肉制品加工中的减盐技术：研究进展与应用展望
摘 要：随着社会的发展和生活方式的变化，食盐摄入过量成为影响人类健康的严重隐患，减少食盐摄入已成为共识。减盐的主要措施之一是控制加工食品中的食盐添加量，而肉制品成为主要减盐对象。目前有关肉制品减盐技术：一是直接减少食盐的添加量并辅以工艺改进，或者优化食盐的物理形态使之在减盐后仍尽可能保持原有咸度；二是以钾盐等非钠盐类替代食盐的调味、改善质构等作用；三是以植物提取物、风味增强剂或掩饰剂等替代食盐的改善风味、增香或抗氧化作用；四是应用新兴物理技术弥补食盐减少可能带来的工艺或功能特性缺失。鉴于食盐对保持食品的品质和安全性发挥的重要作用，尤其是在肉制品中调味、增香、保水、助色、抑菌和防腐等功能，目前尚未找到更为安全和廉价的替代品或替代技术。单一的减盐难以满足低钠肉制品的生产要求，而多因子互作的栅栏技术，即通过多种方法的共效，在安全、营养、品质、成本等维度寻找平衡点，将是实现减盐的有效途径。本文就上述肉制品加工中减盐的关键技术研究进展进行概要综述，并对未来可能的应用途径进行展望。
食盐对于动物生理的正常运转，尤其是对原始人类转变为现代人类的进程中发挥了极为重要的作用[1]。人的体液是一种含盐的“咸水”，食盐的钠离子和氯离子参与体内酸碱平衡的调节、胃酸的生成、细胞外液的渗透压及神经正常兴奋性维持等，为生命机能所必需[2]。如果人体缺盐，轻者疲乏、头晕、体位性低血压，重者恶心呕吐、表情淡漠、血压过度下降，甚至休克、昏迷等。孕妇缺盐或因疾病使钠过度流失，将导致婴儿早产、神经后遗症或生长不良[3]。患有囊性纤维化的婴儿氯化钠过度排出导致电解质紊乱、代谢性碱中毒[4]，对其治疗方法是为早产儿提供足够的钠摄入，以及为患有囊性纤维化的婴儿在出生后的前4 周予以钠的补充[5]。鉴于必要的食盐对维持人体健康的重要性，有专家甚至认为食盐过少对身体产生不利影响可能大于过多。人体每天通过食物摄入的天然钠只能满足机体对Na和Cl元素10%的需求，需通过在烹制食品中添加食盐[6]。
人类经历过因缺盐严重影响健康的历史，但随着社会的发展及生活方式的变迁，脑力代替体力，以车代步，以静代动，盐的排泄递减。同时对工业化产品、外出用餐等需求增加，食盐需求下降而摄入量却上升。工业化方便食品，尤其是肉制品出于工艺特性和保存性的考虑需添加较高含量的食盐，有的食品钠含量甚至超过500 mg/100 g。2019年以来新冠病毒流行封锁期，冷冻食品、罐装食品、方便食品、零食和其他高钠食品消费激增，导致食盐摄入量的进一步升高[7]。研究表明，食盐摄入超过机体内钠和氯的平衡能力，将成为威胁健康的严重隐患，如诱发高血压等心血管疾病风险，而62%的中风和49%的冠心病都是由血压升高引起[8]。高盐饮食还与肥胖、骨质疏松、肌无力、哮喘、胃癌、精神疾病等有关，据估计，过量的膳食钠每年可导致上百万人死于相关疾病[9]。而过量的钠摄入带来的危害性会随年龄增长而逐渐升高，这些生理变化均存在导致老年性疾病的可能[10]。
尽管钠摄入与心血管疾病及其他疾患的关系尚存在争议，有的作用机制及其影响也还在探究中，但尽可能降低盐的摄入有利于健康已成为共识。世界卫生组织推荐的人均食盐日摄入量应低于5 g，总钠不高于2 g，而全球范围内的Na摄入量估计接近4 g[11]。我国居民膳食指南推荐成人每日摄入食盐不超过6 g，而实际摄入高达10～15 g。因此各国都开展了减盐行动，2013年世界卫生大会商定的预防控制非传染性疾病的自愿性全球目标之一，是到2025年将盐摄入量相对降低30%。《“健康中国2030”规划纲要》也确定2030年我国人均食盐日摄入量降低20%。鉴于75%以上的钠摄入量均来自加工食品和餐馆食品，欧洲和北美洲的调研结果表明，家庭烹饪添加的钠盐仅占饮食摄入的5%～10%，而超过75%的钠盐来自市场的加工食品[12]。丹麦的一项研究也显示，加工食品提供的食盐量占总摄入量的90%[13]。英国居民每年从加工肉制品中摄入的钠占钠总摄入量的18%[14]，而爱尔兰仅干腌肉制品就可贡献20%以上的钠摄入 量[15]。在亚洲，家庭烹饪添加的食盐量占饮食总摄入量的72%～76%，主要摄入来源是干腌肉制品、腌咸菜和发酵调味品等[16]。
随着加工食品及家庭餐桌上食盐添加量的逐渐增加，降低钠盐添加量已成为全球共同关注的焦点。泛美卫生组织将加工食品中的减盐作为减少钠摄入量的战略行动之一[17]，世界卫生组织在倡导消费者通过饮食总体调控降低食盐摄入的同时，鼓励食品行业降低加工产品中的钠含量或者将普通食盐换成低钠、高钾的替代品[18]。我国在正式启动的《健康中国行动（2019—2030年）》中明确了减盐的具体措施，包括鼓励加工食品中的减盐、修订预包装食品营养标签通则、推进食品营养标准体系建设等[19]。而食品工业是减盐的重中之重，酱油等调味品、肉制品等均成为减盐的主要对象[20]。
1 肉制品加工与食盐
1.1 肉制品加工中的食盐添加
肉制品是食品中盐含量较高的产品类型。一般腌腊肉制品盐含量3%～7%、干香肠3%～4%、传统腊肉5%～8%，部分干腌肉制品高达8%～12%，火腿的上盐量甚至达到鲜腿质量的10%～15%；熟肉制品大多在2%～3%，例如，酱卤肉制品2.0%～2.5%、蒸煮香肠2.8%～3.0%。而产品中的盐含量因不同类型差异较大，如生鲜预调理肉制品300～500 mg/100 g（以NaCl计，下同），清蒸类肉罐头400～500 mg/100 g，西式蒸煮香肠1 000～1 300 mg/100 g，中式火腿1 300～1 700 mg/100 g[21]。
1.2 食盐在肉制品加工中的作用
2 000多年前我国就有了将食盐作为食品添加剂的记载[22]，现代研究已证实了食盐在食品中的诸多功能，如抑制食品中的腐败菌、致病菌，阻止脂肪氧化，延长产品保质期，改善食品的保水性与质构，增强风味平衡，掩盖食物加工过程中产生的苦味和怪味等[23]，而其在肉制品中的调味、增香、保水、助色、抑菌防腐等作用更是不可或缺[24]。
对香肠等肉制品的研究表明，不同食盐添加量对产品质构等品质特性有显著影响，在一定范围内食盐添加量越多，产品出品率和保水性越好。通过优化脂肪及食盐替代物也可降低减盐对产品风味的负面影响，但很难保证应有的独特感官品质和可贮性。食盐可促进蛋白质的水合作用、增强蛋白质与蛋白质以及蛋白质与脂肪之间的结合，这些特性使肉制品与脂肪混合后的乳化性更加稳定[25]。盐含量低于1.5%的肉制品由于乳化状态不稳定而导致质构缺陷[26]。食盐添加量的降低会引起蛋白质过度水解和组织蛋白酶活性的增强，进而使肉制品的质地变软，产生不良滋味[27]。
食盐通过有效降低肉制品的水分活度（water activity，aw）而抑制微生物的生长，例如，在火腿、培根等肉制品中，食盐将其aw调节至0.90～0.95，是保证其微生物安全和货架寿命的必要条件[28]。当然，肉制品中单独添加食盐在感官可接受的咸度范围不足以完全抑制腐败菌和致病菌的生长，因此还要与亚硝酸钠等添加剂以及低温和pH值等的调控协同作用，才能确保产品的安全可贮。尽管如此，目前尚未找到比食盐更为安全而又能发挥其诸多作用的添加剂[29]，有专家甚至认为，减盐肉制品中的食盐替代品很难达到确保产品感官品质可接受且能够抑制病原菌的生长的要求[30]。
1.3 食品防腐保质栅栏技术与食盐
根据栅栏技术的基本原理，aw是保障食品优质、安全、可贮最为关键的栅栏因子之一[31]。在微生物和酶类导致的食品腐败过程中，水的存在是必要因素，aw越高，微生物导致的腐败越容易发生[32]。降低食品aw是延长其保存期常用且最为有效的方法，为此一是通过烘烤、风干等干燥脱水，二是添加aw调节剂，三是冻结。干燥脱水降低aw最为直接和快速，但大多肉制品水分含量不能过低，否则产品质地过于干硬，因此脱除水分程度有限。冻结贮藏食品的重要机理也在降低aw。如aw为0.98的生鲜调理肉制品，在-18 ℃和-48 ℃可分别将aw降至0.95和0.75，这仅仅对冻藏食品有效。对于大多半干水分和非冻藏食品，降低aw最常用的手段是添加aw调节剂，包括食盐、聚磷酸盐、柠檬酸钠、抗坏血酸、葡萄糖酸内脂、醋酸钠、乳酸钠、蔗糖和葡萄糖等，其中食盐最为高效和安全。在肉制品中添加3%的醋酸钠和糖，可使其aw下降0.07左右，而等量的食盐对aw的降低度达到0.2，这对于保障食品的安全性和可贮性极为重要，足以对金黄色葡萄球菌、李斯特菌和肉毒梭菌等起到有效抑制作用[22]。
每种可贮食品内都有其不同的栅栏因子互作，达到保证微生物和酶类等稳定性的平衡。这一平衡中某个栅栏因子的微小变化（如降低食盐添加量使aw升高）均可对产品安全可贮性和总体质量产生不利影响。例如，乳化型香肠通过食盐（约3.0%）和脂肪（约30%）将aw调节至小于0.96，腌腊制品通过添加食盐（4%～5%）和干燥（至水分含量小于35%）的方式将aw调节至小于0.80，酱卤制品通过添加食盐（3%～4%）和糖（2%～5%）的方式将aw调节至小于0.96[22]。有的食品中栅栏因子互作又如同魔方式效应，各栅栏因子的变化均对产品的微生物稳定性和总体质量特性产生影响。减盐降低了aw栅栏强度，导致aw“方块”的变化，与pH值（调节酸碱度）、T（低温）、F（热加工）、Eh（脱氧）等“方块”的合作效应随之改变，就可能对产品的感官色泽、味道、质构、保水性、微生物稳定性等产生综合影响。以工业化菜肴制品红烧肉软罐头为例，在室温下贮藏时这类产品达到可贮的栅栏因子及其互作条件为：F＞0.4、 pH＜6.5、aw＜0.96以及很低的Eh（真空灌装），其中任一因子强度的升降都将导致整个体系的变化。因此在低盐肉制品开发中，需探究涉及每一具体产品的各栅栏因子及其互作变化，减盐导致的aw栅栏强度的下降甚至消失，必须有相应的“顶替”以弥补对天平式平衡效应或整体魔方式变幻效应的影响[33]。
2 肉制品的减盐技术
肉制品加工中减盐所面临的挑战，是要寻找合适的食盐替代物以及相应的加工技术。目前的相关进展，一是直接减少食盐的添加量并辅以工艺改进，或者优化食盐的物理形态使之在减少添加量的同时尽可能保持原有咸度；二是应用钾盐等非钠盐类替代食盐的调味增香、改善质构等作用；三是添加植物提取物、风味增强剂或掩饰剂，替代食盐的改善风味、增香、抗氧和防腐作用；四是应用新兴物理技术弥补食盐减少可能丧失的某些工艺或功能特性[34-35]。
2.1 减少食盐添加或优化食盐物理形态
对一些传统的高盐肉制品，如火腿等，直接减少食盐添加并辅以工艺优化是可行的，出于健康原因，消费者完全能够接受减盐后感官味道的变化。存在的问题是这些肉制品减盐后，在传统加工和贮藏方式下如何保持对致病菌和腐败菌的有效抑制，以及如何保证产品足够的贮藏期。例如，在腊肉加工中直接减少食盐添加，并通过对腌制剂配方和工艺进行改进，在保持产品可贮性的同时可有效降低钠含量，产品的主要特性指标甚至得到改善，但产品的硬度和pH值增大[36-37]。采用蒸汽烤替代传统工艺加工低盐鸡胸肉，改进的工艺为蒸汽量50%、烘烤温度210 ℃、烘烤时间15 min，减盐率可达到38%[38]。但在较多有关低钠香肠、咸肉、火腿等的研究中，产品口感、风味仍然难以达到与传统产品完全一致，而且大多尚处于基础研究阶段[39]。现代肉制品加工与贮藏技术的不断进步，为肉制品的减盐提供了可能。如冷链技术的普及，以及常温产品的低温化等。腊肠、腊肉等产品的冷链流通可在保证其商业经营必需的保质期的同时减少食盐添加，并改善风味和口感。但冷链技术导致成本的上升和消费方式的改变，以及贮运技术缺陷可能存在的安全风险不容忽视。
单一的减盐在技术上难以满足低钠肉制品的生产要求，需要对产品的配方和工艺进行重新设计和优化。如温控腌制、注射滚揉、斩拌乳化等，均可在一定程度上替代食盐在保水性、质构改善等方面的作用，但受限于产品类型，且降低盐含量功能的机理尚不清楚[35]。除了单一减盐辅以改良工艺，优化盐的物理形态也是途径之一[40]。该技术是通过改变食盐颗粒的大小或形态，如制成微片，粒径降至小于20 μm，以改变食盐在口腔中的溶解速率，影响人口腔对咸味的感知，产生更强的咸味感，从而降低食盐添加量[41]。为此已有商品化改性盐产品出现，应用于食品中可减少25%～50%的食盐添加量，但此类改性盐只能应用于无需考虑质构、抑菌性、保存期等需求的产品，因为食盐添加量的减少势必导致这些功能的减弱[42]。通过改性盐对肉制品进行减盐理论上是可行的，但技术总体还不成熟，产业化实用性有待进一步探究。
2.2 无机盐咸味剂替代物
钾盐等无机盐替代是低盐肉制品研究中的热点，涉及的咸味剂包括氯化钾、氯化镁、氯化钙、乳酸钾及乳酸钙等。诸多研究结果显示，采用此法降低30%盐添加量不会对感官接受性有特别大的影响，但会缩短产品保质期，且替代量过高时会产生不良风味，如苦味和金属味等，无法实现完全替代[43]。例如，李雨竹[44]研究在培根中使用多种咸味剂，其中氯化钾替代25%氯化钠，对产品大多特性指标均无显著影响；氯化钙、氯化镁、乳酸钾、乳酸钙混合或单独替代氯化钠会降低培根pH值、黄度值和和多环芳烃含量，而柠檬酸钾和氯化钾会提升这些特性指标值。替代盐导致的培根pH值变化会抑制或促进后续加工过程的美拉德反应，进而影响培根中多环芳烃的生成。刘媛[45]研究低钠盐灌肠，适宜的替代比为：氯化钾20%、鸟胺牛磺酸20%、谷氨酸钙10%，可在降低氯化钠含量的同时，货架期内挥发性盐基氮含量和菌落总数变化无显著差异。付丽等[46]进行低钠酱牛肉研究，筛选出复合低钠盐的最佳配方，食盐添加量仅1%，其余用氯化钾、氯化镁和乳酸钾替代，并辅以酵母提取物，使钠盐含量降低50%。宋文敏等[47]以氯化钾部分替代食盐制作卤鸭制品，替代比超过35%后对产品品质产生了显著不良影响。雍明旭[48]采用低钠盐替代开发低钠牛肉丸，弹性、感官特性未受到显著影响，但产品硬度升高。
在无机盐咸味剂替代法中，配方变更和工艺优化也是很必要的，否则产品的风味和微生物稳定性将受到不良影响。池东等[49]在低钠广式腊肠、张露[50]在低钠干腌猪肉的加工中均对此予以了证实。刘彤彤等[51]研制的低钠盐水火腿，也通过对原有工艺的改良保证了产品的得率，且保水性和质构未受影响。余涛等[52]采用低钠复合盐制作风干羊肉，将50%食盐用氯化钾、氯化钙替代，并添加赖氨酸，所得低钠产品的不足之处是挥发性风味物质含量更低。Alino等[53]采用单独或组合无机盐（氯化钾、氯化钙和氯化镁）替代食盐加工干腌肉，只保持产品原有感官和质构而不顾及保质期等，则食盐替代率可接近50%。
使用这类咸味剂带来的最大问题是如何克服替代盐较差的腌制效果，以及产品风味的劣化。例如，镁盐替代食盐，替代量稍高时产生苦味，即使添加风味增强剂也难以掩盖。而且镁盐的溶解度差，不易渗透到肌肉中，对pH值的影响较大，生产成本也显著增加[54]。使用咸味剂替代食盐加工低钠火腿的研究也证实，在一定比例内可达较好效果，替代量稍高对产品的风味、口感、质构和保质期都将产生不利影响[55]。钾盐、钙盐和镁盐作为食盐替代物伴随的金属味或苦味问题一直难以解决，如氯化钾替代氯化钠，替代比例超过30%产品滋味就会显著变差。硫酸镁、氨基酸和二肽也会使肉制品产生不良味道[56]，替代后虽然钠含量显著降低，但由于气味和滋味变差，低盐产品的评级普遍低于原产品[57]。
2.3 天然植物提取物等功能性替代物
功能性添加剂替代食盐在抑菌、抗氧化方面已有较多研究，其中植物提取物，特别是天然香辛料替代食盐防腐、抗氧化的作用受到特别关注[58]。研究显示，大蒜、洋葱、肉桂、肉豆蔻、咖喱、芥末、黑胡椒、百里香、薄荷、迷迭香、牛至、鼠尾草、茴香、罗勒、姜黄、香菜和姜等，这些香辛料的精油均可在一定程度上替代食盐抑制致病菌、腐败菌的生长，将其用于肉制品以开发低盐、清洁标签等产品备受推崇[59]。
植物多糖、多肽、果胶等应用于肉制品，可在一定范围替代食盐改善产品质构、保水性、感官品质及风味等作用[60]，但单一的使用效果存在局限性。为此，植物多糖与胶体和蛋白等的复合使用受到关注，如通过壳聚糖、果胶等包埋食盐及其替代品，可使替代盐的苦味减弱，但干腌时间延长，其产品总体可接受性有所降低；木糖醇、山梨醇等糖醇类及转谷氨酰胺酶等均可提高肉的持水性，改善产品品质和风味，但转谷氨酰胺酶可能会增加肠道通透性，存在安全隐患[61]。
风味增强剂可替代食盐改善肉制品品质，包括酵母提取物、谷氨酸钠、肌酸二钠、鸟苷二钠、赖氨酸和牛磺酸等，其中谷氨酸钠公认为效果较佳且安全，可在不显著改变咸味口感的情况下降低食盐添加量，存在的问题是仍然含较多的钠离子[62]。酵母提取物也越来越多应用于改善肉制品风味，以弥补食盐替代品带来的感官品质缺陷，但其经济性和消费者的可接受性尚有争议。
2.4 新兴物理技术
新兴物理保存技术在替代食盐方面的作用也是使食品中的微生物失活及对风味缺陷的弥补，但本质上是非热的物理过程，包括辐照、高静水压、脉冲电场、高强度激光、非相干光脉冲及超声波处理等，其中一些技术在替代食盐保持食品的最低所需货架寿命上具有潜在应用价值，而且与传统热加工技术相比具有风味、营养、质地和其他重要质量特性损失更少的优势。韩格等[63]采用超高压技术降低肉制品中食盐的添加量，改善了肉的保水性、蒸煮损失、咸味和微生物安全性。但该技术存在产品需冷藏贮运、只适用于塑料类包装材料、不能应用于高速生产线等不足，且随着食盐含量的降低可能导致肉制品色泽的不良变化。
超声波、脉冲电场技术可杀灭微生物，但不同菌种对超声波和电场的抗性差异很大，如何在不影响产品品质的条件下达到灭菌效果，其实用性尚需进一步探究。蔡克周等[64]采用超声波辅助腌制、杀菌，辅以咸味肽的添加，制作低钠盐酱卤禽肉制品，减盐50%以上，使产品保持了良好风味和货架期。利用交变磁场技术替代传统的蒸汽或电热烘烤制作低钠盐板鸭，在减盐条件下确保产品可贮性也有成功的研究[65]。电离辐射、高静水压、高压电脉冲等在保存高质量、低pH值食品以及一些较高pH值的预包装切片肉制品等中显现良好效果，通过与无菌包装的结合，在非加热状态使食品中的微生物失活的“冷杀菌”方面展现良好前景，但在成本、可操作性、可适用的产品等方面尚受到限制。
2.5 联合替代技术
以多因子互作的栅栏技术机理分析，替代食盐的单一方法往往效果不佳，而多个较低强度栅栏因子结合的效果显著更强。相关的研究包括：张建华[66]在氯化钾替代食盐的低钠肉制品加工中，以植物提取物辅助其抗氧化作用，通过高压及超声波辅助提升抑菌功能；侯婷婷等[67] 以L-精氨酸辅助乳酸钾替代30%钠盐用于加工火腿；赵子瑞[68]以黄原胶和酵母抽提物辅助氯化钾制作低钠酱牛肉；朱秋劲等[69]发明一种低钠盐西式火腿制作方法，以氯化钙或氯化钾部分替代食盐，并通过添加乳酸链球菌素和优化加工工艺避免食盐含量降低后工艺特性和保存性的下降；杨宁宁等[70]以氯化钾、氯化钙和抗坏血酸钙部分替代食盐，并辅以酵母浸出粉和嫩肉剂，避免食盐含量降低后工艺特性和保存性的下降。童红甘[71]在雷官板鸭加工中，以30%钾盐替代，辅以添加0.05%脂肪酶，在减盐的基础上提高了板鸭的感官品质。这些研究均显示多因子替代比单一手段更优的效果。解决氯化钾等无机盐替代氯化钠产生令人不愉快的滋味问题，也是在减盐的同时辅以风味增强剂等予以弥补，如采用氯化钾、乳酸钙替代钠盐，同时加入一定量的酵母抽提物、异抗坏血酸钠，可使产品良好风味得以保持[72]。
3 结 语
随着社会的发展、生活方式的改变和食物结构的变化，食盐需求量下降而摄入量上升，过量食盐摄入成为威胁人类健康的隐患，降低钠盐摄入量势在必行。在引导消费者通过饮食总体调控减少食盐摄入的同时，鼓励食品行业降低加工食品中食盐的添加量成为减盐的主要措施之一。肉制品是盐含量较高的食品，其减盐技术一是直接减少食盐的添加量并辅以工艺改进，或者优化食盐的物理形态，使之在减盐后仍尽可能保持原有咸度；二是应用钾盐等非钠盐类替代食盐的调味、改善质构等作用；三是使用植物提取物、风味增强剂或掩饰剂等替代食盐，改善风味、增香和抗氧化；四是应用新兴物理技术弥补减少食盐添加量后可能导致的工艺或功能特性的缺失。对一些盐含量较高的传统干腌肉制品，直接减少食盐添加量或使用改性盐，并辅以工艺优化实现减盐是可行的。现代加工和贮藏技术，如冷链技术等可弥补一些肉制品由于减盐带来的贮藏期缩短。以钾盐等无机盐替代食盐，替代量较低时不会对产品感官接受性有特别大的影响，但会缩短产品保质期，而替代量过高又导致不良风味的产生。应用功能性天然添加物，可在一定范围替代食盐的作用，特别是用天然香辛料替代食盐的抑菌、抗氧化作用，在开发低盐、清洁标签等产品中受到关注，但其经济性和消费者的可接受性尚存在争议。新兴非热加工物理技术，包括辐照、高静水压、脉冲电场、高强度激光、非相干光脉冲及超声波等，在食品中的“冷杀菌”显现优势，但大多在成本、可操作性、普适性等方面存在限制。单一的减盐方法难以满足低钠肉制品的生产要求，需要对产品的配方和工艺进行重新设计和优化，以尽可能替代食盐在提升感官、保水、改善质构、抑菌防腐等方面的作用。而基于多因子互作的栅栏技术，通过选择钠盐替代物、品质改良剂、现代加工与贮藏技术应用等的结合，将是肉制品减盐的有效途径之一。
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