大家好！我是东北农业大学的孔保华
今天给大家介绍的题目是：健康肉制品-低盐、低脂和低硝肉制品研究开发。
主要从以下几个方面简单介绍一下，首先是健康肉制品以及我们自己研究的一些内容：
1、健康肉制品简介；
2、低盐-低钠盐配方开发及其在肉制品中的应用；
3、低脂-猪油甘油二酯及加工特性的研究；
4、低硝-亚硝基血红蛋白制备及降低亚硝酸盐作用；
5、低硝-微生物适度发酵替代亚硝酸盐的研究。
一、健康肉制品：
健康是生命的基础,是每一个人的愿望和追求。国民健康是经济社会发展的基础条件,是民族昌盛和国家富强的重要标志。
最近国家发布了相关规划纲要，主要包括：《健康中国2030规划纲要》、《国民营养计划2017-2030》、《健康中国行动2019-2030年》；说明国家对这个层次的重视，为营养健康产业营造了良好的环境。
肉及肉制品是高营养的食物，为人类提供大量的蛋白质、脂肪酸、维生素、矿物质及其他一些生物活性成分。
但是，在加工使用不当的时候，会使肉中还含有一些对人体健康不利的物质，如大量的饱和脂肪酸、胆固醇、钠盐和脂肪等，在人体中这些物质量的失衡可能诱发高血压、高血脂、脂肪肝、动脉粥样硬化、冠心病等心脑血管疾病。
采用新技术结合新工艺，开发低脂、低盐和低硝酸盐肉制品，已经引起关注，此类产品的研发是肉类产业面临的新课题，具有广阔的市场前景。
二、低钠盐配方开发及其在肉制品中的应用
研究背景：基于直接减盐法对风干肠的影响；低钠复配盐的开发；食盐替代物对风干肠的影响。
1、食盐在肉制品中的作用：
（1）风味：赋予肉制品典型的咸味口感，增强了产品的风味。
（2）防腐作用：降低水分活度，使得体系具有较高的渗透压，抑制其生命活动；影响微生物的酶活性，进而影响微生物的代谢及增殖。
（3）改善质构特性：增加肌纤维蛋白的溶胀，增强肉的保水性；形成凝胶，改善产品的弹性。
2、高钠盐摄入的危害：增加高血压、心血管疾病风险；加重肾脏负担；增加骨质疏松风险；呼吸道感染；引发胃炎及胃癌。
3、降低钠盐的背景--减盐计划
美国：美国在2008年，健康与心理卫生部与其他部门合作开启全国减盐行动，计划在五年内减少加工食品中25%的食盐含量。
英国：2003年英国成立了“盐与健康共识与行动”（CASH）组织承担减盐任务。
芬兰：20世纪70年代芬兰政府发布“限盐令”，上世纪90年代食盐食品标签法，标注“高盐食品”警告。
日本：1975年日本启动全国减盐行动，最终人均食盐摄入量从1975年的14g下降到2009年的10.7g。
世界卫生组织（WHO）：<5g Na/d
《中国居民膳食指南》：6g Na/d
2018年4月18日，中国疾病预防控制中心营养健康所、中国营养学会制定了《中国食品工业减盐指南》，提出了国家任务，到2030年人均每日食盐摄入量降低20%的目标。
《中国居民膳食指南2016》推荐成人食盐摄入量6g/天=1茶匙。然而，中国居民平均食盐摄入量达到10.5g/d，是WHO推荐摄入量的2倍；其中，约25%的食盐是来自肉制品。
4、降低钠盐的措施
直接减盐--基于感官评价和对产品的接受性来减少食盐；
使用食盐替代物--氯化物、乳酸盐、咸味肽；
添加风味增强剂--掩味剂、增咸剂（酵母提取物、核苷酸等）；
使用超高压技术--非热加工技术，改进低盐肉制品的品质。
5、技术路线：
6、直接减盐法对哈尔滨风干肠的影响研究
（1）理化及微生物特性：
1）水分
水分含量（%）
| 食盐添加量/% | 发酵时间/d | ||||
| 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | |
| 2.5 | 59.46±0.6b | 48.20±0.68c | 33.24±0.39c | 23.23±1.30a | 21.71±1.20a |
| 2.0 | 59.76±1.37b | 50.97±1.24bc | 34.96±0.25ab | 21.50±0.76ab | 20.06±0.48ab |
| 1.5 | 61.45±1.10ab | 51.53±1.61ab | 34.30±0.16b | 20.86±1.41ab | 17.81±0.93bc |
| 1.0 | 63.06±1.12a | 53.93±0.68a | 35.05±0.27a | 19.97±0.85b | 16.75±0.79c |
水分活度
| 食盐添加量/% | 发酵时间/d | ||||
| 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | |
| 2.5 | 0.953±0.008b | 0.942±0.003c | 0.889±0.003b | 0.839±0.005a | 0.801±0.005a |
| 2.0 | 0.955±0.004ab | 0.954±0.004b | 0.903±0.004a | 0.815±0.005b | 0.783±0.004b |
| 1.5 | 0.961±0.002ab | 0.954±0.002b | 0.909±0.003a | 0.811±0.004b | 0.780±0.002b |
| 1.0 | 0.968±0.004a | 0.962±0.002a | 0.907±0.005a | 0.799±0.004c | 0.766±0.006c |
| 食盐添加量/% | 发酵时间/d | ||||
| 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | |
| 2.5 | 35.52±0.17c | 26.97±1.02c | 18.10±2.29b | 13.37±0.15b | 10.30±0.17a |
| 2.0 | 38.68±1.25ab | 28.78±1.78a | 19.73±0.31ab | 13.90±0.52b | 7.89±0.37b |
| 1.5 | 36.41±1.07bc | 27.56±0.87b | 22.57±0.65a | 16.07±0.40a | 8.23±0.71b |
| 1.0 | 39.62±0.70a | 29.27±1.72a | 20.83±0.68ab | 15.23±0.49a | 5.50±0.36c |
| 食盐添加量/% | 发酵时间/d | ||||
| 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | |
| 2.5 | 159.67±9.02d | 90.67±2.52b | 48.33±3.79a | 34.33±4.16b | 31.67±5.03a |
| 2.0 | 246.00±11.79b | 115.00±13.23a | 71.00±14.53a | 33.00±3.61b | 30.67±2.31a |
| 1.5 | 209.00±10.15c | 113.67±7.77a | 69.33±4.04a | 32.14±2.64a | 28.51±0.93b |
| 1.0 | 335.00±12.49a | 115.00±8.19a | 66.00±12.12a | 30.33±2.89c | 26.67±1.53c |
2） 理化、微生物、品质特性指标
3） 脂质氧化
NaCl促进了脂质氧化的作用：
① NaCl破坏细胞膜结构完整性，促进氧化因子与不饱和脂肪酸的相互作用；
② NaCl促进血红蛋白和肌红蛋白释放铁离子，通过铁离子的催化作用促进氧化；
③ NaCl可抑制抗氧化酶的活性，从而降低肉制品自身的抗氧化能力。
4） 蛋白氧化
（2）挥发性化合物分析：
1）含量（ug/kg）
脂质和蛋白的适度氧化利于发酵风味的形成，但是过度的氧化会造成产品品质的劣变，产生哈败味。
对挥发性化合物进行了定性定量分析表明，随着发酵的进行，挥发性化合物的种类和含量不断增加。
低盐处理减少了因脂质和蛋白氧化生成的醛、酮、醇、酸类等物质，增加了微生物代谢产生的酮、醇、酸、酯类等物质。
2）香气活性值分析
筛选了受NaCl添加量影响较大的40种化合物进行了OAV分析（香气活性值）
① OAV是挥发性化合物的浓度与其阈值的比值；
② OAV>1的化合物可以作为主要风味物质；
③ OAV越大风味贡献能力越强。
④ 大部分醛类、酮类和酯类物质均具有较高的OAV；
⑤ 酸类物质和醇类物质的OAV均小于1；
⑥ 在风干肠整体风味中，醛类、酮类和酯类物质占据重要地位。
低盐处理: 通过降低脂质氧化和蛋白氧化减少挥发性化合物的生成量。
（3）感官评价：
| 食盐添加量 | 颜色 | 风味 | 口感 | 咸度 | 总体可接受性 |
| 2.5% | 6.10±0.74a | 6.00±0.67a | 5.80±0.63a | 6.40±0.69a | 5.20±0.63b |
| 2.0% | 5.90±0.74a | 6.10±0.57a | 6.10±0.74a | 5.40±0.84b | 6.30±0.67a |
| 1.5% | 4.60±0.70b | 4.20±0.79b | 4.20±0.79b | 4.00±0.82c | 4.80±0.63b |
| 1.0% | 4.20±1.22b | 3.70±0.95b | 3.40±0.70b | 3.00±0.81d | 3.50±0.85c |
最终确定在哈尔滨风干肠的生产中食盐添加量为2.0%，可在保证原有风干肠的感官品质的基础上降低20%的食盐添加量。
（4）低钠复配盐的开发
1）风味增强剂配方优化
根据低钠盐国标以及相应的参考文献首先确定食盐比例为70%、KCl比例为20%；其余10%为风味增强剂,掩味剂及增咸剂（L-Lys、L-Ala、乳酸钙、柠檬酸和麦芽糊精）；L-Lys为2%-6%，L-Ala为0.1%-2%，乳酸钙为0.1%-2%，柠檬酸为0.1%-1%，麦芽糊精为2%-5%。
混料试验因素和水平
| 因素 | 物料 | 最低值 | 最高值 |
| A | 赖氨酸 | 200 | 60.0 |
| B | 柠檬酸 | 10 | 10.0 |
| C | 乳酸钙 | 10 | 20.0 |
| D | 丙氨酸 | 10 | 20.0 |
| E | 麦芽糊精 | 20.0 | 50.0 |
最终确定低钠复配盐配方为：70%食盐、20%KCl、4%L-Lys、0.5%柠檬酸、1%乳酸钙、1%L-Ala及3.5%麦芽糊精，其咸度接近于食盐且不良口感最低。
（5）食盐替代物对哈尔滨风干肠的影响研究
研究按理化特性、微生物特性、挥发性化合物分析、感官评价四个方面进行；采用C:100% NaCl（对照组）、SS1:70% NaCl+30%KCl（传统低钠盐）、SS2:70% NaCl+20%KCl+10%风味增强剂（低钠复配盐）。
1）理化特性
① 水分：水分含量及活度（表略）
② 品质指标 ：质构特性、色差 （表略）
③ 蛋白氧化
食盐替代物抑制氧化作用：
促氧剂钠离子含量降低了，钾离子含量在低钠复配盐中的含量也最低；
风味增强剂中的赖氨酸、柠檬酸和乳酸钙对氧化有一定的抑制效果。
（2）微生物特性
1）菌落数量：
添加食盐替代物对菌落总数和乳酸菌数影响不大，但增加了葡萄球菌的数量。
2）菌相分析：
对发酵初期、中期和末期的菌落多样性进行了分析：
① 添加食盐替代物降低了菌群的多样性。
② 发酵末期葡萄球菌和乳酸菌是主要的优势菌种，特别是葡萄球菌。
③ 因为葡萄球菌是一种耐盐菌，对产品风味的形成有着非常大的贡献作用。
（3）挥发性化合物分析
1）含量（ug/kg）：
对挥发性化合物进行了定性定量分析表明：
① 随着发酵的进行，挥发性化合物的种类和含量不断增加。
② 添加食盐替代物减少了因脂质和蛋白氧化生成的醛、酮、醇、酸类等物质。
③ 食盐替代物增加了源于微生物的碳水化合物、氨基酸代谢、β-氧化、酯化作用产生的酮、醇、酸、酯类等物质。
（4）感官评价
添加低钠复配盐（SS2）的风干肠整体可接受性评分最高，咸度与传统替代和对照组无异，且与传统低钠盐相比苦涩味较低。
采用低钠复配盐能够保证哈尔滨风干肠的感官质量，并有效降低30%的食盐添加量。
三、猪油甘油二酯及对肌肉蛋白理化特性影响
猪油作为一种副产品，其在为肉制品提供良好质构特性和独特风味方面发挥着重要的作用。
然而，过度摄入动物脂肪可能会引起一些与不良生活方式相关的疾病，特别是肥胖、高血压和冠心病。
1、甘油二酯:
甘油二酯（DG）由甘油和游离脂肪酸（FFA）酯化生成。
它是一种在各种食用油和脂肪中含量较低的天然脂类成分。
由于存在亲水性基团（羟基）和氢键作用，DG表现出了许多独特的物理化学性质。
2、甘油二酯潜在的健康益处:
进肠道脂质代谢，增加脂肪酸的β-氧化反应；抑制餐后血清中甘油三酯水平；抑制人体脂肪的堆积；预防与不良生活方式相关的疾病；预防和调控高血脂，糖尿病，超重和肥胖。
3、甘油二酯的安全性:
毒理学研究:毒理学研究，包括急性、反复多次摄入和慢性长期研究。
基因毒性研究: DG无致突变风险。
临床研究:在饮食中DG的摄入无不良影响。
4、甘油二酯的制备:
可酶法水解，易于从产品中分离，可复原，重复利用。
（1）研究目的：
研究了猪油基DG在不同NaCl浓度下对猪肌原纤维蛋白流变学和理化性质的影响。
分析了凝胶微观结构、水分分布和蛋白质二级结构的变化。
研究了猪油基甘油二酯在肉制品中的实际应用情况。
（2）制备：
在120℃恒温搅拌条件下，将猪背部肥肉加热得到猪油。
DG按照Zhao等人(2018)的方法合成。
在酶促甘油水解前，先采用超声波进行预处理。
使用脂质体RMIM
1)反应条件
① 酶和猪油底物的比例为4:100（w/w）
② 猪油和甘油摩尔比为1:1
③ 50℃，持续搅拌4h，搅拌速度为180rpm。
反应结束后，去除脂肪酶，收集样品(UDG)。
2)纯化
将未纯化的甘油二酯(UDG)经两步分子蒸馏进行纯化，进而得到纯化的甘油二酯(PDG)
猪油的三种状态：
① 猪油(近100%的甘油三酯）
② 未纯化的甘油二酯（UDG，约46.91%的甘油二酯）
③ 纯化的甘油二酯（PDG，约83.01%甘油二酯）
分子蒸馏设备
（3）实验设计：
肌原纤维蛋白和脂肪复合凝胶。
最终浓度为40mg/mL蛋白质，80mg/mL脂肪。
（4）凝胶强度和持水能力：
图1不同NaCl浓度下单独肌原纤维蛋白(MP)和MP与猪油、UDG及PDG制备的复合凝胶的压缩力和持水性（图略）
加入未纯化的甘油二酯(UDG)或纯化的甘油二酯(PDG)和增加NaCl浓度显著提高了凝胶的压缩力和持水性。
(1)由于脂肪的加入，形成了更加致密的凝胶网络结构。
(2)DG能够通过氢键作用与水分子进行结合。
这促进了肌原纤维蛋白凝胶网络的形成，提高了凝胶的持水性。
（5）动态流变特性：
图2凝胶在不同NaCl浓度下（0、0.1、0.3和0.6 M）的储能模量（G'）和损耗模量（G”）值（图略）
储存模量（G’，蛋白质凝胶的弹性特性）。
损耗模量（G”，蛋白质凝胶的黏度特性）。
加入脂肪后，G '和G "值升高，这说明脂肪的添加能够促进MP凝胶的形成。
（6）低场核磁共振：
图3凝胶的低场核磁共振T2弛豫时间分析（图略）
水分的迁移和分布分析：
(1)T2b，结合水，与大分子紧密结合的水；
(2)T21，不易流动水，被固定在肌原纤维内部的水
(3)T22，自由水，位于凝胶结构外部的水；
与肌原纤维蛋白凝胶相比，在所有研究的NaCl浓度下，添加脂肪的复合凝胶的T21弛豫时间显著降低(P＜0.05) 。
用甘油二酯制备的凝胶的弛豫时间变短，这说明水分子在凝胶体系中的迁移受到了限制。
（7）凝胶微观结构：（图略）
随着NaCl浓度的增加，凝胶呈现出更加致密、均匀的网络结构。
甘油二酯的加入促进了更致密、更均匀的三维凝胶网络结构的形成，凝胶网络结构中充满了蛋白质包裹的脂肪小球。
（8）傅里叶变换红外光谱：（图略）
未纯化甘油二酯或纯化甘油二酯的加入导致α-螺旋和β-折叠含量增加，同时β-转角和无规则卷曲含量减少，这促进了凝胶网络的形成。
脂肪的添加对凝胶中肌原纤维蛋白的二级结构有一定的影响。
（9）猪油甘油二酯在凝胶制品中的应用研究:
1)甘油二酯对乳化肠保水保油性的影响（图略）
2)脂肪种类及含量对乳化肠质构的影响（图略）
| 脂肪总类及含量 | 硬度/g | 粘附性/g.sec | 弹性 | 咀嚼性 |
| 低猪油组 | 2560±57c | -48.89±4.02d | 0.75±0.01b | 1473±48c |
| 低甘油解猪油组 | 2886±52b | -36.63±0.61ab | 0.80±0.04a | 1837±26b |
| 低纯化甘油解猪油组 | 3989±60a | -32.522.67a | 0.83±0.03a | 2052±33a |
| 高猪油组 | 549±47e | -52.63±2.75d | 0.67±0.03c | 159±11e |
| 高甘油解猪油组 | 2390±73d | -44.03±2.34c | 0.72±0.03b | 840±38d |
| 高纯化甘油解猪油组 | 2511±73cd | -41.78±1.11bc | 0.74±0.01b | 741±21d |
处理1：低猪油组；处理2：低甘油解猪油组；处理3：低纯化后的甘油解猪油组；处理4：高猪油组；处理5：高甘油解猪油组；处理6：高纯化后的甘油解猪油组。
3)甘油二酯对乳化肠颜色的影响
| 脂肪种类及含量 | 亮度L* | 红度a* | 黄度b* |
| 低猪油组 | 72.59±1.32b | 6.01±0.35ab | 10.35±0.45c |
| 低甘油解猪油组 | 73.83±0.20ab | 6.84±0.22a | 10.67±0.50bc |
| 低纯化甘油解猪油组 | 74.15±0.39ab | 5.89±0.28b | 12.29±1.11ab |
| 高猪油组 | 72.97±0.49ab | 5.24±0.25bc | 12.09±0.10abc |
| 高甘油解猪油组 | 73.97±0.62ab | 4.65±0.49c | 11.16±0.48bc |
| 高纯化甘油解猪油组 | 74.57±0.14a | 4.29±0.33c | 13.75±0.85a |
4)甘油二酯对乳化肠微观结构的影响（图略）
甘油解乳化肠和低纯化甘油解乳化肠的五个感官指标没有显著变化，但得分均高于高脂肪组；含有低纯化甘油解猪油的的乳化肠剥皮性好，弹性强，口感好。
（10）结论
1)加入DG显著提高了凝胶的压缩力和持水性。
2)I DG的加入促进了更致密、更均匀三维凝胶网络的形成。
3)猪油DG在乳化肠中的应用表明，产品整体可接受性高，可作为功能性成分添加到肉品中，制备出低脂肉制品。
总之，NaCl浓度的增加和DG的加入对MP的流变学和加工性能起到了增强作用。
四、猪血液制备糖基化亚硝基血红蛋白色素
以猪血综合利用为前提，对糖基化亚硝基血红蛋白的制备工艺进行中试和产业化研究。
采用糖基化等核心技术，制备出呈色效果和稳定性良好的可应用于肉制品中起发色作用的亚硝基血红蛋白色素。
1、糖化亚硝基血红蛋白的应用试验：
亚硝酸钠，糖化亚硝基血红蛋白对肉糜颜色的影响
| 样品 | L*值 | a*值 | b*值 |
| 对照组 | 44.23 ±1.44A | 10.00±0.85B | 14.81±0.58A |
| 亚硝酸钠添加组 | 45.77±1.63A | 14.90±0.56A | 14.76±0.46A |
| 添加G-NO-HB组 | 43.96±1.27A | 15.49±1.55A | 13.80±0.78A |
添加亚硝酸钠，糖化亚硝基血红蛋白组的亮度值、黄度值和对照组无显著差异，而红度值显著大于对照组(P<0.05)，表明添加糖化亚硝基血红蛋白，肉糜色泽得到显著改善。
2、关键技术创新与优势：
（1）确定了亚硝基血红蛋白的制备工艺，工艺技术路线简单可行，可操作性强。
（2）在亚硝基血蛋白的制备中，采用了糖基化技术，提高了颜色呈色效果和产品的稳定性。
（3）将糖基化亚硝基血红蛋白与天然保鲜剂复合使用，即可以起到呈色的效果，而且可以起到抑菌的作用。
（4）对糖基化亚硝基血红蛋白进行了应用，表明其在肉制品中具有良好的呈色效果。
五、微生物发酵替代肉制品中亚硝酸盐
进行了“呈色”菌株的筛选及机理探究；“抑菌”菌株的筛选及机理探究；生肉糜体系中微生物的呈色及抑菌作用研究；风干肠体系中微生物的呈色及抑菌效果评价。
1、“呈色”菌株的筛选及机理探究：
2、“抑菌”菌株的筛选及机理探究：
（1）模拟体系中具有高铁肌红蛋白转化能力菌株的筛选
需氧培养：（图略）
肌红蛋白衍生物的最大吸收峰
| 肌红蛋白衍生物 | 最大吸收（nm） |
| 基态肌红蛋白（Mb） | 434 557 |
| 氧合肌红蛋白（MbO2） | 418 544 582 |
| 亚硝基肌红蛋白（NO-Mb） | 421 548 579 |
| 高铁肌红蛋白（Met-Mb） | 410 505 634 |
厌氧培养：（图略）
（2）菌株转化高铁肌红蛋白的研究及转化追踪
（3）风干肠体系中微生物的呈色及抑菌作用研究
风干肠发酵试验各组配方表
| 处理组 | 盐和调味料 | NaNO2 | 接种菌株 |
| C | + | - | - |
| N | + | + | - |
| pp | + | - | P.pentosaceus |
| LS | + | - | L.sake |
| SX | + | - | S.xylosus |
| SLP | + | - | L. Sake；Plantarum；S.xylosus |
各组风干肠样品反射色差值
| 处理组 | L*-值 | a*-值 | B*-值 |
| C | 32.36±0.92a | 9.60±0.42c | 8.02±0.56a |
| N | 31.40±0.87a | 12.70±0.38a | 8.98±0.35a |
| pp | 31.52±0.82a | 9.74±0.29bc | 7.30±0.35a |
| Ls | 31.06±0.78a | 10.72±0.50bc | 7.87±0.68a |
| SX | 31.75±0.37a | 12.44±0.41a | 7.30±0.63a |
| SLp | 31.52±0.83a | 11.32±0.47ab | 7.25±0.32a |
接种产气荚膜梭菌或其孢子对风干肠中产气荚膜梭菌数的影响
| 处理组 | C | N | SX | PP | Ls | SLP |
| C.perfringens | 5.6×107 | 3.6×103 | 2.9×107 | 1.9×106 | 9.8×105 | 8.2×103 |
| C.perfringens | 4.9×106 | 2.3×103 | 7.9×103 | 6.7×104 | 4.9×104 | 6.5×103 |
风干肠体系中微生物的呈色及抑菌作用研究：
理化、质构特性、感官 （图表略）
作者简介：
孔保华，博士，二级教授，博导省龙江学者、省龙江科技英才黑龙江省杰青、省教学名师；省头雁团队骨干成员；肉及肉制品加工和质量安全。
东北农业大学目前团队有博士研究生16人，硕士研究生54人，博士后4人。
相关研究成果：
承担国家级、省部级等各类课题60余项；授权国家发明专利40余件，国家实用新型专利20余件，软件著作权5件发表学术论文700余篇，SCI/EI论文240余篇，其中ESI前1%高引论文4篇获国家、省部级科研奖励12项，国家科技进步二等奖1项，省部级一等奖4项主编和副主编出版教材和专著24部。
拥有科研平台：
国家牛肉研究与开发分中心
黑龙江省肉类加工与品质控制重点实验室
黑龙江省肉品加工与质量控制工程技术中心
主要研究方向：
肉制品品质特性及变化机理
肉品微生物研究及综合保鲜技术
肉制品风味特性的研究。
肉制品开发及加工关键技术
肉制品中有害物质控制技术。
