肉制品中鋅原卟啉形成研究進(jìn)展

趙改名,王興輝,祝超智*,崔文明,王小鵬,溫耀涵,張文華,李航

1(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,河南 鄭州,450002)2(國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系中衛(wèi)站,寧夏 中衛(wèi),750000)3(河南恒都食品有限公司,河南 泌陽,463700)

在“健康中國(guó)2030”的背景下,食品與消費(fèi)者健康之間的關(guān)系日益密切,肉中因富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分,作為一種兼?zhèn)錉I(yíng)養(yǎng)和美味的食物一直以來都受到人們的青睞,肉制品加工產(chǎn)業(yè)也逐漸成為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)和提高國(guó)民健康水平的動(dòng)力[1]。肉制品的表觀色澤是影響消費(fèi)者購(gòu)買行為的主要因素,而亞硝酸鹽是肉制品加工時(shí)常用的一種護(hù)色劑,在肉制品色澤保護(hù)中起到了重要的作用。然而亞硝酸鹽也會(huì)與肉制品中蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的胺類物質(zhì)反應(yīng)形成亞硝胺;此外如果過多的亞硝酸鹽被人體攝入,也會(huì)與人體內(nèi)的胺類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成亞硝胺,其嚴(yán)重的毒副作用會(huì)對(duì)人體健康造成威脅[2]。目前存在的無硝發(fā)色技術(shù)仍有色澤不穩(wěn)定、不良風(fēng)味、高溫易分解等問題,已成為肉制品行業(yè)亟待解決的難題[3]。因此研發(fā)新型無硝發(fā)色技術(shù)迫在眉睫。

鋅原卟啉(zinc protoporphyrinIX,ZnPP)是一種以Zn2+配位于原卟啉IX(protoporphyrinIX, PPIX)的形式獨(dú)特存在于肉制品中穩(wěn)定且鮮艷的紅色素,最早發(fā)現(xiàn)于一種來自意大利北部帕爾瑪?shù)貐^(qū)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵成熟的帕爾瑪火腿中,其肉質(zhì)在不添加亞硝酸鹽/硝酸鹽的情況下,即使暴露在光或熱下仍能呈現(xiàn)穩(wěn)定的鮮紅色[4]。隨后在我國(guó)著名的金華火腿加工過程中也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象,但因檢測(cè)技術(shù)的限制,并未確定造成該現(xiàn)象的具體物質(zhì)[5]。直到2004年通過多種光譜技術(shù)分析檢測(cè)才確定了這種獨(dú)特的紅色素主要為鋅原卟啉IX(ZnPP)[6]。研究表明,帕爾瑪火腿中色素ZnPP的形成有3種可能的機(jī)制:厭氧條件下金屬離子的非酶取代反應(yīng)[7];亞鐵螯合酶(ferrochelatase, FECH)直接參與的酶促反應(yīng)[8];細(xì)菌的酶促反應(yīng)[9]。

目前對(duì)于ZnPP的研究主要集中在傳統(tǒng)干腌火腿制品、發(fā)酵干香腸制品及發(fā)酵肉糜中,如探究傳統(tǒng)干腌火腿加工工藝對(duì)ZnPP形成的影響、篩選具有高ZnPP形成能力發(fā)酵菌株來提高肉制品色澤、在發(fā)酵肉制品中探究發(fā)酵條件對(duì)ZnPP形成的影響等,然而對(duì)ZnPP在肉制品中形成機(jī)制的研究尚不完善。因此,本文綜述了ZnPP的化學(xué)結(jié)構(gòu)及在肉制品中的形成過程、ZnPP形成速率的影響因素及ZnPP形成機(jī)理研究,以期為肉制品的無硝護(hù)色提供新的思路及理論支持。

1 肉制品中色素種類及其衍生物ZnPP形成過程

1.1 肉制品中色素種類

肉制品中主要的紅色素為血紅素,在肌肉中主要以肌紅蛋白的形式存在,特定條件下肌紅蛋白可轉(zhuǎn)化為多種衍生物,直接影響肉色特征與穩(wěn)定性[10]。

肌紅蛋白是肌肉中的主要顯色物質(zhì),它由血紅素和珠蛋白構(gòu)成;血紅素是一種卟啉類化合物(圖1為血紅素結(jié)構(gòu)示意圖),它由4個(gè)吡咯環(huán)連接成一個(gè)大環(huán),稱為卟啉環(huán)[11]。卟啉環(huán)中心的Fe2+有6個(gè)配位部分,且其中4個(gè)分別與4個(gè)吡咯環(huán)上的氮原子以配位鍵的形式結(jié)合,另一個(gè)與球蛋白上的93位氨基酸殘基上的氮原子相連,而第6個(gè)配位鍵缺乏配體,可與O2、CO等小分子配位結(jié)合這也造成了肉制品色澤的不穩(wěn)定[12]。

圖1 血紅素結(jié)構(gòu)

肉制品色澤的不穩(wěn)定主要是由于肌紅蛋白化學(xué)性質(zhì)、鐵的價(jià)態(tài)變化以及卟啉環(huán)中Fe2+的第6位配體不同造成的,表1為肉制品中常見的色素名稱及對(duì)應(yīng)色澤。當(dāng)卟啉中心以Fe2+形式存在時(shí),色素為正常的肌紅蛋白,此時(shí)肉制品的表觀色澤表現(xiàn)為紫紅色。但這種還原態(tài)的肌紅蛋白化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,向著2種不同形式轉(zhuǎn)化[13]。當(dāng)周圍環(huán)境中O2含量過高時(shí)色素分子以氧合態(tài)肌紅蛋白分子為主,此時(shí)肉制品的表觀色澤表現(xiàn)為鮮紅色,這便是人們喜歡的肉制品的顏色;另外一部分的肌紅蛋白則被O2氧化成高鐵肌紅蛋白,此時(shí)肉制品的表觀色澤為棕褐色[14-15]。而在帕爾瑪火腿色素分子的研究中,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致其具有穩(wěn)定鮮紅色澤的特有成分為鋅原卟啉。圖2為鋅原卟啉結(jié)構(gòu)示意圖,與肉制品中常見色素以不同類型肌紅蛋白分子(即珠蛋白與血紅素復(fù)合體)存在所不同的是,帕爾瑪火腿中色素分子ZnPP是一種游離的血紅素衍生物,是由同為二價(jià)的Zn2+取代卟啉環(huán)中心的Fe2+所形成[7]。此外在體內(nèi),其他二價(jià)金屬離子包括鈷和錫,也可形成其他金屬卟啉。

表1 肉制品中的主要色素

圖2 鋅原卟啉的結(jié)構(gòu)

1.2 血紅素衍生物ZnPP形成過程

血紅素是由FECH化金屬形成的,在其生物合成的最后一步,位于動(dòng)物線粒體的內(nèi)膜上的FECH催化Fe2+插入進(jìn)入原卟啉形成血紅素[16]。而在肉制品特別是干腌火腿中ZnPP的形成被認(rèn)為源于肌紅蛋白的轉(zhuǎn)化過程,Fe2+從血紅素分子中脫去,在適宜的外部條件下Zn2+隨即插入卟啉環(huán)的中心,即鐵被鋅取代,同時(shí)血紅素部分從天然血紅素蛋白中分離,形成ZnPP[17]。另一方面Zn2+是Cu2+之后第二容易插入卟啉的金屬離子,Zn2+無需催化劑也能容易地插入卟啉[18]。最近的研究表明在肉的腌制和火腿成熟過程中,肌紅蛋白被內(nèi)源性肽酶部分降解,隨后肌紅蛋白和FECH相互作用,從而促進(jìn)ZnPP的形成[19]。

2 ZnPP形成機(jī)制

2.1 金屬離子的非酶取代反應(yīng)

肉制品中ZnPP的形成被認(rèn)為是一種非酶反應(yīng),在厭氧條件下,Zn2+取代Fe2+,同時(shí)使血紅素部分從血紅蛋白中分離[7]。將成熟的火腿放在4 ℃的條件下儲(chǔ)存一段時(shí)間,在火腿樣品中仍然能檢測(cè)出一定量的ZnPP,但研究表明大鼠中FECH活性在50 ℃最佳,小鼠中FECH活性在40 ℃最佳,而豬肉中FECH活性在25 ℃最佳;4 ℃的低溫儲(chǔ)存環(huán)境,加上火腿中較高的食鹽濃度,這樣嚴(yán)苛的外部條件顯然不適于FECH發(fā)揮其活性,因此部分學(xué)者認(rèn)為這種條件下ZnPP的形成為非酶的取代作用。PAROLARI等[20]將低溫(3～4 ℃)條件下發(fā)酵成熟的火腿與正常加工條件下(16 ℃)成熟的火腿比較發(fā)現(xiàn),低溫條件下成熟的火腿仍呈現(xiàn)鮮艷的紅色,且在發(fā)酵后期(9～12月)ZnPP增加量較正常發(fā)酵組顯著提升。雖然許多體外模擬實(shí)驗(yàn)在一定程度上表明酶在ZnPP形成過程中發(fā)揮了作用,但在這些研究中也提出非酶促反應(yīng)下ZnPP也可以形成,并且非酶促過程隨著酶活性的降低在成熟的后期變得重要,但此反應(yīng)過程需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間[8-9]。

2.2 內(nèi)源酶的取代反應(yīng)

FECH是亞鐵血紅素生物合成途徑的最后一步酶,且在多種生物中這種酶幾乎都會(huì)存在[21]。研究發(fā)現(xiàn),FECH在ZnPP 形成的過程中起到至關(guān)重要的作用,首先還原酶把血紅素中的Fe3+還原為Fe2+,然后 FECH除去Fe2+,使Zn2+插入到卟啉中形成 ZnPP[22]。此外FeCH不僅參與Fe2+的插入,而且參與各種二價(jià)金屬離子的插入,例如Zn2+、Co2+、Mn2+等進(jìn)入卟啉環(huán),鋅是銅之外第2個(gè)容易插入卟啉環(huán)的金屬離子;在三級(jí)結(jié)構(gòu)水平上人類和動(dòng)物、細(xì)菌的FECH保持高度相似,僅在氨基酸序列上略有不同[23]。這些發(fā)現(xiàn)為ZnPP的酶促合成技術(shù)研究提供可靠的理論依據(jù)。此外組織蛋白酶B和L是意大利、西班牙和中式干腌火腿成熟過程中最常涉及的2種肽鏈內(nèi)切酶,在火腿成熟過程中起到重要水解蛋白質(zhì)的作用,蛋白質(zhì)的適度水解會(huì)促進(jìn)亞鐵血紅素的釋放,更利于ZnPP的形成。GROSSI等[19]研究了組織蛋白酶在帕爾瑪火腿成熟過程中對(duì)于肌紅蛋白降解的作用,結(jié)果表明組織蛋白酶促進(jìn)肌紅蛋白的降解對(duì)亞鐵血紅素的轉(zhuǎn)金屬反應(yīng)有顯著作用。

2.3 細(xì)菌的酶反應(yīng)

因?yàn)樨i腿中初始微生物有限,早期的研究普遍認(rèn)為微生物并沒有參與干腌火腿中ZnPP的形成[7]。后來隨著不斷的研究,人們發(fā)現(xiàn)干腌火腿的顏色或顏色的變化可能取決于微生物的生長(zhǎng)[5]。GHADIRI等[24]通過對(duì)比接種P.fluorescens后肉勻漿中ZnPP的含量變化,發(fā)現(xiàn)P.fluorescens具有形成ZnPP的能力。細(xì)菌誘導(dǎo)的ZnPP形成似乎強(qiáng)烈依賴于食物基質(zhì)中作為微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的多肽和蛋白質(zhì)的可用性。在肉勻漿中肉本身的固有蛋白質(zhì)和肽可以立即被微生物利用,從而導(dǎo)致ZnPP的形成顯著增加。PAGANELLI等[25]以大腸桿菌BL21為載體,表達(dá)枯草芽孢桿菌中FECH形成的相關(guān)基因。然后以分離和純化后的枯草芽孢桿菌FECH(BsFECH)為外源性酶與四苯基卟啉磺酸鹽(TPPS)的水溶液、醋酸鋅(Zn2+)和部分亞鐵肌紅蛋白的水解溶液作為模型底物,模擬了干腌火腿成熟過程中紅色素ZnPP形成的過程。此外研究發(fā)現(xiàn)諸多乳酸菌在合適的條件下都可以在發(fā)酵過程中產(chǎn)生ZnPP[26]。這種細(xì)菌的酶反應(yīng)與內(nèi)源酶的酶促反應(yīng)類似,都可以增加ZnPP。

通過闡述該研究領(lǐng)域目前存在的3種假說可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)階段對(duì)于每種假說都有一定的研究結(jié)果支持。本文認(rèn)為上述的幾種ZnPP形成機(jī)制是共同存在的,只是在不同類型的肉制品中及不同的成熟階段,對(duì)ZnPP形成起到的影響程度不同。

3 ZnPP形成過程中的影響因素

3.1 FECH的數(shù)量及活性

FECH位于哺乳動(dòng)物細(xì)胞線粒體內(nèi)膜,催化Fe2+插入到原卟啉IX中形成原血紅素[27]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在肉勻漿中添加Zn2+和PPIX會(huì)形成大量ZnPP,而在緩沖液中這一現(xiàn)象并不明顯,這表明FECH在ZnPP形成過程中的作用以及肉制品中存在內(nèi)源FECH影響ZnPP的形成。ISHIKAWA等[28]對(duì)ZnPP的合成做了進(jìn)一步研究,用豬心臟以及豬心臟線粒體與肌紅蛋白、ZnCl2合成ZnPP,合成量顯著增大?？赡芤?yàn)樨i心臟中富含線粒體細(xì)胞器,此前研究表明FECH位于哺乳動(dòng)物細(xì)胞線粒體內(nèi)膜,更多的FECH加速了ZnPP的形成,此外有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)與肌肉線粒體的豬FECH相比,位于心臟線粒體中的FECH的數(shù)量和活性更高[22]。在體外條件下Zn2+也可以被目前鑒定的FECH插入到原卟啉IX中;CHAU等[29]將豬FECH的DNA克隆在大腸桿菌中表達(dá)形成重組FECH,并進(jìn)一步鈍化用于研究模擬內(nèi)源FECH在ZnPP形成過程中的作用,PAGANELLI等[25]也將枯草芽孢桿菌FECH做類似表達(dá),重組FECH可短時(shí)高效提升ZnPP的形成能力。未來可在研究中分離、重組環(huán)境及生物中產(chǎn)生的FECH,選取優(yōu)勢(shì)重組酶應(yīng)用于實(shí)際。

3.2 食鹽添加量

在帕爾瑪火腿的生產(chǎn)中主要的輔料為海鹽,在長(zhǎng)時(shí)間的成熟過程中,鹽促進(jìn)成熟并防止肉的腐敗,研究發(fā)現(xiàn)海鹽的添加量會(huì)影響ZnPP的形成,BENEDINI等[7]通過在研究值范圍內(nèi)對(duì)豬肉勻漿添加不同含量NaCl發(fā)現(xiàn),鹽的添加導(dǎo)致了FECH的活性顯著提升,當(dāng)食鹽質(zhì)量濃度為80 g/L時(shí),ZnPP形成效果最好。BECKER等[30]通過控制肉糜中不同NaCl添加量檢測(cè)ZnPP含量發(fā)現(xiàn),在3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl的添加量下短時(shí)間內(nèi)ZnPP的形成量最多;當(dāng)NaCl添加量提升至7%時(shí)發(fā)現(xiàn)腌制初期ZnPP含量明顯低于較低NaCl添加組,表明高濃度的鹽對(duì)ZnPP的形成有抑制作用,但隨著腌制過程的進(jìn)行,ZnPP含量呈明顯上升趨勢(shì)。這與傳統(tǒng)干腌火腿中表現(xiàn)的結(jié)果一致,傳統(tǒng)干腌火腿NaCl添加量大都在6%～9%,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的成熟,也能產(chǎn)生大量的ZnPP,使肉制品表現(xiàn)為穩(wěn)定的鮮紅色[31]。

此外有學(xué)者認(rèn)為食鹽能夠促進(jìn)ZnPP生成是通過影響肌紅蛋白水解指數(shù)來實(shí)現(xiàn)的,研究發(fā)現(xiàn)適宜的食鹽添加對(duì)ZnPP的形成有一定的促進(jìn)作用,且在此范圍內(nèi)蛋白質(zhì)水解指數(shù)與食鹽含量呈正相關(guān)[32]。PAGANELLI等[25]通過體外模擬研究也驗(yàn)證了肌紅蛋白水解程度促進(jìn)ZnPP生成這一猜想,在肌紅蛋白溶液中加入適量的胃蛋白酶促進(jìn)蛋白水解,結(jié)果發(fā)現(xiàn)合適的水解程度下ZnPP生成量顯著提升。

3.3 螯合劑

帕爾瑪火腿成熟過程中鐵和鋅參與金屬化反應(yīng),且這些金屬離子可與蛋白質(zhì)、各種較小的有機(jī)分子和存在于肉制品汁液中的無機(jī)陰離子強(qiáng)烈結(jié)合,此類螯合物的存在可能促進(jìn)或抑制金屬轉(zhuǎn)移[33]。BECKER等[30]比較了添加不同濃度磷酸鹽溶液的肉勻漿,結(jié)果表明與不含磷酸鹽的肉勻漿相比,添加磷酸鹽的肉勻漿中ZnPP增加。這是由于在此實(shí)驗(yàn)條件下,磷酸鹽與血紅素中Fe2+結(jié)合形成配合物,此時(shí)“血紅素”以原卟啉的形式存在。由于肉中本來就存在大量的與Fe2+化學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)相似的Zn2+,原本Fe2+位置就被Zn2+所取代,Zn2+與原卟啉螯合形成ZnPP,起到改善肉制品色澤的作用。而EDTA作為Zn2+的強(qiáng)力螯合劑,會(huì)與其發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),限制Zn2+的轉(zhuǎn)移,從而阻礙ZnPP的形成[34]。

3.4 微生物

因?yàn)樨i腿中初始微生物有限,早期研究認(rèn)為微生物并沒有參與干腌火腿中ZnPP的形成[7]。WAKAMATSU等[18]研究發(fā)現(xiàn),與添加抗生素組相比,在不添加時(shí)豬肉勻漿中ZnPP含量會(huì)增加,這表明微生物的存在促進(jìn)了ZnPP的形成。研究表明在肉糜中添加分歧型卡諾桿菌(Carnobacteriumdivergens)和液化沙雷氏菌(Serratialiquefaciens),可顯著增加ZnPP的形成,但這2種菌株會(huì)導(dǎo)致生肉和海鮮變質(zhì)或成為某些疾病的病原體,因此亟待開發(fā)可用于肉制品生產(chǎn)的安全的發(fā)酵菌株[35-36]。ASADUZZAMAN等[37]近期對(duì)不同動(dòng)物產(chǎn)品中使用的11種細(xì)菌以及從環(huán)境和益生菌源分離的126種細(xì)菌ZnPP的形成能力進(jìn)行評(píng)估,其中3種乳酸菌,乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)、腸膜明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)和糞腸球菌(Enterococcusfaecium)顯示出較高的ZnPP形成能力。傳統(tǒng)的這類發(fā)酵一般控制在無氧條件下進(jìn)行,KAUSER-UL-ALAM等[38]在有氧的條件下進(jìn)行發(fā)酵,評(píng)價(jià)5種乳酸菌的ZnPP形成能力;結(jié)果發(fā)現(xiàn),其中的4株乳酸菌在有氧條件下ZnPP形成量較無氧條件大大降低;而乳酸乳球菌亞種在這一條件下仍表現(xiàn)出較強(qiáng)的ZnPP形成能力,更適用于實(shí)際加工中改善發(fā)酵肉制品的顏色。

3.5 pH

對(duì)于ZnPP的研究主要集中在干腌火腿及發(fā)酵肉制品中。與干腌火腿不同的是,發(fā)酵肉制品的pH根據(jù)發(fā)酵劑的種類不同以及發(fā)酵時(shí)間的變化而變化,因此pH為影響發(fā)酵肉制品ZnPP形成的一個(gè)重要因素。DE MAERE等[39]的研究表明,在不同pH條件下無亞硝酸鹽干發(fā)酵香腸生產(chǎn)過程中,天然色素ZnPP及其相關(guān)原卟啉和亞鐵血紅素的含量不同,ZnPP只有在pH高于4.9的干燥發(fā)酵香腸中才能形成,同樣,在增加pH和生產(chǎn)時(shí)間的條件下,觀察到亞鐵血紅素的分解,PPIX也在肉制品中不斷積累。CHAU等[23]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明pH在5.5～6.0更利于血紅素的分解,Fe2+從卟啉環(huán)中脫下;而在7.5～8.0條件下更利于Zn2+插入原卟啉,形成穩(wěn)定的ZnPP。WAKAMATSU等[40]通過對(duì)不同pH、肌纖維類型的豬骨骼肌的研究發(fā)現(xiàn),ZnPP和PPIX在不同的pH條件下形成機(jī)制也不同,在pH 4.75、5.5時(shí)有較多量的ZnPP形成,在pH 4.75時(shí)觀察肌紅蛋白的降解,ZnPP和PPIX含量均升高,血紅素含量無明顯降低;pH 4.75時(shí)ZnPP和PPIX的形成比pH 5.5時(shí)更明顯。

3.6 酶抑制劑

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域人們也對(duì)ZnPP及FECH進(jìn)行了廣泛研究,FECH在表達(dá)缺失或者活性受到抑制時(shí),可導(dǎo)致亞鐵血紅素生物合成受阻以及體內(nèi)原卟啉蓄積過量的游離原卟啉,與Zn2+形成ZnPP,是血紅素生物合成的副產(chǎn)物[27]。此外Pb2+作為一種重金屬離子可抑制FECH活性,影響Fe2+與原卟啉的螯合,導(dǎo)致原卟啉蓄積過量,進(jìn)而與Zn2+的結(jié)合增加,ZnPP合成增加,醫(yī)學(xué)上常提到的鉛中毒就是這個(gè)原理[41]。也有研究指出Pb2+影響亞鐵在PP中的插入,而不影響鋅的插入,導(dǎo)致PP和ZnPP的積累[42]。BECKER等[30]通過在豬肉勻漿中添加不同濃度Pb2+一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn),低濃度對(duì)ZnPP形成無顯著影響,高濃度添加促進(jìn)了ZnPP形成。筆者認(rèn)為這可以理解為不同條件Zn2+與Fe2+競(jìng)爭(zhēng)性作用不同。首先Fe2+、Zn2+可以在適宜的條件下插入原卟啉形成對(duì)應(yīng)金屬卟啉化合物,也可以在FECH螯合下更高效地插入;但當(dāng)FECH、Zn2+、Fe2+三者同時(shí)存在時(shí),酶促反應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行,而FECH又優(yōu)先插入Fe2+,當(dāng)特殊條件下FECH活性被抑制,這時(shí)機(jī)體中的Zn2+優(yōu)先與原卟啉結(jié)合,因此在肌肉中形成ZnPP。

3.7 硝酸鹽及亞硝酸鹽

硝酸鹽因其具有良好的發(fā)色、抗氧化、抑菌等作用而被廣泛應(yīng)用于肉制品加工中,但在帕爾瑪火腿加工中并未添加此類物質(zhì)[43]。ADAMSEN等[31]通過對(duì)多種類型干腌肉制品的調(diào)研發(fā)現(xiàn),那些含有亞硝基肌紅蛋白的產(chǎn)品中幾乎不能檢測(cè)到ZnPP存在。WAKAMATSU等[18]2007年發(fā)現(xiàn),與未添加亞硝酸鹽的對(duì)照組相比,添加NaNO2的ZnPP含量降低了約80%。研究表明亞硝酸鹽產(chǎn)生的NO對(duì)ZnPP形成產(chǎn)生抑制作用,且ZnPP的前體物質(zhì)原卟啉的含量也隨著NO的加入而減少[44]。對(duì)于這一現(xiàn)象可能存在以下2種原因:NO與肌紅蛋白反應(yīng)形成亞硝基肌紅蛋白,這可能阻止亞鐵血紅素從肌紅蛋白分子上解離釋放,更抑制了Fe2+從血紅素釋放出去[37];NO可以抑制豬肉中的FECH,阻止Zn2+插入原卟啉。有研究表明,哺乳動(dòng)物FECH的(2Fe-2S)鐵簇受到NO的強(qiáng)烈抑制,NO可能抑制了豬肉中的FECH,從而抑制了ZnPP的形成[45]。

4 結(jié)語

肉制品中ZnPP的含量與其加工、成熟過程中的諸多因素有關(guān),特別受加工時(shí)輔料的添加及成熟階段環(huán)境的影響。因此未來對(duì)于ZnPP生成技術(shù)的改良,可通過對(duì)不同影響因素的控制,分析出不同條件下的ZnPP形成的變化及不同因素之間的交互作用,設(shè)定適宜的加工參數(shù)提升產(chǎn)品中ZnPP的形成量,從而改善無硝肉制品的色澤。此外可在動(dòng)物肝臟中分離提取FECH,將其應(yīng)用于肉制品加工環(huán)節(jié)改善肉制品色澤;還可根據(jù)微生物發(fā)酵對(duì)于ZnPP形成的促進(jìn)作用,將該技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)物血制品的開發(fā)利用中,提取更加穩(wěn)定的天然色素,提高血產(chǎn)品附加值?？傊?在以后的研究中應(yīng)依據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求,與其他技術(shù)如微生物發(fā)酵技術(shù)、基因重組技術(shù)密切結(jié)合發(fā)揮ZnPP形成技術(shù)在食品產(chǎn)業(yè)中適用性。