上的氯化钠与少量添加剂混合而成的一种调味品,是肉制品加工過程中最常见的调味品之一[1-2]。食盐除了为肉制品提供必要的咸味外,还具有增强肉制品风味、调节原料质感、降低水分活度、抑菌防腐、延长产品保质期等作用。氯化钠是构成人体体液内环境不可或缺的一种物质,对保障人体生命活动具有重要作用[3]。然而,过量摄入氯化钠会导致机体钠摄入量超标,从而诱发原发性高血压,并增加脑梗、心梗等心脑血管疾病的患病风险[4-5]。食盐摄入量与肾功能下降呈正相关[6]。雷超等[7]研究发现,摄入过量的食盐可能通过下调细胞自噬体AGT5蛋白的表达,降低结肠组织细胞自噬水平,从而引发相关疾病。当前,通过降低我国居民食盐摄入量来控制和预防高血压等心脑血管疾病的发生是最具成本效果的预防方案。
香肠、腊肉、火腿等传统腌腊肉制品深受消费者的青睐,市场占有率高,但食盐含量较高。本文主要从非钠盐替代、咸味肽和风味增强剂、改善加工工艺、优化食盐形态结构等方面阐述了低盐肉制品加工技术,以期为符合人们健康要求的低钠健康肉制品的开发提供理论依据。
1 食盐在肉制品加工中的作用
食盐对肉制品风味和品质的形成具有极为重要的作用。Yang等[8]研究了不同盐对牛肉挥发性风味的影响,结果显示经NaCl处理的牛肉挥发性风味物质总含量更高。Ventanas等[9]研究了食盐和鲜味化合物对肉汤风味的影响,结果表明NaCl对大多数气味和风味属性有明显的增强作用。食盐对肉制品风味的促进作用可能是因为食盐影响了蛋白质和脂质的氧化。瞿丞等[10]发现食盐添加量的提高可加剧脂质和蛋白质的氧化。脂质氧化产生的小分子物质,如醛类、酮类、醇类物质,是肉制品挥发性风味的重要组成成分,对肉制品特征风味的形成具有重要作用。NaCl可显著促进肉制品脂质氧化,Wen等[11]研究发现氯化钠含量较低的香肠的脂质和蛋白质氧化程度也较低。降低食盐用量对肉制品风味也会产生一定影响,影响程度与肉制品类型有关。Zhang等[12]研究发现,采用氯化钾部分取代氯化钠对火腿风味有显著影响。Lorido等[13]研究发现降低食盐的用量会显著降低伊比利亚火腿的风味特征。
2 低盐肉制品加工技术研究现状
当前低盐肉制品加工技术主要包括以下几个方面:第一,采用非钠盐替代食盐中的部分氯化钠,如将呈咸味的盐酸盐、乳酸盐、磷酸盐等单独或复配替代部分氯化钠达到减盐的效果[14]。第二,采用呈味肽和风味增强剂,如利用呈咸味的氨基酸多肽或能增强咸味的风味增强剂提升肉制品咸味,以降低食盐用量。第三,通过优化加工工艺降低食盐含量,如采用超声波、超高压、微粉化技术,促进食盐的渗透,减少食盐用量[15]。第四,优化食盐的物理结构来增强咸味感知,如采用新兴技术促进钠离子在口腔中的释放,达到提升咸味、降低氯化钠用量的目的。
2.1 非钠盐部分替代氯化钠减盐
非钠盐部分替代氯化钠是目前研究最成熟的低盐肉制品加工技术。Vitor等[16]采用氯化钾替代食盐中50%的氯化钠,并将其应用于牛肉的腌制中,结果表明氯化钾替代对牛肉干的理化性质、微生物指标和感官特征无显著影响。陈佳新等[17]研究发现,用氯化钾替代食盐中20%~30%的氯化钠时,低钠盐肉脯具有较高的感官品质。汤鹏宇等[18]通过肉汤模拟试验研究发现采用氯化钾替代30%的氯化钠对西式香肠的品质没有影响。但氯化钾的大量添加对产品风味有不良影响,可以通过添加氨基酸进行复配以保证食品的良好口感。复合盐的物质配比和产品生产工艺也对最终产品的风味有一定影响,董雪[19]利用单因素试验和正交试验优化了腊肉制品的减盐工艺,得出最佳减盐方案为腌制时间4 d、食盐添加量3%、氯化钾替代比30%。此外,小麦蛋白可以调控氯化钾替代氯化钠对肉制品产生的影响[20]。
高浓度的钾盐具有苦味,对肉制品风味有不良影响,这也制约了氯化钾在肉制品中的应用。目前,低盐肉制品加工中主要利用风味改良剂进行复配,以预防产品不良风味的产生并提高产品的感官品质。王宁宁等将甘氨酸作为风味改良剂,研究了氯化钠∶氯化钾∶氯化钙∶甘氨酸为58∶30∶7∶5的复配低钠盐对发酵香肠品质和风味的影响,结果表明降低42%氯化钠对发酵香肠的品质和风味没有产生不良影响。人体除了通过氯化钠摄入钠离子外,还可通过乳酸钠摄入钠离子,乳酸钠在食品工业中被广泛应用于保鲜保湿与增香调味,是人体摄入钠离子的第二大途径。乳酸钾具有与乳酸钠相似的性质和作用,因此乳酸钾也可作为降低氯化钠含量的非钠盐替代剂。Schivazappa等[21]将氯化钾-乳酸钾混合物添加到肉制品中,在保证制品风味的同时取代了50%的食盐,表明乳酸钾可用于低盐肉制品的加工。
其他非钠盐如氯化镁、乳酸钙、磷酸钾,在低盐肉制品加工中也有广泛的应用。何翠[22]将含氯化镁的复配低钠盐应用于低盐香肠加工,发现复配低钠盐可以改善香肠的抗氧化能力。乳酸钙在食品中起到抗氧化和护色等作用,通过复配添加到肉制品中可达到减盐的目的。赵芩[23]研究发现猪肉中氯化钙∶乳酸钙为2∶1时可以替代40%的食盐。Ruusunen等[24]研究发现乳酸钙可以替代火腿中10%的食盐,并有效保证火腿的风味。在保持肉制品原有风味和品质的同时,利用非钠盐大量减少肉制品中钠含量是低盐肉制品研发的重要研究方向。另外,通过多种减盐技术与非钠盐替代共同作用也是低盐肉制品加工的一种可行的方法。
2.2 呈味肽和风味增强剂
呈味肽是指从食物中提取或合成的一类具有呈味特性、能显著改善食品风味的小分子肽类物质。呈味肽具有特殊的呈味作用,包括酸味肽、甜味肽、苦味肽、咸味肽和浓厚味肽。人体对咸味的感知主要通过味觉细胞中的钠离子通道选择性地吸收钠离子产生咸味,咸味肽可以释放出阳离子,阳离子经过味觉细胞表皮上的钠离子通道进入味觉细胞内,引起味觉细胞内钙离子极化,产生电流,释放传导介质,形成咸味的感知[25]。在咸味的感知程度上,一些含精氨酸的二肽如Arg-Ala、Arg-Pro能够增强大脑对咸味的感知能力[26]。
咸味肽主要来自于蛋白质水解。周雪[27]采用可控酶解技术制备豌豆粉中蛋白酶解液,风味分析显示其具有增咸的作用,可应用于减盐肉制品的加工,并进一步制备了具有呈味特性和抗氧化特性的豌豆肽美拉德反应中间体。咸味肽在低盐肉制品中的应用也有较多的研究,尹敬[28]采用氨基酸替代盐制作了风干草鱼,降低了47.64%~49.27%的钠含量,并增加了風干草鱼的风味,降低了腥味物质含量。γ-谷氨酰肽能赋予食物浓厚味,可与钠盐协同发挥增咸提鲜的作用[29]。咸味肽主要是小分子的二肽,Zheng等[30]以安琪酵母产品为原料并从中分离鉴定出5种咸味肽,测定其肽序列分别为Asp-Asp、Glu-Asp、Asp-Asp、Ser-Pro-Glu和Phe-Ile。陈嘉辉[31]从酱油提取物中提取分离了具有咸味的三肽和四肽。古汶玉等[32]采用电子舌技术和感官评价的方式对分离自鱼露中的两种多肽进行呈味分析,结果显示Val-Hyp可以与氯化钠共同作用,提升人体对咸味的感知,且对溶液整体浓厚味有促进作用。Schindler等[33]利用传感器组学技术从发酵鱼碟中分离出能增强咸味的精氨酸二肽。咸味肽主要由氨基酸构成,除了提高食品的咸味外,也能提高产品的营养功能。但由于咸味肽昂贵的生产成本,目前咸味肽的工业化生产及应用鲜见报道。探索一种低成本、高效率的咸味肽合成方法是未来咸味肽研究的方向。
2.3 优化加工工艺
食盐含量的降低会导致低盐肉制品的食用安全性受到影响,非热杀菌工艺因其在杀灭微生物的同时保证了产品良好的质地、风味和口感,而广泛应用于食品加工中。通过超声波、超高压和脉冲电场等技术能在保证食品风味和质地的同时降低食盐的用量[34]。
超声波技术主要通过增加肉制品腌制过程中盐的扩散系数,促进腌制过程中的传质过程,以加快腌制过程中食盐的渗透,从而降低食盐含量。César等[35]研究发现超声波处理可以破坏肌肉纤维,提高传质效率,使氯化钠快速均匀地扩散到组织中,加快腌制进程。Kumari等[36]研究发现高功率超声辅助处理可以提高食盐的传质效率,加快食盐渗透进程。超声波处理对肉制品风味的形成有正面影响,Zou等[37]对酱牛肉进行超声处理,引起的空化效应能够显著加快氯化钠的渗透,并产生更多的糖和核苷酸,同时促进了酱牛肉的脂质氧化,使挥发性风味物质的种类和相对含量均有显著增加。虽然超声处理技术可作为一种低盐肉制品加工技术,但高功率超声会引起肌肉组织的破坏,导致肌肉纤维松散不紧实。因此,如何利用超声波在不影响肌肉纤维状态的情况下降低食盐用量,还需要不断优化,以探索一种合适的低盐辅助加工工艺。
超高压技术作为食品加工中最常见的杀菌技术,可在保证食品风味和质构的同时,杀灭微生物和病原体,从而延长制品的货架期,保证产品的食用安全性。Alina等[38]对火腿进行了超高压处理,结果显示高压处理可以降低火腿加工中食盐的用量,并对火腿的持水性有一定的改善作用。Pierre等[39]研究发现经超高压加工过的火腿比未经超高压加工的火腿的咸味更高,高压处理也促进了钠与蛋白质的结合。但目前超高压技术使用成本较高,且超高压会导致肉制品细胞破裂,形态发生变化,这也制约了超高压技术在低盐肉制品加工中的应用。
脉冲电场技术可以通过瞬时高压脉冲导致细胞被电击穿,并提高细胞膜的通透性,从而加快食盐的渗透速度,减少食盐的用量。Zuhaib等[40]研究发现脉冲电场处理可以通过促进盐的扩散来提高牛肉干的咸味。Ma等[41]采用脉冲电场技术对羔羊肉的感官和质构指标进行了分析,结果显示高压脉冲处理不仅提高了羔羊肉的风味感官,还对其多汁性有积极影响。因此,脉冲电场技术在低盐肉制品的加工中有着良好的前景。
2.4 优化食盐结构形态
食盐的大小和形态可以影响口腔的咸味感知,通过改变食盐的形态和粒径大小以改变固体食盐晶粒在口腔中的溶解速度,从而提高相同质量食盐引起的咸味感知。食品表面的食盐与味蕾有着更大面积的接触,因此可以采用3D打印技术控制食盐分布在食品表面以达到降低食盐含量的目的[42]。食盐的晶体形态也对食盐的溶解速度存在影响,一般来说颗粒状的食盐在口中的溶解速度显著低于片状结构食盐,片状食盐的溶解速度更快,因此更容易引起人体的咸味感知。味蕾能感受到的咸味对食盐输送到味蕾上的方式密切相关,微粉化技术能够将大颗粒食盐微粉化成5~10 nm的微粉化食盐,微粉化的食盐能够显著提高其在口腔中的溶解速度,同时能够尽可能和口腔中的味蕾結合,从而在降低食盐用量的基础上保持咸味。Juan等[43]研究发现经微粉化处理的食盐能够将牛肉汉堡中的食盐量从1.5%降低到1.0%,并使其保持相同的咸味。由于食盐结构优化的成本较高,如何将该技术广泛应用于大规模生产低盐肉制品还需要不断地实践。
3 总结与展望
目前低盐肉制品加工技术主要采用非钠盐替代降低食盐含量,但非钠盐的添加对肉制品品质和风味存在一定影响,如过量添加KCl会使食品产生苦味和金属味。咸味肽不仅能够减少肉制品加工中的食盐用量,还能提高肉制品的营养价值,是一种绿色健康的低盐肉制品加工方式,但生产成本相对较高,大规模应用仍需要进一步研究。超声波、超高压、脉冲电场等加工技术可以加快食盐在肉制品中的传质,在保证肉制品咸味的同时降低了食盐用量,有着良好的发展前景。低盐肉制品是肉制品加工的必然趋势,综合多种减盐方式联合减盐,可以达到较好的效果,但需要进一步研究。探索一种成本低、效果好、安全性高的食盐替代品和生产加工技术是未来低盐肉制品研究和发展的方向。
参考文献:
[1]ZHENG J, HAN Y, GE G, et al. Partial substitution of NaCl with chloride salt mixtures: impact on oxidative characteristics of meat myofibrillar protein and their rheological properties[J].Food Hydrocolloids,2019,96:36-42.
[2]JIANG Q,NAKAZAWA N,HU Y,et al.Changes in quality properties and tissue histology of lightly salted tuna meat subjected to multiple freeze-thaw cycles[J].Food Chemistry,2019,293:178-186.
[3]WILLIAMS B, MANCIA G, SPIERING W, et al.Practice guidelines for the management of arterial hypertension of the european society of cardiology and the european society of hypertension[J].Blood Pressure,2018,27(6):314-340.
[4]张高辉.食用低钠富钾替代盐和健康教育对农村社区人群血压影响的现场观察[D].济南:山东大学,2012.
[5]张琪,宋晓鹏,任茂佳,等.低钠饮食对心血管事件影响的研究现状[J].中国心血管杂志,2019,24(5):477-480.
[6]康瀚,王羽,钟晓红,等.盐摄入量对腹膜透析大鼠残余肾功能的影响[J].南方医科大学学报,2021,41(2):264-271.
[7]雷超,刘聪,李晓媚,等.高盐饮食抑制细胞自噬损伤肠屏障功能的研究[J].现代医院,2021,21(1):150-153.
[8]YANG J, DASHDORJ D, HWANG I, et al. Effect of the calpain system on volatile flavor compounds in the beef Longissimus lumborum muscle[J].Korean Journal for Food Science of Animal Resources,2018,38(3):515-529.
[9]VENTANAS S, MUSTONEN S, PUOLANNE E, et al.Odour and flavour perception in flavoured model systems: influence of sodium chloride, umami compounds and serving temperature[J].Food Quality and Preference,2010,21(5):453-462.
[10]瞿丞,贺稚非,王兆明,等.不同食盐添加量腌制对鸡肉脂质氧化、蛋白质氧化及食用品质的影响[J].食品科学,2020,41(16):77-85.
[11]WEN R, HU Y, ZHANG L, et al. Effect of NaCl substitutes on lipid and protein oxidation and flavor development of Harbin dry sausage[J].Meat Science,2019,156:33-43.
[12]ZHANG Y, WU H, TANG J, et al. Influence of partial replacement of NaCl with KCl on formation of volatile compounds in Jinhua ham during processing[J].Food Science and Biotechnology,2016,25:379-391.
[13]LORIDO L, ESTVEZ M, VENTANAS J, et al. Salt and intramuscular fat modulate dynamic perception of flavour and texture in dry-cured hams[J].Meat Science,2015,107:39-48.
[14]邓小明,朱国梁,娄红斌,等.三种减钠盐减钠效果的评估[J].盐科学与化工,2019,48(11):47-49,52.
[15]PIETRASIK Z, GAUDETTE N, JOHNSTON S P. The use of high pressure processing to enhance the quality and shelf life of reduced sodium naturally cured restructured cooked hams[J].Meat Science,2016,116:102-109.
[16]VITOR A S V, JOO P B, CAMILA S P, et al. Reducing 50% sodium chloride in healthier jerked beef: an efficient design to ensure suitable stability,technological and sensory properties[J].Meat Science,2019,152:49-57.
[17]陳佳新,逄晓云,夏秀芳,等.KCl部分替代NaCl对低钠盐肉脯质量的影响[J].肉类研究,2017,31(6):24-28.
[18]汤鹏宇,胡可,刘春丽,等.钠盐替代物对西式火腿品质的影响[J].肉类研究,2019,33(11):36-42.
[19]董雪.减盐腊肉制品加工工艺优化及品质特性研究[D].武汉:武汉轻工大学,2020.
[20]张秋会,刘昶,赵莉君,等.小麦蛋白对钾盐替代猪肉熏煮香肠综合品质的调控作用[J].食品工业科技,2022,43(23):79-85.
[21]SCHIVAZAPPA C, VIRGILI R. Impact of salt levels on the sensory profile and consumer acceptance of Italian dry-cured ham[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2020,100(8):3370-3377.
[22]何翠.低钠腊肉加工过程中脂肪氧化特性的研究[D].重庆:西南大学,2017.
[23]赵芩.猪肉低钠替代盐的研究[D].广州:华南理工大学,2015.
[24]RUUSUNEN M, PUOLANNE E.Reducing sodium intake from meat products[J].Meat Science,2005,70(3):531-541.
[25]ARIHARA K, ZHOU L, OHATA M. Chapter Five-Bioactive Properties of Maillard Reaction Products Generated from Food Protein-derived Peptides[M]//Advances in Food and Nutrition Research.New York:Academic Press,2017:161-185.
[26]MINGZHU Z, LIANZHU L, MOUMING Z, et al. Sequence, taste and umami-enhancing effect of the peptides separated from soy sauce[J].Food Chemistry,2016,206:174-181.
[27]周雪.减盐增鲜豌豆肽美拉德中间体制备及加工风味受控形成[D].无锡:江南大学,2021.
[28]尹敬.氨基酸食盐替代物对风干草鱼脂质氧化和风味物质的影响[D].南京:南京农业大学,2019.
[29]付余,张宇昊.浓厚味γ-谷氨酰肽研究进展、机遇与挑战[J].中国食品学报,2022,22(4):14-24.
[30]ZHENG Y Y, TANG L, YU M G, et al. Fractionation and identification of salty peptides from yeast extract[J].Journal of Food Science and Technology,2021,58(3):1199-1208.
[31]陈嘉辉.酱油中呈味肽的分离鉴定及呈味特性的对比分析[D].广州:华南理工大学,2018.
[32]古汶玉,孙金玲,顾华蓉,等.鱼露中Gly-Pro和Val-Hyp呈味特性研究[J].食品工业科技,2019,40(20):262-265.
[33]SCHINDLER A, DUNKEL A, STHLER F, et al. Discovery of salt taste enhancing arginyl dipeptides in protein digests and fermented fish sauces by means of a sensomics approach[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(23):12578-12588.
[34]吳九夷,刘九阳,曹传爱,等.新型加工技术在清洁标签低盐肉制品中应用的研究进展[J].食品安全质量检测学报,2022,13(10):3106-3114.
[35]CSAR O, ANA P, JOSE V G P, et al. Influence of high intensity ultrasound application on mass transport, microstructure and textural properties of pork meat (Longissimus dorsi) brined at different NaCl concentrations[J].Journal of Food Engineering,2013,119(1):84-93.
[36]KUMARI S O, DEREK F K, AURELIA B, et al. Ultrasound assisted diffusion of sodium salt replacer and effect on physicochemical properties of pork meat[J].International Journal of Food Science & Technology,2016,51(1):37-45.
[37]ZOU Y H, KANG D C, LIU R, et al.Effects of ultrasonic assisted cooking on the chemical profiles of taste and flavor of spiced beef[J].Ultrasonics-Sonochemistry,2018,46:36-45.
[38]ALINA T, TOMAS B, BAJO B, et al. Salt (NaCl) reduction in cooked ham by a combined approach of high pressure treatment and the salt replacer KCl[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2016,36:294-302.
[39]PIERRE A P, XAVIER S, NU'RIA G G, et al.High pressure processing of dry-cured ham: ultrastructural and molecular changes affecting sodium and water dynamics[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2012,16:335-340.
[40]ZUHAIB F B, JAMES D M, SUSAN L M, et al. The application of pulsed electric field as a sodium reducing strategy for meat products[J].Food Chemistry,2020,306:125622.
[41]MA Q L, NAZIMAH H, INDRAWATI O, et al. Effect of chilled and freezing pre-treatments prior to pulsed electric field processing on volatile profile and sensory attributes of cooked lamb meats[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2016,37:359-374.
[42]LIU L, CIFTCI O N. Effects of high oil compositions and printing parameters on food paste properties and printability in a 3D printing food processing model[J].Journal of Food Engineering,2020,288:110135.
[43]JUAN D R M, ERICK S,MELINA L M C B, et al. Reducing the sodium content without modifying the quality of beef burgers by adding micronized salt[J].Food Research International,2019,121:288-295.