天然植物提取物替代亞硝酸鈉對中式培根特性的影響

王 衛，熊 瑋*，李曉燕，何 丹，黃本婷，張佳敏，白 婷，吉莉莉

（1.成都大學 肉類加工四川省重點實驗室，四川 成都 610106；2.蘇州聞達食品配料有限公司，江蘇 蘇州 215300）

硝酸鹽（亞硝酸鈉、硝酸鈉及硝酸鉀）是肉制品中應用歷史最久、范圍最廣的添加劑之一，具有發色、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險，延長肉制品保質期[1]。研究與應用表明，按照添加劑衛生安全標準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致食物中毒或致癌性亞硝胺的產生，這引起公眾對硝酸鹽添加劑安全性的擔憂[3-4]，也加深了消費者對加硝酸鹽肉制品的恐懼[5]。因此，不添加硝酸鹽的有機食品的開發以及清潔標簽食品的推進越來越受到關注，也促進了更為安全可靠、經濟適用、能替代硝酸鹽和亞硝酸鹽在肉制品中應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主要有幾個途徑：一是在配方中將硝酸鹽或亞硝酸鹽去除，但因產品感官和貯藏性的缺陷，此類產品的消費量始終未見大的增長[6-7]；二是用其他添加劑復合或單獨替代亞硝酸鈉[8-9]。如以紅曲等色素替代亞硝酸鈉發色，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，僅應用于某些短期貯藏甚至即做即食的產品中[11]；三是應用天然植物提取物。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，具有較好的發色、抑菌、抗氧化等作用[12-13]，在歐美已有類似的商品化產品且獲得在肉制品中應用的法規許可，開發出了從標簽上去除亞硝酸鈉的更為“天然”的產品[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，也是我國引進的主要西式肉制品類型，我國對西式培根在調味和工藝等方面進行改進，開發出了適應我國消費需求的中式培根產品[16-17]。亞硝酸鈉是培根中必不可少的添加輔料之一，對產品的特有色澤、風味和保質期發揮著重要作用，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產品作為對照，在冷藏期對產品色度、氧化還原值、pH值、亞硝酸鹽殘留量及細菌總數等指標進行測定，研究天然植物提取物替代亞硝酸鈉對產品特性的影響，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 四川高金實業有限公司；天然植物提取物（商品號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 儀器與設備

YZ-D1鹽水注射器 山東省諸城市佳利機械廠；BVRJ-30滾揉機、BYXX-50自動蒸煮煙熏爐、BQPJ-I切片機 嘉興艾博不銹鋼機械工程有限公司；GY-ZB-6202真空包裝機 江西贛云食品機械有限公司；AC-A305色差儀 柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；722S可見分光光度計 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無菌均質器 寧波新藝超聲設備有限公司；GR60DA立式自動壓力蒸汽滅菌器廈門致徽儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗設計

對西式培根工藝進行改進，制作中式培根[17]，以天然植物提取物產品T10 PLUS替代亞硝酸鈉（實驗組），以添加亞硝酸鈉的常規產品作為對照，測定產品2～4 ℃條件下冷藏期間的色度、pH值、氧化指標、亞硝酸鹽殘留量及菌落總數等指標，進行2 組產品的特性比較。

1.3.2 產品配料及制作

中式培根的配料及制作：1）原料五花肉去皮，修整到適當大小，添加亞硝酸鈉的對照組按照常規培根配方進行輔料配制，亞硝酸鈉添加量0.01%，實驗組用天然植物提取物產品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味，五香料等輔料經熬煮抽提香味物質，調制為香料水并冷卻，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 ℃，通過鹽水注射機進行原料肉的注射；3）將注射后的肉料放入真空滾揉機中，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（設定溫度72 ℃，中心溫度達到60 ℃后推出），蒸煮后60 ℃干燥煙熏30 min，再入冷卻庫冷卻至2～4 ℃，切片包裝后0～4 ℃冷藏，進行成品和貯藏期間產品各項指標測定。

1.3.3 指標測定

1.3.3.1 色差

用AC-A305色差儀測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 個位點，測定結果取平均值。

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計測定其pH值。

1.3.3.3 氧化指標

酸價（acid value，VA）測定：參照GB/T 5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》[19]；過氧化值（peroxide value，POV）測定：參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》[20]。

硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值的測定：參照劉姝韻等[21]的方法。取10 g肉樣，用研缽研細，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氯仿搖勻，靜置分層后取上清液分別在532 nm和600 nm波長處比色，記錄吸光度（A）。TBARs值按照下式計算。

1.3.3.4 菌落總數

參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[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 個適宜的連續稀釋度，每個稀釋度接種3 個平行無菌平皿，每皿1 mL；翻轉平板，置于（36±1） ℃培養48 h后計數。

1.3.3.5 亞硝酸鹽殘留量

參照GB 5009.33—2010《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽及硝酸鹽的測定》[23]中的分光光度計法測定。

1.3.3.6 感官評定

由10 位經驗豐富的評價員組成評價小組，根據表1對成品從色、香、味及質地等方面進行感官評定[24]。

表 1 中式培根的感官評定標準Table 1 Criteria for sensory evaluation of Chinese bacon

1.4 數據處理

采用SPSS 17.0和Origin 8.1軟件進行數據統計處理和作圖，采用SAS 8.2分析系統軟件進行數據的方差分析和Fisher's LSD多重比較。

2 結果與分析

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*對肉制品感官可接受性的影響最大。由圖1可知，隨著冷藏時間的延長，2 組樣品的L*均呈增大趨勢。冷藏1～5 d，實驗組樣品的L*顯著低于對照組，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，此后2 組樣品的差異逐漸減小。

圖1 冷藏期間實驗組與對照組中式培根L*的變化Fig. 1 Change in L* of Chinese bacon during cold storage

圖2 冷藏期間實驗組與對照組中式培根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*隨冷藏時間的延長均呈減弱趨勢。冷藏1～5 d，實驗組樣品的a*顯著高于對照組；10～20 d，實驗組a*下降，對照組上升，2 組趨于一致；此后2 組樣品的a*均有所減弱，而實驗組的減弱程度大于對照組。表明對于剛加工后的產品，添加天然植物提取物產品的a*更優，此后2 組樣品的差異減小，隨著冷藏時間的延長，添加亞硝酸鈉的產品紅度值更佳。

圖3 冷藏期間實驗組與對照組中式培根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，實驗組樣品的b*始終大于對照組，20 d后基本不存在差異。從產品商品屬性對色度的要求上考慮，在冷藏的25 d內，無論亞硝酸鈉還是天然植物提取物，均可使產品保持較好的外觀色澤，而添加亞硝酸鈉的產品在冷藏30 d時的色澤依然較佳，其發色護色作用優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，導致pH值下降，產品質量也隨之下降[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，實驗組樣品的pH值下降至5.41，對照組下降至5.88。盡管添加天然植物提取物可以滿足產品保質要求，但亞硝酸鈉抑制培根酸化的作用比天然植物提取物稍佳，這與亞硝酸鈉更強的抑菌、抗氧化等作用有關。

圖4 冷藏期間實驗組與對照組中式培根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

圖5 冷藏期間實驗組與對照組中式培根POV的變化Fig. 5 Change in POV of Chinese bacon during cold storage

圖6 冷藏期間實驗組與對照組中式培根AV的變化Fig. 6 Change in AV of Chinese bacon during cold storage

圖7 冷藏期間實驗組與對照組中式培根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水解和脂肪氧化狀態的重要指標，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 組產品的POV、AV和TBARs值均逐步出現顯著變化。實驗組樣品在冷藏20～25 d期間POV最高，10 d前AV較高，15 d后穩定在1.0 meq/kg左右，TBARs值初始較穩定，之后稍有升高。在冷藏的20 d內，實驗組與對照組沒有顯著差異，25 d后差異增大，而對照組POV、AV和TBARs值均比實驗組稍低。即使冷藏至30 d，2 組產品的差異仍然不顯著（P＞0.05），表明盡管亞硝酸鈉呈現更佳的抗氧化性，但在冷藏期間，天然植物提取物表現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

圖8 冷藏期間實驗組與對照組中式培根菌落總數變化Fig. 8 Change in total bacterial count of Chinese bacon during cold storage

微生物特性是評判及度量產品可貯性最直接的指標[29]。產品總菌數超過6.0 （lg（CFU/g））表明已變質，超過7.0 （lg（CFU/g））表明已腐敗。由圖8可知，2 組產品在冷藏25 d內的菌落總數為3.0～5.0 （lg（CFU/g）），至30 d時，實驗組樣品的菌落總數未超過6.0 （lg（CFU/g）），對照組未超過5.0 （lg（CFU/g）），表明添加天然植物提取物或亞硝酸鈉的產品實驗期間的菌落總數均在低于6.0 （lg（CFU/g））的合格產品范圍，而亞硝酸鹽的抑菌效果略優于天然植物提取物。

2.5 冷藏期間中式培根的亞硝酸鹽殘留量

表 2 冷藏期間實驗組與對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，實驗組未添加亞硝酸鈉，一直保持不高于0.85 mg/kg的本底值，可達到綠色食品和清潔標簽產品要求[30]。對照組按國家食品添加劑衛生標準添加亞硝酸鈉，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，符合產品安全標準[31]。

2.6 冷藏期間中式培根的感官評定

圖9 冷藏期間實驗組與對照組中式培根的感官評分Fig. 9 Change in sensory evaluation score of Chinese bacon during cold storage

感官品質是消費者決定是否購買以及判定肉制品優劣最為直接、最為重要的指標[32]。由圖9可知：培根產品冷藏的25 d內，實驗組和對照組的感官總評分平均值分別為7.0和7.2，均在質量較優范圍（感官總評分7.0以上）；25 d后已呈現顯著的質量變化，至冷藏30 d時，對照組樣品的質地和滋味分值低于7.0，而實驗組盡管仍然在可接受范圍內，但質地和滋味顯著變差，色澤評分更是已低至6.0。

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

在本研究條件下，以感官評定為指標，在25 d的貯藏期內，添加天然植物提取物的產品盡管在色澤穩定方面的效果稍遜于添加亞硝酸鈉，但2 組產品的質地、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量。這表明天然植物提取物的發色和色澤穩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期間的質量特性。

3 結 論

硝酸鹽仍將是肉制品中最為重要的發色和防腐添加劑之一，只要按安全標準添加，完全可以保證產品的安全性。與此同時，消費者對更為安全、健康的有機食品的需求也在不斷增長，從而進一步推進肉制品加工中能夠替代硝酸鹽的添加劑的研究和產品開發[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產品作為對照，研究天然植物提取物替代亞硝酸鈉對產品特性的影響。結果表明：在實驗期內，實驗組和對照組產品均呈現較好的紅度值和外觀色澤，而亞硝酸鈉的護色作用比天然植物提取物稍佳；分析pH值、POV、AV及TBARs值的測定結果可知，添加亞硝酸鈉的產品抑制酸敗和抗氧化能力略強，但與添加天然植物提取物的產品無顯著差異；亞硝酸鈉表現出略優于天然植物提取物的抑菌效果，但在產品冷藏的25 d內差異不顯著；感官評定結果表明，亞硝酸鈉組產品的色澤指標更佳，其他指標未見顯著差異。天然植物提取物在中式培根中具有良好的發色、抗氧化及抑菌等功能，盡管在賦予產品良好色澤和抑菌功能上稍遜于亞硝酸鈉，但在產品貯運流通所需的保質期內完全可以替代亞硝酸鈉發揮作用。雖然添加亞硝酸鈉產品的亞硝酸鹽殘留量符合國家安全標準，但仍然高于

20 mg/kg，而添加天然植物提取物產品的亞硝酸鹽殘留量為不到1.0 mg/kg的極低值。本研究結果表明，對于無硝肉制品的開發以及清潔標簽產品的推行，天然植物提取物具有良好的應用前景。