熟肉加工中硝酸盐替代物的选择及配套使用技术

　　摘要：以乳酸菌素、双乙酸钠、红曲红、焦糖色、丁羟基茴香醚、二丁羟基甲苯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。其中乳酸菌素用量为200mg/kg 配合SDA 1200 mg/kg抑菌，以红曲红200mg/kg 配合焦糖色20g/kg着色，以丁羟基茴香醚与二丁羟基甲苯各100 mg/kg抗氧化，并配以VC和柠檬酸各60 mg/kg作抗氧化助剂，蔗糖脂肪酸酯1.5 g/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。

　　关键词：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0.3g/kg～0.5g/kg即可中毒，3g/kg～5g/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。

　　新鲜五花猪肉；红曲红；辣椒红；高粱红；焦糖色；乳酸链球菌；纳他霉素；双乙酸钠；壳聚糖；茶多酚；烟酰胺；丁羟基茴香醚；二丁羟基甲苯；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；亚硝酸钠。

　　生化培养箱（HH.B11360）；可见分光光度计（721）；高压灭菌锅（YXQ，SG46，280）、高效组织捣碎机（JJ-2）；酸度计（PHS-3B）；电磁炉；菌落计数器等多种试验器具及加工设备。

　　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》。

　　乳酸链球菌素的抑菌试验结果如图1 所示。

　　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500 mg/kg，本研究采用100 mg/kg～300 mg/kg的用量。试验结果（见图1），在进行5d贮存期的试验时，用量在100mg/kg时菌落总数达1×105CFU/g、用量为150mg/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。

　　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0.3g/kg～3g/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。

　　在用量比较试验中（见图2），双乙酸钠添加量为200 mg/kg～1600mg/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1200mg/kg 时菌落总数降到5.4×104CFU/g，用量升高在1600mg/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1200mg/kg以上。

　　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。

　　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。

　　复配后抑菌效果明显提高，试验贮存期采用15d。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600mg/kg～1200 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15d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600mg/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200mg/kg，双乙酸钠1200 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。

　　不同着色剂不同保存期颜色效果评分比较如图4所示。

　　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、0.3g/kg 和0.15g/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15d 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200mg/kg、焦糖色20g/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。

　　2.3  抗氧化剂的选择与分析

　　不同抗氧化剂单独使用效果比较如图5 所示。

　　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。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15d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160mg/kg之间。用量在40mg/kg～120mg/kg 之间时，随着BHA和BHT的增加抗氧化效果不断增加，在160mg/kg以后抑菌效果提高很少，因此BHA和BHT时用量应在120mg/kg 以内。

　　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。

　　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60mg/kg～120mg/kg 之间。经比较试验，在用量为100mg/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100mg/kg。

　　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1.5g/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。

　　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%。使用方法是：分别按需要量先称取BHA和BHT于250mL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1.5g/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。

　　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200mg/kg、20.0g/kg 添加，颜色自然稳定。

　　4）抗氧化剂：以丁羟基茴香醚100mg/kg和二丁羟基甲苯甲苯100mg/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。