天然植物提取物替代亞硝酸鈉對(duì)中式培根特性的影響

王 衛(wèi)，熊 瑋*，李曉燕，何 丹，黃本婷，張佳敏，白 婷，吉莉莉

（1.成都大學(xué) 肉類加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610106；2.蘇州聞達(dá)食品配料有限公司，江蘇 蘇州 215300）

硝酸鹽（亞硝酸鈉、硝酸鈉及硝酸鉀）是肉制品中應(yīng)用歷史最久、范圍最廣的添加劑之一，具有發(fā)色、增香、防腐、抑菌和抗氧化等多種功能，可顯著降低肉品安全風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)肉制品保質(zhì)期[1]。研究與應(yīng)用表明，按照添加劑衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)添加硝酸鈉加工的肉制品是安全的[2]。超量甚至濫用硝酸鹽可導(dǎo)致食物中毒或致癌性亞硝胺的產(chǎn)生，這引起公眾對(duì)硝酸鹽添加劑安全性的擔(dān)憂[3-4]，也加深了消費(fèi)者對(duì)加硝酸鹽肉制品的恐懼[5]。因此，不添加硝酸鹽的有機(jī)食品的開發(fā)以及清潔標(biāo)簽食品的推進(jìn)越來越受到關(guān)注，也促進(jìn)了更為安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、能替代硝酸鹽和亞硝酸鹽在肉制品中應(yīng)用的多種功能性添加劑的尋找。

目前，不含亞硝酸鈉肉制品的研究與開發(fā)主要有幾個(gè)途徑：一是在配方中將硝酸鹽或亞硝酸鹽去除，但因產(chǎn)品感官和貯藏性的缺陷，此類產(chǎn)品的消費(fèi)量始終未見大的增長(zhǎng)[6-7]；二是用其他添加劑復(fù)合或單獨(dú)替代亞硝酸鈉[8-9]。如以紅曲等色素替代亞硝酸鈉發(fā)色，迷迭香、沒食子酸丙酯等替代抗氧化，乳酸鏈球菌素、山梨酸鹽等替代抑菌防腐等[10]，但均不如亞硝酸鈉有效，僅應(yīng)用于某些短期貯藏甚至即做即食的產(chǎn)品中[11]；三是應(yīng)用天然植物提取物。如葡萄柚、白檸檬、迷迭香、石榴、橙子和芹菜等的提取物替代亞硝酸鈉，具有較好的發(fā)色、抑菌、抗氧化等作用[12-13]，在歐美已有類似的商品化產(chǎn)品且獲得在肉制品中應(yīng)用的法規(guī)許可，開發(fā)出了從標(biāo)簽上去除亞硝酸鈉的更為“天然”的產(chǎn)品[14-15]。

培根（Bacon）是西式肉制品三大主要品種（培根、火腿和香腸）之一，也是我國(guó)引進(jìn)的主要西式肉制品類型，我國(guó)對(duì)西式培根在調(diào)味和工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)出了適應(yīng)我國(guó)消費(fèi)需求的中式培根產(chǎn)品[16-17]。亞硝酸鈉是培根中必不可少的添加輔料之一，對(duì)產(chǎn)品的特有色澤、風(fēng)味和保質(zhì)期發(fā)揮著重要作用，研究也顯示了培根中添加亞硝酸鈉與亞硝胺形成的關(guān)系[18]。本研究用天然植物提取物替代亞硝酸鈉加工中式培根，以添加亞硝酸鈉的常規(guī)產(chǎn)品作為對(duì)照，在冷藏期對(duì)產(chǎn)品色度、氧化還原值、pH值、亞硝酸鹽殘留量及細(xì)菌總數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，研究天然植物提取物替代亞硝酸鈉對(duì)產(chǎn)品特性的影響，探究用天然植物提取物替代亞硝酸鈉的可能性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

五花肉 四川高金實(shí)業(yè)有限公司；天然植物提取物（商品號(hào)T10 PLUS，為葡萄柚、白檸檬、迷迭香、石榴和橙子提取物的混合物） 蘇州聞達(dá)食品配料有限公司。

食鹽、白砂糖、卡拉膠、煙熏液、大豆分離蛋白、D-異抗壞血酸鈉、亞硝酸鈉及五香料等輔料 市售；鄰苯二甲酸氫鉀、混合磷酸鹽、氯化鈉、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、冰醋酸、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉及硼酸鈉 成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

YZ-D1鹽水注射器 山東省諸城市佳利機(jī)械廠；BVRJ-30滾揉機(jī)、BYXX-50自動(dòng)蒸煮煙熏爐、BQPJ-I切片機(jī) 嘉興艾博不銹鋼機(jī)械工程有限公司；GY-ZB-6202真空包裝機(jī) 江西贛云食品機(jī)械有限公司；AC-A305色差儀 柯尼卡美能達(dá)（中國(guó)）投資有限公司；722S可見分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司；PHS-3C pH儀 上海三信儀表廠；XY-05無菌均質(zhì)器 寧波新藝超聲設(shè)備有限公司；GR60DA立式自動(dòng)壓力蒸汽滅菌器廈門致徽儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)西式培根工藝進(jìn)行改進(jìn)，制作中式培根[17]，以天然植物提取物產(chǎn)品T10 PLUS替代亞硝酸鈉（實(shí)驗(yàn)組），以添加亞硝酸鈉的常規(guī)產(chǎn)品作為對(duì)照，測(cè)定產(chǎn)品2～4 ℃條件下冷藏期間的色度、pH值、氧化指標(biāo)、亞硝酸鹽殘留量及菌落總數(shù)等指標(biāo)，進(jìn)行2 組產(chǎn)品的特性比較。

1.3.2 產(chǎn)品配料及制作

中式培根的配料及制作：1）原料五花肉去皮，修整到適當(dāng)大小，添加亞硝酸鈉的對(duì)照組按照常規(guī)培根配方進(jìn)行輔料配制，亞硝酸鈉添加量0.01%，實(shí)驗(yàn)組用天然植物提取物產(chǎn)品T10 PLUS替代亞硝酸鈉，按照推薦量0.40%添加；2）采用中式五香料等輔料調(diào)味，五香料等輔料經(jīng)熬煮抽提香味物質(zhì)，調(diào)制為香料水并冷卻，將食鹽及其他輔料倒入香料水中，并根據(jù)注射液量添加一定冰水，輔料充分溶解制成鹽水注射液，鹽水的溫度控制在2～4 ℃，通過鹽水注射機(jī)進(jìn)行原料肉的注射；3）將注射后的肉料放入真空滾揉機(jī)中，靜置4 h后滾揉6 h，真空度為-0.08 MPa；4）滾揉后的肉塊放入模具中成型，吊掛在車架上，推入蒸煮箱中蒸煮（設(shè)定溫度72 ℃，中心溫度達(dá)到60 ℃后推出），蒸煮后60 ℃干燥煙熏30 min，再入冷卻庫(kù)冷卻至2～4 ℃，切片包裝后0～4 ℃冷藏，進(jìn)行成品和貯藏期間產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.3.1 色差

用AC-A305色差儀測(cè)定培根截面的亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）。每份樣品取10 個(gè)位點(diǎn)，測(cè)定結(jié)果取平均值。

1.3.3.2 pH值

培根絞碎后取10 g樣品，裝入250 mL錐形瓶中，加入90 mL純水，搖勻后浸泡15 min，將濾紙置于漏斗中，過濾浸泡液，取濾液，用矯正后的pH計(jì)測(cè)定其pH值。

1.3.3.3 氧化指標(biāo)

酸價(jià)（acid value，VA）測(cè)定：參照GB/T 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》[19]；過氧化值（peroxide value，POV）測(cè)定：參照GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測(cè)定》[20]。

硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值的測(cè)定：參照劉姝韻等[21]的方法。取10 g肉樣，用研缽研細(xì)，加入50 mL 7.5%三氯乙酸（含0.1% EDTA），混合均勻并振搖30 min，并使用濾紙過濾多次；取上清液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中保溫30 min，取出冷卻1 h后，1 600 r/min離心5 min；取上清液，加入5 mL氯仿?lián)u勻，靜置分層后取上清液分別在532 nm和600 nm波長(zhǎng)處比色，記錄吸光度（A）。TBARs值按照下式計(jì)算。

1.3.3.4 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[22]。稱取25 g樣品，放入盛有225 mL磷酸鹽緩沖液或生理鹽水的無菌錐形瓶中混勻，制成1∶10（m/V）的樣品勻液；選取3 個(gè)適宜的連續(xù)稀釋度，每個(gè)稀釋度接種3 個(gè)平行無菌平皿，每皿1 mL；翻轉(zhuǎn)平板，置于（36±1） ℃培養(yǎng)48 h后計(jì)數(shù)。

1.3.3.5 亞硝酸鹽殘留量

參照GB 5009.33—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽及硝酸鹽的測(cè)定》[23]中的分光光度計(jì)法測(cè)定。

1.3.3.6 感官評(píng)定

由10 位經(jīng)驗(yàn)豐富的評(píng)價(jià)員組成評(píng)價(jià)小組，根據(jù)表1對(duì)成品從色、香、味及質(zhì)地等方面進(jìn)行感官評(píng)定[24]。

表 1 中式培根的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of Chinese bacon

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0和Origin 8.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理和作圖，采用SAS 8.2分析系統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差分析和Fisher's LSD多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷藏期間中式培根的色度

L*越大代表肉的顏色越鮮亮，a*越大代表紅色越深，b*越大表示顏色越偏黃，反之偏綠[25]。其中a*對(duì)肉制品感官可接受性的影響最大。由圖1可知，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，2 組樣品的L*均呈增大趨勢(shì)。冷藏1～5 d，實(shí)驗(yàn)組樣品的L*顯著低于對(duì)照組，10 d后差異逐步減小，20 d后L*基本一致。表明冷藏開始階段，添加亞硝酸鈉樣品的亮度更強(qiáng)，此后2 組樣品的差異逐漸減小。

圖1 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根L*的變化Fig. 1 Change in L* of Chinese bacon during cold storage

圖2 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根a*的變化Fig. 2 Change in a* of Chinese bacon during cold storage

由圖2可知，2 組樣品的a*隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)均呈減弱趨勢(shì)。冷藏1～5 d，實(shí)驗(yàn)組樣品的a*顯著高于對(duì)照組；10～20 d，實(shí)驗(yàn)組a*下降，對(duì)照組上升，2 組趨于一致；此后2 組樣品的a*均有所減弱，而實(shí)驗(yàn)組的減弱程度大于對(duì)照組。表明對(duì)于剛加工后的產(chǎn)品，添加天然植物提取物產(chǎn)品的a*更優(yōu)，此后2 組樣品的差異減小，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，添加亞硝酸鈉的產(chǎn)品紅度值更佳。

圖3 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根b*的變化Fig. 3 Change in b* of Chinese bacon during cold storage

由圖3可知，在冷藏的前20 d，實(shí)驗(yàn)組樣品的b*始終大于對(duì)照組，20 d后基本不存在差異。從產(chǎn)品商品屬性對(duì)色度的要求上考慮，在冷藏的25 d內(nèi)，無論亞硝酸鈉還是天然植物提取物，均可使產(chǎn)品保持較好的外觀色澤，而添加亞硝酸鈉的產(chǎn)品在冷藏30 d時(shí)的色澤依然較佳，其發(fā)色護(hù)色作用優(yōu)于天然植物提取物組。

2.2 冷藏期間中式培根的pH值

培根類低溫肉制品在貯藏階段因殘留的乳酸菌等不利微生物繁殖，導(dǎo)致pH值下降，產(chǎn)品質(zhì)量也隨之下降[26]。由圖4可知，加工后2 組培根的pH值分別為6.15和6.19，冷藏20 d后下降幅度增大，冷藏30 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組樣品的pH值下降至5.41，對(duì)照組下降至5.88。盡管添加天然植物提取物可以滿足產(chǎn)品保質(zhì)要求，但亞硝酸鈉抑制培根酸化的作用比天然植物提取物稍佳，這與亞硝酸鈉更強(qiáng)的抑菌、抗氧化等作用有關(guān)。

圖4 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根pH值的變化Fig. 4 Change in pH value of Chinese bacon during cold storage

2.3 冷藏期間中式培根的氧化指標(biāo)

圖5 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根POV的變化Fig. 5 Change in POV of Chinese bacon during cold storage

圖6 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根AV的變化Fig. 6 Change in AV of Chinese bacon during cold storage

圖7 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根TBARs值的變化Fig. 7 Change in TBARs value of Chinese bacon during cold storage

POV、AV和TBARs值是判定肉制品脂質(zhì)水解和脂肪氧化狀態(tài)的重要指標(biāo)，其取決于加工工藝、配方及貯藏條件[27-28]。由圖5～7可知，冷藏期間，2 組產(chǎn)品的POV、AV和TBARs值均逐步出現(xiàn)顯著變化。實(shí)驗(yàn)組樣品在冷藏20～25 d期間POV最高，10 d前AV較高，15 d后穩(wěn)定在1.0 meq/kg左右，TBARs值初始較穩(wěn)定，之后稍有升高。在冷藏的20 d內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組沒有顯著差異，25 d后差異增大，而對(duì)照組POV、AV和TBARs值均比實(shí)驗(yàn)組稍低。即使冷藏至30 d，2 組產(chǎn)品的差異仍然不顯著（P＞0.05），表明盡管亞硝酸鈉呈現(xiàn)更佳的抗氧化性，但在冷藏期間，天然植物提取物表現(xiàn)出可以替代亞硝酸鈉的抗氧化功能。

2.4 冷藏期間中式培根的菌落總數(shù)

圖8 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根菌落總數(shù)變化Fig. 8 Change in total bacterial count of Chinese bacon during cold storage

微生物特性是評(píng)判及度量產(chǎn)品可貯性最直接的指標(biāo)[29]。產(chǎn)品總菌數(shù)超過6.0 （lg（CFU/g））表明已變質(zhì)，超過7.0 （lg（CFU/g））表明已腐敗。由圖8可知，2 組產(chǎn)品在冷藏25 d內(nèi)的菌落總數(shù)為3.0～5.0 （lg（CFU/g）），至30 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組樣品的菌落總數(shù)未超過6.0 （lg（CFU/g）），對(duì)照組未超過5.0 （lg（CFU/g）），表明添加天然植物提取物或亞硝酸鈉的產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)期間的菌落總數(shù)均在低于6.0 （lg（CFU/g））的合格產(chǎn)品范圍，而亞硝酸鹽的抑菌效果略優(yōu)于天然植物提取物。

2.5 冷藏期間中式培根的亞硝酸鹽殘留量

表 2 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根的亞硝酸鹽殘留量Table 2 Change in residual nitrite in Chinese bacon during cold storage mg/kg

由表2可知，實(shí)驗(yàn)組未添加亞硝酸鈉，一直保持不高于0.85 mg/kg的本底值，可達(dá)到綠色食品和清潔標(biāo)簽產(chǎn)品要求[30]。對(duì)照組按國(guó)家食品添加劑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)添加亞硝酸鈉，亞硝酸鹽殘留量為23 mg/kg左右，貯藏期間略有下降，但始終低于30 mg/kg，符合產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)[31]。

2.6 冷藏期間中式培根的感官評(píng)定

圖9 冷藏期間實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中式培根的感官評(píng)分Fig. 9 Change in sensory evaluation score of Chinese bacon during cold storage

感官品質(zhì)是消費(fèi)者決定是否購(gòu)買以及判定肉制品優(yōu)劣最為直接、最為重要的指標(biāo)[32]。由圖9可知：培根產(chǎn)品冷藏的25 d內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的感官總評(píng)分平均值分別為7.0和7.2，均在質(zhì)量較優(yōu)范圍（感官總評(píng)分7.0以上）；25 d后已呈現(xiàn)顯著的質(zhì)量變化，至冷藏30 d時(shí)，對(duì)照組樣品的質(zhì)地和滋味分值低于7.0，而實(shí)驗(yàn)組盡管仍然在可接受范圍內(nèi)，但質(zhì)地和滋味顯著變差，色澤評(píng)分更是已低至6.0。

實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組間差異最大的是色澤，添加天然植物提取物的產(chǎn)品分值比添加亞硝酸鈉的產(chǎn)品稍低，但差異不顯著；而2 組產(chǎn)品的質(zhì)地、氣味及滋味不存在顯著差異，總評(píng)分也無顯著差異。冷鏈貯藏10 d內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組樣品色澤稍差，質(zhì)地、氣味及滋味未見顯著差異；至冷藏25 d，實(shí)驗(yàn)組樣品的色澤評(píng)分為6.8，顯著低于對(duì)照組（7.9），從而影響總評(píng)分，而質(zhì)地、氣味及滋味仍未見顯著差異；冷藏至30 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組樣品的色澤評(píng)分與對(duì)照組間的差異增大，其余指標(biāo)也比對(duì)照組略差。

在本研究條件下，以感官評(píng)定為指標(biāo)，在25 d的貯藏期內(nèi)，添加天然植物提取物的產(chǎn)品盡管在色澤穩(wěn)定方面的效果稍遜于添加亞硝酸鈉，但2 組產(chǎn)品的質(zhì)地、氣味及滋味無顯著差異，添加天然植物提取物可以使培根保持較佳質(zhì)量。這表明天然植物提取物的發(fā)色和色澤穩(wěn)定效果不如亞硝酸鈉，但完全可以替代亞硝酸鈉保持培根冷藏25 d期間的質(zhì)量特性。

3 結(jié) 論

硝酸鹽仍將是肉制品中最為重要的發(fā)色和防腐添加劑之一，只要按安全標(biāo)準(zhǔn)添加，完全可以保證產(chǎn)品的安全性。與此同時(shí)，消費(fèi)者對(duì)更為安全、健康的有機(jī)食品的需求也在不斷增長(zhǎng)，從而進(jìn)一步推進(jìn)肉制品加工中能夠替代硝酸鹽的添加劑的研究和產(chǎn)品開發(fā)[33]。在中式培根加工中用天然植物提取物T10 PLUS替代亞硝酸鈉，以添加亞硝酸鈉的常規(guī)產(chǎn)品作為對(duì)照，研究天然植物提取物替代亞硝酸鈉對(duì)產(chǎn)品特性的影響。結(jié)果表明：在實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組產(chǎn)品均呈現(xiàn)較好的紅度值和外觀色澤，而亞硝酸鈉的護(hù)色作用比天然植物提取物稍佳；分析pH值、POV、AV及TBARs值的測(cè)定結(jié)果可知，添加亞硝酸鈉的產(chǎn)品抑制酸敗和抗氧化能力略強(qiáng)，但與添加天然植物提取物的產(chǎn)品無顯著差異；亞硝酸鈉表現(xiàn)出略優(yōu)于天然植物提取物的抑菌效果，但在產(chǎn)品冷藏的25 d內(nèi)差異不顯著；感官評(píng)定結(jié)果表明，亞硝酸鈉組產(chǎn)品的色澤指標(biāo)更佳，其他指標(biāo)未見顯著差異。天然植物提取物在中式培根中具有良好的發(fā)色、抗氧化及抑菌等功能，盡管在賦予產(chǎn)品良好色澤和抑菌功能上稍遜于亞硝酸鈉，但在產(chǎn)品貯運(yùn)流通所需的保質(zhì)期內(nèi)完全可以替代亞硝酸鈉發(fā)揮作用。雖然添加亞硝酸鈉產(chǎn)品的亞硝酸鹽殘留量符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，但仍然高于

20 mg/kg，而添加天然植物提取物產(chǎn)品的亞硝酸鹽殘留量為不到1.0 mg/kg的極低值。本研究結(jié)果表明，對(duì)于無硝肉制品的開發(fā)以及清潔標(biāo)簽產(chǎn)品的推行，天然植物提取物具有良好的應(yīng)用前景。