肉制品防腐添加劑及其應用

黃本婷，余靜，何丹，王衛，王銳

(成都大學 肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106)

1 概述

食品添加劑是現代食品工業的靈魂，其應用程度代表了一個國家的食品工業化水平。食品添加劑的應用推進了食品工業的技術創新，滿足了人們對優質、美味、安全食品越來越高的需求[1]。對于營養豐富的肉制品，含有大量的蛋白質，極易發生不利微生物導致的腐敗變質或食物中毒，應用防腐劑來保障產品優質安全就顯得特別重要。但防腐劑不當添加甚至超量或濫用現象的存在，使得消費者對其安全性產生擔憂。研究證實，長期食用過量添加防腐劑的食品，對人體的腎臟、肝臟和兒童發育都具有不良影響。例如使用最多的山梨酸，盡管其具有低毒性，過量也可能引起蕁麻疹和假過敏[2]。因此，各國對于食品防腐劑的使用相當謹慎，均以充分的危險性評估為依據，制定允許使用的范圍和使用量，并進行嚴格監管。本文以分析防腐劑及其在肉制品中的應用為基礎，對各國肉類防腐劑的使用標準及現狀進行了概要綜述。

2 肉制品防腐劑及其應用

肉制品防腐劑是能阻止肉制品由微生物生長繁殖引起的腐敗或其他不良化學變化的天然或化學合成物質，其機理因其種類而異，其最重要的機理是顯著抑制微生物細胞中酶反應和酶合成，從而達到防止微生物大量生長繁殖、避免食物腐敗變質的目的[3]。

按肉制品防腐劑的組分和來源可分為化學類和天然類。化學類包括酸性、酯型、無機鹽型等，其中酸性使用最多，常見的如山梨酸、苯甲酸和丙酸。酯型防腐劑一般是對羥基苯甲酸酯類，無機鹽防腐劑包括硝酸鹽等。天然防腐劑是從天然材料中提取獲得，包括動物源、植物源、微生物源等。動物源如殼聚糖、溶菌酶和魚精蛋白；植物源主要為香辛料植物及其提取物和非香辛料植物提取物兩類；微生物源天然防腐劑常見的有乳酸鏈球菌素(Nisin)、納他霉素、溶菌酶、ε-聚賴氨酸等。

目前肉制品中使用最多的仍然是化學防腐劑，最常用的是山梨酸(鉀)和硝鹽(硝酸鈉、亞硝酸鈉)。山梨酸具有低毒和安全特性，不僅單獨使用可發揮較好的抑菌效能，而且可減少亞硝酸鹽的使用，從而降低亞硝胺含量[4,5]，常用于抑制肉品中霉菌、酵母菌和嗜冷腐敗菌的生長，延長產品的保質期[6]。

硝鹽在肉制品中不僅可以抑制肉制品中肉毒梭菌等多種有害菌的生長，防止肉制品中毒，而且還具有發色、抗氧化、增香等功能，但不當使用會與肉制品反應生成致癌物質N-亞硝胺化合物而帶來安全隱患，為此可通過與其他防腐劑和抗氧化劑復配降低風險。例如添加Nisin可降低香腸中75%的亞硝酸鹽用量，且抑菌效果比單一使用亞硝酸鹽高4倍[7]；添加0.05%抗壞血酸可顯著降低火腿腸及香腸中亞硝酸鈉殘留量[8]。

研究證實了天然植物提取物等天然防腐劑對食品中常見的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、漢遜氏酵母、沙門氏菌、肉毒梭菌等有較強的抑制作用[9,10]。杜仲葉和蘆薈提取物以及茶多酚、山蒼子油等除抑菌性外，對肉制品還具有抑制脂肪氧化作用[11-14]。例如Nisin，作為一種低毒性和熱穩定性的多肽，可有效抑制低溫肉制品中肉毒梭菌等腐敗菌的生長[15,16]。Lee等[17]將Nisin涂抹在聚乙烯材料表面，顯示了對其中肉品的抑菌效果。Jin等[18]研究發現包含有Nisin的聚乳酸材料對包裝產品李斯特菌、大腸桿菌O-157和沙門氏菌有較強的抑制作用。ε-聚賴氨酸對酵母菌屬、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌也呈現較好的抑制性能[19]；納他霉素對真菌的抗菌譜廣泛，能夠有效抑制真菌毒素的形成[20]，可用于臘腸、火腿等的防霉[21,22]。

根據柵欄技術(Hurdle Technology)原理[23]，不同防腐劑的復合使用可提高其抑菌效果。例如將溶菌酶、雙乙酸鈉、Nisin、乳酸鈉組成復合防腐劑，使在5 ℃貯藏的紅燒肉保質期達到20～25天[24]。Nisin、山梨酸鉀和乳酸鈉配伍用于常熟叫化雞，保鮮效果遠優于單一的防腐劑[25]。葉陽等[26]在低硝中式香腸中添加山梨酸鉀、Nisin和納他霉素，與單獨使用亞硝酸鈉比較，防腐效能顯著提升。王凱麗等[27]采用復合果蔬汁部分替代硝酸鹽，不僅可以起到防腐抑菌的效果，還可以降低發酵香腸中的亞硝胺。

3 肉制品防腐劑的使用標準

3.1 CAC

國際食品法典委員會(CAC)發布的《食品添加劑通用標準》(2017修訂版)中可在肉制品中使用的食品防腐劑共有13個種類[28]，其中山梨酸鹽的應用范圍最廣，可在所有的肉類及其制品和加工水產品中使用，在風干腌制肉和魚制品中的使用量為1～2 g/kg。苯甲酸及其鹽類在魚制品中允許以0.2 g/kg添加，在半防腐的魚制品中為2 g/kg，在加工肉制品中最大添加量為1 g/kg。Nisin和亞硝酸鈉在肉制品中的最大使用量分別為0.025，0.08 g/kg。納他霉素在腌制肉和風干肉中的添加量分別為0.006，0.02 g/kg。對羥基苯甲酸鹽和亞硫酸鹽僅能在水產品及其制品中使用，最大添加量為0.1～0.15 g/kg。

3.2 美洲

美國食品防腐劑屬于直接食品添加劑，在聯邦法規第21章的第172部分中對每種防腐劑需要達到的質量規格標準、允許使用的范圍及限量、安全使用應注意的事項等內容進行了詳細規定。美國肉制品中允許使用的食品防腐劑主要為山梨酸、山梨酸鈣、山梨酸鉀、乳酸鏈球菌肽和亞硝酸鈉。山梨酸及其鉀鹽在肉類產品和鯨魚肉制品中的限值為2.0 g/kg，山梨酸鈣只能在干魚、貝類和魚膏產品中使用，其限量分別為1.0，2.0 g/kg。乳酸鏈球菌肽可廣泛使用于肉制品中，最大使用量為0.0125 g/kg。亞硝酸鈉用于防腐和固色作用，在煙熏咸銀鱈、煙熏咸鮭魚和煙熏咸西鯡中的殘留量小于0.2 g/kg，與硝酸鈉合用時，硝酸鈉殘留量應低于0.5 g/kg。而用于煙熏雅羅魚的亞硝酸鈉，可與食鹽合用以抑制E型肉毒桿菌的生長及其毒素的形成，其殘留量不低于0.1 g/kg，但不超過0.22 g/kg。

加拿大食品防腐劑分為四級，將一般意義上的防腐劑與抗氧化劑均劃分為防腐劑，標準僅對其品種、使用范圍和最大使用量進行了規定。一級防腐劑可在腌制肉制品中使用，苯甲酸的添加量不超過1%，硝酸鉀(鈉)、亞硝酸鉀(鈉)的添加量不超過0.02%。二級防腐劑中亞硫酸、亞硫酸鉀和焦亞硫酸鈉只能在甲殼動物中按良好操作規范使用，殘留量以二氧化硫計，不超過0.1%。三級防腐劑只能用于非標準化肉制品中。四級防腐劑主要是抗氧化劑BHA和BHT，無論是單獨或混合使用，總量均不得超過0.0065%。BHA在干熟禽肉中使用時，不得超過制品中脂肪含量的0.02%，如果與BHT、PG混合使用時，總量不得超過脂肪或油含量的0.02%。

3.3 歐盟

歐盟《食品添加劑法規》允許在肉制品中添加的食品防腐劑有12種，使用最多的是山梨酸及其鹽類(不包括山梨酸鈣)、苯甲酸及其鹽類、硝酸鉀(E251)、硝酸鈉(E252)、亞硝酸鉀(E249)和亞硝酸鈉(E250)。山梨酸及其鹽類與苯甲酸及其鹽類通常混合使用，或者與抗氧化劑對羥基苯甲酸酯類混合使用。一些熟制風干腌臘肉制品等用山梨酸鹽和對羥基苯甲酸酯類進行防腐處理，最大使用量不超過1 g/kg。在鹽腌的魚干和煮熟的褐蝦中使用山梨酸鹽和苯甲酸鹽不得超過0.2，6 g/kg。在腌制肉制品中最主要的防腐劑就是E249，E250，E251，E252，其中亞硝酸鈉和亞硝酸鉀的最大使用量為0.18 g/kg，硝酸鹽的最大殘留量為0.05 g/kg。

3.4 中國

根據GB 2760-2014 《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》中規定[29]，肉類防腐劑包括山梨酸鹽和硝鹽等12種，其中山梨酸和山梨酸鉀在肉制品中的最大使用量為1.5 g/kg。納他霉素在西式火腿、肉灌腸和油炸肉制品中的最大使用量為0.3 g/kg。Nisin僅限于在熟制肉制品、水產品和預制肉制品中使用，其限量為0.5 g/kg。ε-聚賴氨酸只可添加在熟肉制品中，最大使用量為0.25 g/kg。我國僅對硝酸鹽和亞硝酸鹽在肉制品中的殘留量進行了規定，硝酸鹽的殘留量應不超過0.03 g/kg，亞硝酸鹽的最大殘留量為0.07 g/kg。

3.5 亞洲其他國家

根據日本2017年的最新標準[30]，在肉制品中使用的防腐添加劑為苯甲酸、山梨酸、焦亞硫酸鹽和Nisin等12種。山梨酸及其鹽類在鯨肉制品和肉制品中的添加量小于2.0 g/kg。Nisin在肉類產品中的使用量最大為0.0125 g/kg，蝦和冷凍生蟹中二氧化硫和焦亞硫酸鉀的殘留量小于0.10 g/kg。在日本，許多防腐劑只用于浸泡或噴霧使用，但需要在最終食品完成前分解或除去，比如亞氯酸、亞氯酸鈉和次溴酸。韓國由于其半島地形導致物產不豐，肉制品種較少，使用的防腐劑也只有山梨酸、山梨酸鉀、山梨酸鈣和焦亞硫酸鈉4種[31]。在加工肉制品、鯨魚肉制品、魚類產品中，山梨酸及其鉀(鈣)鹽的最大使用量為2.0 g/kg。咸魚、發酵魚、熟制海產品和畜肉產品中山梨酸鉀和山梨酸鈣的使用量不超過1.0 g/kg。

4 結語

防腐劑是肉制品加工中最為重要的添加劑，最常使用的是山梨酸鹽和硝鹽，而Nisin、天然植物提取物等天然防腐劑因其低毒低殘、抑菌廣譜等特點受到關注。不同國家和地區在主要肉類防腐劑的使用標準上基本相同，例如山梨酸鹽的使用量在1～2 g/kg，亞硝酸鈉為0.08～0.15 g/kg，但在使用范圍和限量等方面略有差異。例如Nisin在我國只用于預調理和熟制肉制品，而在美國、日本可用于所有肉制品中。山梨酸鉀在腌臘肉制品中的使用：中國限量為1.5 g/kg，歐盟限量為1 g/kg。硝鹽等防腐劑：一些國家僅對其殘留量有限量標準，而對其使用量無具體規定。如美國亞硝酸鈉最大殘留量為0.2 g/kg，中國為0.07 g/kg。各國均以充分的危險性評估為依據，制定防腐劑允許使用的范圍和使用量，并進行嚴格的監管，以確保防腐劑的安全使用。