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发色剂在肉品加工保鲜中的应用

2022-04-29 来源:贵州机械信息网

发色剂在肉品加工保鲜中的应用

肉品加工过程中,适当添加非色素性的化学物质,使其呈现良好的色泽,这些物质称为发色剂或护色剂、呈色剂。在使用发色剂的同时,还常常加入一些能促进发色的还原性物质,这些物质称为发色助剂。常用的发色剂有硝酸钾、亚硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠;常用的发色助剂有L-抗坏血酸及其钠盐、异抗坏血酸及其钠盐、烟酰胺等。

一、发色剂的发色机理

原料肉的红色是由肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)呈现的一种感官性状。由于肉的部位不同和家畜品种的差异,其含量和比例也不一样。一般来说,肌红蛋白约占70%~90%,血红蛋白约占10%~30%。由此可见,肌红蛋白是使肉类呈色的主要成分。

鲜肉中的肌红蛋白为还原型,呈暗紫色,很不稳定,易被氧化变色。还原型肌红蛋白分子中二价铁离子上的结合水被分子状态的氧置换,形成氧合肌红蛋白(MbO2),色泽鲜红。此时的铁仍为二价,因此这种结合不是氧化而称氧合。当氧合肌红蛋白在氧或氧化剂的存在下进一步将二价铁氧化成三价铁时,则生成褐色的高铁肌红蛋白。

为了使肉制品呈现鲜艳的红色,在加工过程中常添加硝酸盐与亚硝酸盐。它们往往是肉类腌制时混合盐的成分。硝酸盐在亚硝酸菌的作用下还原成亚硝酸盐,亚硝酸盐在酸性条件下可生成亚硝酸。一般宰后成熟的肉因含乳酸,pH 约为5.6~5.8,故不需外加酸即可生成亚硝酸,其反应为:

NaNO2+CH3CHOHCOOH→HNO2+ CH3CHOHCOONa ⑴

亚硝酸很不稳定,即使在常温下,也可分解产生亚硝基(NO):

HNO2→H+ +NO-3+NO+H2O ⑵ 所生成的亚硝基很快与肌红蛋白反应生成鲜艳的、亮红色的亚硝基肌红蛋白(MbNO2):Mb+NO→MbNO ⑶

亚硝基肌红蛋白遇热后放出巯基(-SH),生成较稳定的具有鲜红色的亚硝基血色原。

由⑵式可知,亚硝酸分解生成NO时,也生成少量硝酸,而NO在空气中还可被氧化成NO2,进而与水反应生成硝酸。

NO+O2→NO2 ⑷

NO2+ H2O→ HNO2+HNO3 ⑸

如式⑷、⑸ 所示,不仅亚硝基被氧化生成硝酸,而且还抑制了亚硝基肌红蛋白的生成。硝酸有很强的氧化作用,即使肉中含有很强的还原性物质,也不能防止肌红蛋白部分氧化成高铁肌红蛋白。因此,在使用硝酸盐与亚硝酸盐的同时,常用L-抗坏血酸及其钠盐等还原性物质来防止肌红蛋白氧化,且可把氧化型的褐色高铁肌红蛋白还原为红色的还原型肌红蛋白,以助发色。此外,烟酰胺可与肌红蛋白结合生成很稳定的烟酰胺肌红蛋白,难以被氧化,故在肉类制品的腌制过程中添加适量的烟酰胺,可以防止肌红蛋白在从亚硝酸到生成亚硝基期间的氧化变色。

如果在肉制品的腌制过程中,同时使用L-抗坏血酸或异抗坏血酸及其钠盐与烟酰胺,则发色效果更好,并能保持长时间不褪色。

二、常用的发色剂及发色助剂

1.亚硝酸钠

亚硝酸钠为白色或微黄色结晶或颗粒状粉末,无臭,味微咸,易吸潮,易溶于水,微溶于乙醇,在空气中可吸收氧而逐渐变为硝酸钠。

本品是食品添加剂中急性毒性较强的物质之一,是一种剧药(在药物学中,根据毒性试验结果,把毒性较强的物质称为剧药,如亚硝酸钠、氢氧化钠等;把毒性更强的称为毒药,如三氯化二砷等)。过量的亚硝酸盐进入血液后,可使正常的血红蛋白(二价铁)变成高铁血红蛋白(三价铁),失去携氧的功能,导致组织缺氧。潜伏期仅为0.5~1小时,症状为头晕、恶心、呕吐、全身无力、皮肤发紫,严重者会因呼吸衰竭而死。ADI(每日允许摄入量)为0~0.2mg/kg。我国规定:本品可用于肉类罐头和肉制品,最大使用量为0.15mg/kg。残留量以亚硝酸钠计,肉类罐头不得超过0.05mg/kg,肉制品不得超过0.03mg/kg。此外,还规定亚硝酸盐可用于盐水火腿,但应控制其残留量为70ppm。

2.硝酸钠

硝酸钠的毒性作用主要是因为它在食物中、水或胃肠道,尤其是在婴幼儿的胃肠道中,易被还原为亚硝酸盐所致,其ADI为0~5mg/kg。我国规定:本品可用于肉制品,最大使用量为0.5g/kg,其残留量控制同亚硝酸钠。

3.亚硝酸钾

亚硝酸钾的毒性作用参照亚硝酸钠,其ADI为0~0.2 mg/kg。

4.硝酸钾

硝酸钾的毒性作用参照硝酸钠,在硝酸盐中,本品毒性较强,其ADI为0~5 mg/kg。 本品可代替硝酸钠,用于肉类腌制,其最大用量同硝酸钠。

5.抗坏血酸和烟酰胺

用亚硝酸盐作为肉类的发色剂时,同时加入适量的L-抗坏血酸及其钠盐、烟酰胺作为发色助剂使用。抗坏血酸的使用量一般为原料肉的0.02%~0.05%,烟酰胺的用量为0.01%~0.02%,在腌制或斩拌时添加,也可把原料肉浸渍在这些物质的0.02%的水溶液中。

三、亚硝酸盐的安全性问题

近年来,人们发现亚硝酸盐能与多种氨基化合物(主要来自蛋白质分解产物)反应,产生致癌的N-亚硝基化合物,如亚硝胺等。亚硝胺是目前国际上公认的一种强致癌物,动物试验结果表明:不仅长期小剂量作用有致癌作用,而且一次摄入足够的量,也有致癌作用。因此,国际上对食品中添加硝酸盐和亚硝酸盐的问题十分重视,在没有理想的替代品之前,把用量限制在最低水平。

四、 关于亚硝酸盐替代品问题

许多世纪以来,人们一直使用亚硝酸盐来保存肉类。到19世纪末,才认识到亚硝酸盐可使腌肉产生颜色。后来,人们发现亚硝酸盐可抑制引起肉类变质的微生物生长,特别是对肉毒梭菌有很强的抑制作用。有些国家在没有使用亚硝酸盐之前,肉毒梭菌中毒率很高,使用后,肉毒梭菌中毒才得到了控制。亚硝酸盐除抗菌作用外,还有抗氧化及增强风味的作用。尽管如此,由于亚硝酸盐的安全性即致癌问题,使其应用越来越受到限制,全世界都在寻找理想的替代品。

目前人们使用的亚硝酸盐替代品有两类:一类是替代亚硝酸盐的添加剂,Sweet(1991)报道,这种替代物由发色剂、抗氧化剂/多价螯合剂和抑菌剂组成,发色剂用的是赤鲜红,抗氧化剂/多价螯合剂为磷酸盐/多聚磷酸盐,抑菌剂用的是对羟基苯甲酸和山梨酸及其盐类;另一类是在常规亚硝酸盐浓度下阻断亚硝胺形成的添加剂,Mirrish等报道,抗坏血酸能与亚硝酸盐作用以减少亚硝胺的形成。此外,山梨酸、山梨酸醇、鞣酸、没食子酸等也可抑制亚硝胺的形成。

作者:程林

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