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肉制品绿色制造 ——低钠干腌肉制品研究进展

泰然健康网
2024-12-14 08:36

摘要：干腌肉制品因其具有独特的色泽、风味和口感等感官特性而深受广大消费者的喜爱。然而传统干腌肉制品的钠盐（氯化钠）含量过高，人体摄入过高的钠盐会对健康产生不良影响。本文讨论了食盐对干腌肉制品风味、质构和微生物安全的影响，概述了低钠干腌肉制品的相关研究动态，并对低钠干腌肉制品绿色制造的未来研究（如低钠复合盐）提出展望。

传统干腌肉制品包括火腿、腊肉、咸肉、发酵香肠及风鸡、风鸭、风鹅等产品，其中我国的金华火腿、广式腊肠、南京板鸭闻名于世[1]。传统干腌肉制品具有良好的感官品质（如独特的风味）。为长期保存干腌肉制品，人们通常采用传统工艺，即使用食盐除去肉制品水分和增强风味。主要分为2 种方法：1）用于保存或干燥时的现代方法称为平衡腌制；2）采用盐箱对肉制品进行干腌，即将肉制品按质量浸入盐中（该法仍被广泛使用）。传统干腌肉制品因制作工艺独特及产品多样化而深受消费者青睐。然而，为了延长传统干腌肉制品的保质期，人们通过添加大量食盐来降低其水分含量，从而使传统干腌肉制品存在食盐含量偏高的问题。过高的食盐含量不仅影响肉制品的质构和风味特征，还会对消费者的健康产生不利影响。此外，传统干腌肉制品的生产周期一般较长，而长时间加工导致暴露于空气中的肉制品发生严重的脂肪和蛋白质氧化，最终影响干腌肉制品的产量和感官品质。因此，干腌肉制品的低盐化将是肉制品加工行业研究的重点问题。本文对低盐干腌肉制品的研究现状进行讨论，并提出降低干腌肉制品中钠盐的解决方法。

1 食盐对肉制品的影响及低盐肉制品的研究现状

1.1 食盐的作用及高盐的危害

食盐不仅能调味，还能维持细胞外液渗透压、参与体内酸碱平衡的调节以及参与胃酸生成并增进食欲，因此在维持机体生理功能方面不可或缺。食盐的主要成分是钠离子，因此又称为“钠盐”，而食物中天然钠离子的含量仅占饮食摄入量的10%[2]。在欧洲和北美洲，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中[3]。来自丹麦的一项研究结果显示，加工食品提供的食盐量占食盐总摄入量的90%[4]。在爱尔兰，仅干腌肉制品就可贡献20.5%的钠摄入量[5]。英国居民每年从加工肉制品中摄入的钠占钠总摄入量（41 454 kg）的18%[6]。在亚洲，家庭烹饪添加的食盐量占饮食总摄入量的72%～76%，主要摄入来源是腌咸菜、干腌肉制品、豆酱和味增[7]。随着加工食品以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。2006年，世界卫生组织为此举行会议商讨高盐饮食和健康之间的关系，并评估减少食盐摄入量的方案以及这些方案的成本和有效性。2005年，由来自80 个国家和地区的专家创立了“世界食盐健康行动”，其主要宣传过量摄入氯化钠对健康的危害等方面，并倡导与政府、企业合作，共同降低家庭烹饪和加工食品中食盐的添加量。英国、澳大利亚、芬兰和日本也已开展关于降低加工食品中氯化钠策略的相关研究，并且鼓励本国居民减少饮食中食盐摄入量[8]。英国食品标准局负责管理境内的公共健康和食品，他们建议2010年将钠盐含量降低至800 mg/100 g，2012年降低至650 mg/100 g，并一直沿用至今[9]。

我国居民存在严重的高盐饮食现象，高盐摄入量作为一个独立的影响因素，是引发高血压、冠心病、中风及胃癌等疾病的重要因素，目前已经成为影响我国居民健康和预期寿命的风险因子，并且覆盖面较广。研究表明，2000——2010年间我国居民钠盐摄入量呈下降趋势，但在2011——2015年间又有所上升；我国北方人均钠盐日摄入量是11.2 g，比20世纪80年代（12.8 g）有所降低。而南方人均钠盐日摄入量由20世纪80年代的8.8 g增加到现在的10.2 g。我国居民钾的摄入量变化较小，并且一直处于偏低水平[10]。2016年中国居民食盐消费情况报告显示，人均钠盐日摄入量为13.5 g（相当于钠摄入量5 403.5 mg），是《中国居民膳食指南（2016）》建议成人钠盐日摄入量（6 g）的2 倍，并且是世界卫生组织推荐成人钠盐日摄入量（盐5 g，相当于钠2 g）的2.5 倍多，而我国居民膳食中钾的人均日摄入量（1 827.9 mg）仅为世界卫生组织推荐的人均日摄入量（3 510 mg）的一半[11]。首先，高盐饮食已被证明是引发高血压的重要原因。2017年的一项研究显示，年龄在35～75 岁之间的中国人，高血压人群占比超过1/3[12]。2015年的一项研究发现，控制食盐摄入量能有效平稳血压[13]。高钠饮食会直接增加患心血管疾病和中风的风险[14]。我国因高盐饮食引发相关疾病的死亡人数中，男性比例（0.122%）高于女性（0.063%）；其中，死于肿瘤、心血管疾病和慢性肾病的人数比例分别为8.0%、25.2%和22.9%，并且均与高钠饮食有关[11]。因此，减少钠盐摄入量是目前政府和食品加工业面临的最迫切的挑战。

1.2 盐替代物的种类和作用

腌制肉制品在我国居民饮食习惯中是过量摄入钠盐的重要渠道，过高的钠盐添加量不但限制了腌制肉制品的生产周期也会增加其生产成本[1]。然而，仅仅减少钠盐添加量并不能有效达到预期目标，因为减少钠盐添加量会对加工过程中产品的感官品质产生负面影响，进而成为减盐阻力[15]。此外，还有另外3 种降低肉制品中钠盐含量的方法，即用钾盐代替钠盐、“钠味”的增强和新型咸味分子的替代，这些方法都可以在减少钠盐使用量的同时，满足食品中咸味不变的需求。其中，采用其他盐替代物代替氯化钠是最为常用的方式。这些盐替代物与氯化钠在肉制品中的作用相当，也会使肉制品在干腌过程中脱水、稳定肉制品保水性以及增加蛋白质的可溶性，并且也具有一定程度的咸味。与添加食盐的肉制品相比，采用氯化钾、氯化钠质量比为3∶7的混合盐腌制火腿、熏肉和火鸡火腿，产品具有相似的风味评分并且咸度相同。此外，某些混合盐中的氨基酸也能提高盐替代物的咸味并且掩盖苦味和涩味，如已经申请专利的Pansal®（采用氯化钾、硫酸镁和L-赖氨酸盐酸盐替代氯化钠）[16]。

1.3 食盐对肉制品风味和滋味的影响

咸味是人的基本味觉之一。只有钠和锂的化合物具有咸味，钾、钙和镁的化合物也有一定的咸味，其中氯化钠是最咸的钠化合物。氯化钠通过提供咸味、增强或掩盖其他滋味（如苦味）以及控制产生风味化合物的微生物的生长来影响食物的风味。许多地区膳食中钾和钙的摄入量普遍不足。研究发现，小鼠摄入含有低钾或低钙食物的同时，还会增加氯化钠的摄入[17]。钠盐对加工过程中脂肪和蛋白质水解酶的活性以及水解产物的种类和含量具有显著影响，进而影响食品的风味特征[18]。

目前还没有一种物质可以完全替代氯化钠。锂化合物大量替代氯化钠会出现食物中毒现象[19]。钾、钙和镁的化合物有一定的咸味，但同时也伴随“金属味”或“苦味”，如氯化钾可替代30%的氯化钠，一旦替代比例超过30%其滋味就会变差[20]。硫酸镁、氨基酸和二肽也会产生其他风味。因此可以按一定比例组合使用上述物质。在肉制品中添加含有50%氯化钠和44.5%氯化钾以及4%碳酸钙、1%碳酸镁和0.5%硫酸镁的矿盐，虽然钠含量显著降低，但由于气味和滋味差异，这些肉制品的评级普遍低于添加食盐的产品[21]。多肽可在不显著改变咸味口感的情况下降低氯化钠的含量，如味精（主要成分为谷氨酸一钠）可提供鲜味并适度降低食品中钠含量[22]。此外，肉制品的气味也会影响味觉感知，相关研究发现，与盐相关的气味可以增强人们对咸味的感知，如添加少量培根或火腿香味物质的盐溶液的咸度比没有添加这些香味物质的相同盐溶液更易被感知[23]。这说明一些物质的气味可以有效补偿低钠肉制品的滋味变化。

综上所述，目前研究主要关注的是减少盐替代物产生的苦味物质以及减少盐替代物和低盐食品中的不良风味。

1.4 食盐对肉制品质构的影响

食盐中的氯化钠和肉中其他成分的相互作用会影响肉制品的质构。氯化钠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。氯化钠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，进而使肉制品的质构产生缺陷（如质地变软）。同时，过度水解也会产生过量游离氨基酸和小肽等低相对分子质量的含氮化合物，这些化合物可产生不愉快的滋味（如苦味）[24]。此外，添加1.5%～2.5%的氯化钠可以增加蛋白质结合水的含量，并增加热处理过程中肉制品的嫩度和持水力，同时肌球蛋白相互交联可改善肉制品的质构[25]。氯化钠会影响蛋白质的溶解度和含水量，并进一步改变肉制品的流变学和质构特性。多种因素会对肉制品品质产生影响，如水分含量、脂肪含量、pH值和加工条件，因此需要综合考虑其他影响因素来降低氯化钠水平，从而保持产品原来的风味和质构。

低盐肉饼需要其他盐替代物来弥补其减少氯化钠含量所带来的问题[26]。研究发现，含盐量低于1.5%的肉制品会由于乳化状态不稳定而造成质构缺陷[25]。不同物理结构的氯化钠可以解决咸味不足和质构缺陷，细片或树突状的盐晶体，表面积较大、溶解度较好，并且可以改善低盐肉饼中水和脂肪结合与乳化能力。此外，氯化钾、氯化钙、氯化镁和多聚磷酸盐组成的复合盐能够增强低钠肉糜的稳定性[27]。在离子强度相同的情况下，氯化钾和氯化钠与肉中蛋白质的相互作用相同，但氯化钙和氯化镁的作用效果较差[28]。在相同质量浓度的氯化钠或氯化钾溶液中浸入鳕鱼片，两者对鳕鱼片中游离氨基酸释放的影响作用类似，但浸入氯化钾中的鳕鱼片的滴水损失明显较低[29]。

1.5 食盐对肉制品微生物安全的影响

肉制品中水分活度（water activity，aw）是影响微生物生长的关键因素。新鲜肉制品（aw＞0.99）和低盐培根（aw 0.95～1.00）的水分活度较高，如果不考虑其他限制因素，上述水分活度可满足大部分病原菌和腐败微生物生长的水分需求[30]。而添加食盐可以抑制肉中这些微生物的生长[11]。食盐可保障如火腿或培根（aw 0.90～0.95）等肉制品的微生物安全和货架保存。水分含量的减少导致肉制品中的钠含量增加。食盐可通过渗透作用使肉和微生物细胞中的水分析出从而保证其能长时间保存。

对于高风险人群（如婴幼儿、孕妇、老人和免疫能力低下的人群）而言，有效控制肉中病原菌的生长是降低此类人群感染风险的关键因素。微生物还会引起肉制品的腐败，导致肉制品色、香、味或质构发生劣变。降低肉中氯化钠含量的同时应该增加其他成分的含量或改变加工、包装和贮藏条件，从而保证肉制品的安全性和货架期。改变肉制品中任何成分和条件的前提都必须是确保其感官品质可接受且能够抑制病原菌的生长[31]。氯化钾作为氯化钠的替代物已经应用于多种食品中，其替代量一般为30%～40%，并且钾对微生物，如单增李斯特菌（Listeria monocytogenes）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus），影响作用也与氯化钠相似[32]。随着消费需求的增长，越来越多的天然抗菌成分受到人们的青睐，尤其是从植物中提取的一些天然成分。但这些天然提取物自身带有特殊的风味，加之其在肉制品中发生分解，因此作用效果较差。

1.6 食盐对肉制品中生物胺的影响

将含有氨基酸的低钠盐添加在食品中后产生的生物胺是人们研究的热点。生物胺的研究始于20世纪90年代初，一般认为食品中的生物胺是由内源或外源微生物中的氨基酸脱羧酶催化氨基酸脱羧以及醛或酮的转胺作用产生。生物胺是一类含氮的脂肪族、芳香族或杂环类化合物。生物胺除存在于多种动植物的组织以外，也普遍存在于蛋白质含量丰富的发酵食品中。发酵肉制品是生物胺的重要来源[33]。生物胺的产生受氨基酸含量、pH值、离子强度及加工条件的影响。生物胺的含量主要取决于氨基酸脱羧酶的活性及生物胺前体（氨基酸）的含量，但有研究表明游离氨基酸的含量对生物胺的影响不大。当生物胺摄入量较高时，体内的积累会产生毒害作用甚至危及生命。食品中生物胺的积累是潜在的食品安全问题，其中主要有酪胺、组胺、尸胺、腐胺、苯乙胺、色胺、精胺和亚精胺，尤以组胺毒性最强，其次是酪胺。一次性口服8～40 mg组胺可产生轻微中毒症状，而超过40、100 mg则分别产生中等和严重中毒症状。口服酪胺超过100 mg会引起偏头痛，超过1 080 mg会引发中毒性肿胀[34]。腐胺和尸胺无毒且不会对人体健康构成直接威胁，但会增强同时存在的酪胺和组胺的毒性。此外，食品中苯乙胺含量为3 mg/kg时会引起偏头疼。当食品中生物胺含量达到1 000 mg/kg时会对人体健康造成极大的危害[35]。

2 肉制品绿色制造技术和低钠复合盐

2.1 肉制品绿色制造技术

肉制品绿色制造技术是指以优质肉为原料，利用绿色化学原理和化工手段对产品进行绿色工艺设计，从而使产品在加工、包装、贮运和销售过程中对人体健康和环境的危害降到最低，并使经济效益和社会效益得到协调的一种制造方法[36-37]。肉制品绿色制造技术由禽肉制品绿色制造技术、熏鱼绿色制造技术、熏肉绿色制造技术和低钠盐及其低钠肉制品制造技术组成[37]。随着社会和科技的进步以及人们对健康的追求，食品安全问题日益受到重视。因此，采用肉制品绿色制造技术对传统工艺进行改造，是现代食品科学发展的必然趋势[38]。

2.2 低钠复合盐在干腌肉制品中的应用

自20世纪80年代起，一直持续着关于食盐替代物的研究，研究人员希望研发出一些在保证咸味的同时又可降低钠离子摄入量，并且具有保健作用的食盐替代物。研究人员基于咸味传导机制探究了动植物原料中主要咸味组分之间的相互作用，并按照绿色化学原则优化配方设计，进而借助感官评定及电子舌咸度评定技术研制出了低钠复合盐[37]。低钠复合盐按照绿色化学原则和仿生学原理探究动植物原料中主要咸味组分之间的协同、相加、相乘和抑制作用，通过揭示主要特征咸味组分及其相对比例引起咸度变化的规律，然后经过配方优化设计、感官及电子舌咸度评定，最终研制出已获国家发明专利（专利号ZL 201110341045.1）的低钠复合盐[39-41]。在与普通食盐等咸度等质量的条件下，这种低钠复合盐中NaCl含量39.7%、Na+含量15.6%，Na+含量比普通食盐降低59.8%。采用低钠复合盐开发出的低钠干腌猪腰肉、低钠干腌牛肉等肉制品与绿色制造工艺结合后，可在保持传统特色风味的同时显著降低Na+含量及有害物质的产生，并缩短产品生产周期。

低钠复合盐包括氯化钠、氯化钾以及氨基酸等成分。前期相关研究主要采用单独或组合无机盐（如氯化钾、氯化钙和氯化镁）对肉制品进行理化特性和感官品质的研究，并取得了一定成果。Aliño等[42]研究表明，与对照组（100% NaCl）相比，添加50% NaCl+50% KCl混合盐的干腌火腿的颜色和质构参数均与对照组无显著差异。Armenteros等[43]发现，在总游离氨基酸、组织蛋白酶B和组织蛋白酶B+L活性方面，与100% NaCl相比，添加混合盐（50% NaCl+50% KCl）的干腌肉制品不会产生显著变化，这一结果表明NaCl和KCl对肉制品的感官特性具有相似的影响。从干腌肉制品食用品质、安全性以及消费者可接受程度的角度来看，氯化钾逐渐开始取代氯化钠添加到肉制品加工中。然而，氯化钾以较高比例（50%）替代氯化钠时，肉制品会产生令人不愉快的滋味（如苦味、涩味或金属味），这也限制了氯化钾单独取代氯化钠（50%以上）的可行性。掩盖这些异味的方法主要是通过添加香辛料或风味增强剂[44-45]。采用氯化钾替代50%以上氯化钠的同时可通过添加另一种组分（如氨基酸）以掩盖钾盐产生的异味。低钠复合盐中的氨基酸由组氨酸和赖氨酸组成，主要起到增强风味的作用。相关报道称，补充低钠复合盐不仅可以缓解与高钠饮食有关的健康问题，还可以克服氯化钾等无机盐产生的苦味或酸味[46]。Campagnol等[47]研究表明，采用氯化钾和氨基酸替代50%氯化钠可以减少发酵香肠的感官缺陷问题。与对照组（100% NaCl）相比，在猪肉香肠中添加L-赖氨酸可显著改善香肠的质地和色泽[48]。因此，在干腌肉制品中添加L-赖氨酸和L-组氨酸成为一种可能。随着近年来研究的不断深入，精氨酸也被用作低钠复合盐中的氨基酸替代物。肉制品中单独或组合添加精氨酸和组氨酸可有效减少由氯化钾引起的感官缺陷问题[49]。在发酵和乳化肉制品中，赖氨酸可有效减少氯化钾所引起的苦味、涩味和金属味[50-51]。精氨酸有助于改善乳化肠的乳化稳定性和质构参数[52]。组氨酸能够改善肉类产品的水分分布和挥发性化合物的含量[53-54]。此外，这些氨基酸的组合还可以带来其他营养益处，如精氨酸可以预防心血管和肾脏疾病，组氨酸可以预防肥胖、减轻炎症和降低血压，并改善胰岛素抵抗和减轻氧化应激[55-59]。两者联合使用可使低钠复合盐在钠含量显著降低的同时保持纯正的咸味[60]。因此，利用氨基酸等滋味物质掩盖氯化钾作为替代物时所带来的苦味则成为一种有效方法。以上技术可显著降低饮食中钠离子的摄入量，食用相应配方肉制品的消费者可显著降低因高盐（钠）饮食引起的相关疾病的风险。但是，对于低钠复合盐中大量采用氯化钾替代氯化钠，一些肾功能衰竭致使血钾偏高的人群需要谨慎食用。此外，食用过多（每日补充10 g左右则不会引起血钾偏高）氯化钾容易导致心脏负担过重，因此日常饮食中控制食盐摄入量是预防相关疾病较好的方法。

3 结语

肉类产业是民生工程，其发展核心是“保障供给、提升品质、强化营养”。肉类产业承载着为民众提供绿色、安全、健康理念和产品的责任。传统肉类产业的发展面临着加工模式危害环境和人类健康的风险，以及加工技术与消费市场不匹配的矛盾。随着我国肉制品绿色制造理念的发展，肉类行业需促进绿色制造技术在行业中发挥重要角色。在国家战略层面，应围绕绿色制造技术在肉类产业中的应用，加强低钠干腌肉制品的挖掘和开发，这将对肉类行业的绿色发展具有重大的战略意义。

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