無硝干腌火腿中紅色素形成機制研究進展

楊子江，張麗紅，廖國周，田 梅，呂東霖，何 穎，王桂瑛,*

（1.云南農業大學食品科學技術學院，云南 昆明 650201；2.云南農業大學 云南省畜產品加工工程技術研究中心，云南 昆明 650201）

干腌火腿是以豬后腿為原料，以食鹽為主要腌制劑，經過長時間腌制發酵而成的肉制品。根據產地氣候條件和文化傳統不同，其加工工藝略有差異，主要包括原料選擇、腿胚修整、腌制、洗曬整形、發酵、成熟等。干腌火腿不僅具有良好的感官特性，而且含有許多生物活性物質。作為傳統腌臘肉制品中的典型代表，肉色鮮紅似火是其最重要的感官特性之一，在加工和銷售過程中，如何保持干腌火腿良好的色澤狀態一直是研究熱點。干腌火腿的色澤與其獨特的加工方式密切相關，且受原料豬品種、加工時間、光照、添加劑、微生物等因素的影響。

為了賦予干腌火腿典型的鮮紅色，常常將硝鹽（硝酸鹽或亞硝酸鹽）用于干腌火腿加工，這樣不僅能穩定火腿色澤，還能增強火腿風味。一般情況下，亞硝酸鹽的添加量最低需要在50～75 mg/kg之間才能獲得腌肉制品特有的色澤和風味特征。Armenteros等將NaCl、KNO（150 mg/kg）、NaNO（100 mg/kg）共同混合添加到干腌火腿中，在腌制發酵過程中，部分亞硝酸鹽被還原為NO，參與干腌火腿紅色素的形成，促進發色，在腌制270 d后，亞硝酸鹽的殘留量為2.22 mg/kg；另外一項研究報道，在干腌火腿中添加150 mg/kg KNO或添加150 mg/kg KNO與150 mg/kg NaNO的混合物進行腌制，12 個月后干腌火腿中亞硝酸鹽殘留量超過13 mg/kg。這可能是加工處理方式不同造成的。此外，Iacumin等研究報道，由于原料肉存在內源形成的硝鹽，因此在無硝San Daniele火腿中也檢測到亞硝酸鹽殘留，約為1 mg/kg，但遠低于外源添加硝鹽形成的亞硝酸鹽殘留量。由于亞硝酸鹽在一定條件下會轉變成亞硝胺，具有致癌性，且較高的亞硝酸鹽殘留量易導致產品中形成更多的亞硝胺，因此在國外一些著名火腿中都是禁止添加的，如西班牙的伊比利亞火腿和塞拉諾火腿、意大利的帕爾瑪火腿等，但這些無硝干腌火腿仍表現出誘人的鮮紅色。相關研究證實，這些無硝干腌火腿中紅色的主要貢獻者為Zn-原卟啉IX（Zn protoporphyrin IX，ZnPP）。ZnPP的發現為替代亞硝酸鹽的發色作用提供了更好的思路，然而其形成途徑尚未完全闡明，有待進一步研究。本文對近年來國內外關于干腌火腿紅色素形成機制的研究進行綜述，旨在闡明無硝干腌火腿中紅色素的形成機制，為干腌火腿加工過程的色澤調控提供科學理論依據。

1 添加硝鹽干腌火腿的發色研究

干腌肉制品的固有色澤與其本身的可銷售性及消費者的接受性有很大的關聯。干腌火腿經長時間腌制發酵而成，其外表鮮紅，在腌制過程中除了添加食鹽外，也添加硝鹽。在國內外，亞硝酸鹽常被用作肉制品加工過程中的發色劑，其可以促進肉制品形成誘人的紅色。干腌肉制品的色澤由水分、脂肪含量等多種因素共同決定，但占主導的因素是肌紅蛋白（myoglobin，Mb）和血紅蛋白（hemoglobin，Hb），特別是Mb的化學形式和含量。相關研究表明在添加硝鹽肉制品中形成的穩定紅色色澤主要化學成分為亞硝基肌紅蛋白（nitroso myoglobin，NO-Mb）。

1.1 NO-Mb的形成機制

Mb作為肉制品的主要呈色物質，由1 個血紅素輔基和含1 條多肽鏈的珠蛋白共同構成，起呈色作用的主要是血紅素輔基。Mb中的血紅素輔基由一個亞鐵離子（Fe）和一個扁平的卟啉環組成，Fe位于卟啉環中心，其有6 個配位鍵，其中4 個與卟啉環中的N原子結合，另外兩個垂直于卟啉環平面與其他分子（CO、NO等）結合，從而表現出不同的色澤。當中心Fe的第6個配位鍵與CO結合時，形成羧基肌紅蛋白（CO-Mb），肉色呈現亮紅色；而與NO結合時，形成亞硝基肌紅蛋白（NO-Mb），肉色呈現粉紅色。研究表明，NO-Mb的形成存在一個過程反應，亞硝酸鹽作為干腌肉制品中NO的主要來源，其在酸性條件下被還原物質還原轉化為NO，NO與Mb中血紅素輔基第6個配位鍵結合并被氧化成亞硝基高鐵肌紅蛋白（nitroso ferrimyoglobin，NO-MetMb），NO-MetMb在腌制期間又被還原為最穩定的NO-Mb，從而呈現粉紅色。血紅素輔基卟啉環中的鐵離子價態會影響亞硝酸鹽與Mb的相互作用，當鐵離子為三價時，亞硝酸鹽主要與Mb上的氨基酸發生作用，而當鐵離子為二價時，亞硝酸鹽與鐵離子配位，形成NO-Mb。亞硝酸鹽、酸性環境和還原性物質是干腌肉制品中NO-Mb形成的幾個重要條件。Ning Cheng等認為亞硝酸鹽是形成NO-Mb所必需的，其在干腌香腸中添加酸性氨基酸（-半胱氨酸）與亞硝酸鹽進行研究，結果發現，與單獨添加亞硝酸鹽相比，香腸的紅色色澤得到了顯著提高（NO-Mb含量顯著增加），表明酸性環境對于亞硝酸鹽轉化為NO具有促進作用。G?tterup等研究表明，硝酸鹽或亞硝酸鹽是發酵香腸中形成紅色色素所必需的物質，此外，抗壞血酸和其他還原性物質可以促進這種紅色素的形成。Posthuma等的研究表明，在添加亞硝酸鹽的腌制肉模型系統中，與不添加還原性化合物的處理組相比，添加還原性化合物的處理組顯示出更高的紅度（*），并且*值與亞硝基血紅素含量呈正相關。Choi等也發現，使用抗壞血酸和亞硝酸鈉聯合處理的乳化香腸的*值高于單獨使用亞硝酸鈉處理的乳化香腸。

1.2 部分替代硝鹽的發色劑研究

硝鹽除了良好的發色性能外，也會對人體產生不利影響：一方面，亞硝酸鹽在一定條件下與仲胺反應生成亞硝胺，容易致畸、致癌、致突變；另一方面，由于亞硝酸鹽具有較強的氧化性，它可以氧化Hb中的Fe，導致人體出現呼吸困難和缺氧等癥狀。因此，目前許多研究都集中于尋找硝鹽的替代物，但由于硝鹽在干腌肉制品中的應用范圍廣，并且對于干腌肉制品紅色形成具有顯著的促進作用，想要將其全部替換并不容易。硝鹽的替代物包括天然來源物質和人工合成物質兩類。曾友明等研究發現，加入質量分數0.1%的復合護色劑（由茶多酚、抗壞血酸、檸檬酸、復合磷酸鹽復配而成）可以使低溫貯藏待售的肉制品在20 d時顏色仍然可以接受，在一個月后仍保留一定的紅色，并且可以減少亞硝酸鈉添加量。?oji?等將天然食品添加劑香菜精油添加到香腸中，結果表明，0.12 μL/g香菜精油與60 mg/kg的亞硝酸鈉聯合使用可以顯著提高熟豬肉香腸的*值，增強抗氧化活性，減少亞硝酸鹽的使用量并且有益于熟豬肉香腸的品質保護。Ning Cheng等將-賴氨酸、-精氨酸、-半胱氨酸聯合亞硝酸鈉添加到香腸中，發現三者均能改善香腸的紅色，促進NO-Mb的形成并增強其穩定性，同時減少了亞硝酸鈉的殘留量。亞硝基血紅蛋白（NO-Hb）是利用血液中血紅素制備的一種安全發色劑，其可以應用到肉制品中改善肉制品的色澤和營養特性等。Liu Pengxue等將從豬血細胞中制備的糖化亞硝基血紅蛋白（glycosylated nitrosohemoglobin，G-NO-Hb）作為亞硝酸鈉的替代品添加到哈爾濱天然干發酵香腸中，G-NO-Hb添加量為2 g/kg時，紅色色澤與添加亞硝酸鹽組（0.1 g/kg）相比沒有差異，而G-NO-Hb添加量為4 g/kg時，其紅色色澤顯著高于添加亞硝酸鹽組（0.1 g/kg）。楊慧娟等將0.06%（以肉制品質量計，后同）G-NO-Hb結合0.1%甜菜粉添加到豬肉糜中，結果發現其*值高于添加100 mg/kg亞硝酸鹽組，表明G-NO-Hb可以作為替代亞硝酸鹽發色的一種策略。ZnPP作為無硝干腌肉制品中紅色素的主要貢獻者，它的發現也為替代亞硝酸鹽發色提供了更好的研究思路。Asaduzzaman等通過微生物的篩選，成功得到3 株具有高ZnPP生產能力的食用菌種：乳酸乳球菌（）、腸系膜明串珠菌（）、屎腸球菌（），然后分別將其接種到無菌豬肉糜上，與添加硝鹽的樣品對比，最終的發色效果相當，并且色澤具有一定的熱穩定性，證明這3 種細菌可以作為有效的亞硝酸鹽替代物進行發色。Adamsen等通過構建肉制品模型體系研究了硝鹽與ZnPP形成的關系，結果表明在腌制劑中添加硝鹽會明顯抑制ZnPP的形成。即使較低的硝鹽添加量（＜1 mmol/L）對ZnPP具有較強的抑制作用。

2 未添加硝鹽干腌火腿的發色研究

未添加硝鹽的腌制肉或熟肉通常會變成暗棕色（如生腌制品）或灰色（如加熱處理的熟肉），消費者對于這兩種色澤的肉制品接受度不高，而且這樣的肉制品容易發生腐敗。干腌帕爾瑪火腿在腌制過程中沒有添加硝鹽，但是仍然表現出穩定的桃紅色。無硝干腌帕爾瑪火腿呈現穩定桃紅色是由于其形成了一種新的卟啉化合物。Wakamatsu等通過提取純化帕爾瑪火腿中的紅色色素，結合熒光光譜、高效液相色譜、質譜等分析方法證實了無硝帕爾瑪火腿中的紅色色澤是由ZnPP提供的。通過進一步研究，在伊比利亞火腿色素提取物質譜圖上也觀察到同樣的ZnPP特征峰，由此可以推斷，不添加硝鹽干腌肉制品的色澤主要貢獻者為ZnPP。鋅在動物骨骼中的含量要高于鐵，且鋅是僅次于銅最容易插入卟啉的一種金屬，此外不需要催化劑，因此這一結論具有一定的可靠性。

2.1 干腌火腿中ZnPP的形成機制

ZnPP的形成機制還尚未完全闡明，目前一般有以下3 種推論。

2.1.1 ZnPP的形成是非酶促反應的結果

ZnPP的形成是一種涉及Zn和Fe之間相互交換的非酶促金屬反應。Becker等通過研究發現，鉛作為一種亞鐵螯合酶（ferrochelatase，FECH）抑制劑，低濃度下能夠抑制ZnPP的形成，而在高濃度下能夠促進ZnPP的形成，從而證明ZnPP的形成是一種非酶促金屬反應的結果，Mb中的Fe被Zn所替代；Zn作為FECH的底物抑制劑，向肉勻漿中添加10 μmol/L鋅-乙酸鹽時，與對照組相比ZnPP在591 nm波長處的熒光強度顯著上升，說明在沒有酶存在的情況下也能形成ZnPP。電子順磁共振（electron paramagnetic resonance，EPR）技術可以對物質原子或分子中所含的不配對電子進行定性和定量，并探索其周圍環境的結構特性。Grossi等使用EPR波譜檢測帕爾瑪火腿中鐵離子的化學環境變化，結果發現，一部分無機鐵離子游離出來，在其他條件作用下被氧化成Fe，在氨基酸等螯合劑存在的情況下被螯合沉淀，這個過程可能是一個非酶促金屬交換過程，對于Zn取代Fe形成ZnPP具有非常大的貢獻作用。Giovanni等為了探究溫度對無硝干腌火腿紅色素形成的影響，在16 ℃和4 ℃下腌制火腿，并分別在6、9、12 個月時取樣進行檢測，結果發現，干腌火腿在16 ℃和4 ℃下都成功形成了紅色素（ZnPP），但是4 ℃組ZnPP的形成速率要低于16 ℃組，且在低溫下ZnPP的形成沒有表現出酶活性依賴機制，這也表明ZnPP的形成可能是一種非酶促反應。

2.1.2 ZnPP的形成是酶促反應的結果

在ZnPP形成的過程中FECH起到主要作用。對無硝干腌火腿中除鐵酶純化的研究結果證明了該除鐵酶為FECH，還原性輔酶I-細胞色素b還原酶將血紅素中的Fe還原為Fe，從而重組FECH才能除去Fe，使Zn插入到卟啉中形成ZnPP。FECH是一種與線粒體內膜相關的蛋白質，是血液生物合成途徑的末端酶，可以催化Fe插入原卟啉IX（protoporphyrin IX，PPIX）形成血紅素。FECH在所有的原核生物和真核生物中幾乎都存在，而且參與各種二價金屬離子（Fe、Zn、Co、Mn）進入卟啉環。研究發現從牛肝臟分離得到的FECH Zn螯合活性高于Fe；此外，Zn是繼Cu之后第二容易插入卟啉環的金屬離子，且不需要催化劑就能很容易插入卟啉環。通過FECH的催化作用，有助于Fe從卟啉環中脫除而Zn插入到PPIX中，形成ZnPP。相關研究表明，Zn插入PPIX的反應催化常數約為去除Fe反應的11 倍，說明FECH催化Zn插入反應的作用較Fe去除反應作用強；并且pH值是影響FECH活性的一個重要因素，pH值在5.5～6.0的條件下有利于FECH從卟啉中去除Fe，而pH值在中性或偏堿性條件下（pH 7.5～8.0）更有利于Zn插入到PPIX中形成ZnPP。PPIX作為ZnPP形成的一種關鍵物質，其來源途徑尚不清楚，目前研究人員普遍認同兩個途徑：一是FECH催化的血紅素除鐵反應；另一是血紅素生物合成途徑。Becker等在研究中發現ZnPP的形成與溫度有關，在室溫（26.5 ℃）下ZnPP的含量最高，隨著溫度的升高，ZnPP含量呈現出下降的趨勢，高溫可能影響FECH的活性從而影響ZnPP的形成；-甲基卟啉（-methyl porphyrin，-MeMP）已經被證明是FECH的抑制劑，通過向肉勻漿中加入少量的-MeMP，能夠抑制ZnPP的形成。Abril等認為ZnPP是由FECH催化生成的，其通過超聲處理從豬肝中提取FECH，結果表明，超聲處理可以增強FECH的活性從而進一步促進ZnPP的形成。Chau等將FECH與Mb在還原劑（抗壞血酸和半胱氨酸）的作用下進行孵育，結果發現FECH可以有效地將Mb中的血紅素轉化為ZnPP，該學者繼續以肉為底物，通過添加外源重組酵母FECH，發現重組酵母FECH可以促進Mb中的血紅素轉化為ZnPP。

2.1.3 ZnPP的形成是細菌性酶促反應的結果

腸桿菌（）已被證明能夠以代謝物的形式形成ZnPP。相關研究表明，某些細菌內的FECH能夠將血紅素轉化為ZnPP。Wandersman等報道，熒光假單胞菌（）能夠通過血球與血紅素結合，使細胞外的血紅素運輸到細胞質中，在細胞質中，血紅素加氧酶（heme oxygenase，HO）通常將血紅素轉化為游離鐵、膽綠素和CO。Khozroughi等在原料肌肉和肌肉的水提取物中接種熒光假單胞菌，結果發現，肌肉中ZnPP的含量和對照組并沒有顯著差異，而肌肉的水提物中ZnPP含量與對照組相比呈現顯著增加的趨勢，這是由于細菌誘導ZnPP的形成可能依賴于微生物營養底物（食物基質中的多肽和蛋白質）的可利用性，在肉的水提取物中，肉中內源肽和蛋白質可以被立即使用，因此導致ZnPP含量顯著增加。Asaduzzaman等選取在不同畜產品中廣泛運用的11 株細菌和從環境與益生菌中分離的126 株細菌進行高ZnPP生產菌篩選實驗，最終分離出3 株具有高ZnPP生產能力的食用型細菌，然后將其接種到無菌肉糜中，結果發現接種細菌組有較強的熒光強度，而未接種組熒光強度很微弱甚至沒有，表明ZnPP的形成機制與細菌存在很大的關聯。Wakamatsu等通過細菌的分離純化，在未添加抗生素的豬肉勻漿中成功分離得到兩株具有高ZnPP生產能力的細菌，分別為分歧型卡諾桿菌（）和液化沙雷氏菌（），雖然液化沙雷氏菌并不是可食用型細菌，但也證實了微生物對于ZnPP生成具有重要貢獻。Kauser-Ul-Alam等從市場中收集了包括帕爾瑪火腿、發酵香腸、干腌魚翅、香蕉、奶茶等在內的55 份樣品用于篩選具有改善肉制品色澤能力的食品級乳酸菌，結果共篩選得到450 株乳酸菌，其中有25株乳酸菌具有ZnPP形成能力，對這25 株菌在不同環境條件下的生長情況進行檢測，發現所有的菌株在30 ℃下有最大生長速率，其中絕大部分在好氧或厭氧條件下也能很好地生長；將其接種到無菌肉勻漿模型中，與對照組相比表現出較高的ZnPP形成能力，其中有13 株乳酸菌在加鹽的無菌肉勻漿模型中也表現出較好的ZnPP形成能力。

2.2 干腌火腿中ZnPP形成的影響因素

ZnPP的形成涉及到一個較為復雜的過程，受多種因素的影響。在火腿腌制過程中，各理化參數的變化對ZnPP的形成也有著一定的影響。通過對商業帕爾瑪火腿中ZnPP和血紅素含量與各理化指標之間相關性的研究，發現ZnPP和血紅素與多個理化指標之間存在相關性，包括大理石花紋、水分含量、pH值、蛋白水解指數、鹽分含量等。

2.2.1 pH值

pH值的變化對于干腌火腿中ZnPP的形成存在較大的影響。Bou等以宰后24 h的豬后腿半膜肌pH值（pH）為參數，選取不同pH的豬后腿進行火腿腌制，并通過縮短腌制時間來研究pH和腌制時間二者對于ZnPP含量的影響。結果發現，在pH較高（≥5.9）的火腿中血紅素含量增加，而ZnPP含量和蛋白水解指數下降；較低的pH（≤5.4）導致游離脂肪酸中總多不飽和脂肪酸含量升高，同時ZnPP含量也呈上升趨勢，pH與游離脂肪酸和ZnPP含量呈負相關趨勢，然而血紅素和ZnPP含量的變化對最終產品的顏色沒有顯著影響。Wakamatsu等使用抗生素處理樣品，研究不同種類的酸和微生物對ZnPP形成的影響，結果也發現在添加抗生素組中ZnPP的形成主要取決于酸的種類，在pH 4.50～4.75時檢測到ZnPP含量的最大值；而在未添加抗生素組中，當pH＞4.75時ZnPP的形成顯著增加，含量最高時pH值為5.5，這可能是由于污染微生物造成的影響。而Maere等對干腌發酵香腸中紅色素研究的結果則不同，在豬肉組、豬肉、馬肉混合組香腸中，pH值越高，*值（紅度）也越高，并且在高pH值條件下，ZnPP的含量明顯較高，但*值與ZnPP含量之間并沒有顯著相關性。Wakamatsu等通過研究還發現，ZnPP形成的最適pH值與豬肌原纖維的類型顯著相關，如肱二頭肌和棘上肌ZnPP形成的最適pH值為4.75、半膜肌和背闊肌的最適pH值為5.5、股二頭肌和半腱肌的最適pH值分別為4.75和5.5。pH值對于ZnPP含量的影響可能涉及蛋白質水解和脂質分解等多個復雜的變化，其機制尚未完全闡明，需要繼續進行研究。

2.2.2 鹽分

ZnPP的含量與鹽分含量存在一定相關性。Bou等的研究表明ZnPP的含量與鹽分含量呈正相關。Adamsen等通過建立肉制品模型研究NaCl質量分數對ZnPP形成的影響，結果表明當腌制肉中添加的NaCl質量分數低于9%時，ZnPP的含量隨著腌制時間的延長而增加；但在腌制肉中添加亞硝酸鹽則顯著抑制了ZnPP的生成，Cl輔助Fe從Mb中解離可能是肉制品中ZnPP形成速率的決定因素。然而，有研究表明腌制時間的縮短導致最終火腿中的鹽分含量降低，而ZnPP和血紅素的含量并沒有受到影響。Chau等的研究也得到類似的結論，在樣品中分別添加0、100、500 mmol/L的NaCl對FECH活性和ZnPP產量并沒有產生任何影響。造成研究結果差異的原因可能是實驗環境或酶源的不同，也有可能是NaCl含量改變不足以影響微生物、酶等的生長環境。

2.2.3 蛋白質

有研究報道ZnPP/血紅素與蛋白水解指數呈正相關。在腌制過程中，火腿中的水分會滲出，相反，鹽分則向肌肉的內部擴散，肌漿蛋白和肌原纖維蛋白會發生強烈的水解，形成小肽和游離氨基酸。蛋白質的水解也會造成體系pH值的增加。Paganelli等報道，胃蛋白酶通過對Mb的有限水解，打開了與枯草芽孢桿菌重組FECH相關的金屬交換反應通道，促進Zn與Fe的交換，從而顯著提高了ZnPP的形成速率。Grossi等使用熒光光譜法對帕爾瑪火腿成熟過程中ZnPP的形成機制進行研究，結果發現，在成熟過程中，隨著低分子質量肽的形成，含ZnPP的血紅素濃度增加，并通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳發現Mb的降解與ZnPP的熒光強度增加呈正相關。也有相關研究報道ZnPP不僅只存在于Mb中，從其他蛋白質中也能夠觀察到ZnPP的存在，并且有游離于Mb之外的ZnPP，因此有可能其他蛋白質也會影響ZnPP的形成。Wang等發現，雖然ZnPP不溶于水，但在帕爾瑪火腿的水提物中觀察到有ZnPP存在，帕爾瑪火腿水提物中的ZnPP主要與Hb和Mb以絡合物的形式（ZnPP-Hb、ZnPP-Mb）存在，并且這些絡合物的形成不依賴于蛋白質的水解。Khozroughi等使用基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜對豬腰最長肌提取物中含Mb的蛋白質進行定性分析，結果發現在0～72 h的孵育過程中ZnPP熒光強度持續增加，而蛋白質的質譜分析結果沒有發生明顯變化；同時，通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳對Mb進行半定量分析發現，在0～72 h的孵育過程中Mb的濃度沒有顯著變化，二者均表明Mb沒有發生進一步降解，因此ZnPP的形成可能與Mb的降解沒有直接關系。

2.2.4 脂質

脂肪含量和脂肪分解程度對ZnPP的形成也存在一定程度的影響。肌內脂肪含量（大理石花紋）對提高血紅素轉化為ZnPP的比率至關重要。Bou等的研究表明部分游離脂肪酸（如亞油酸、硬脂酸和花生四烯酸）含量與ZnPP含量呈正相關。Chau等研究發現，多種脂質（包括脂肪酸和磷脂）會使FECH的活性增加，當棕櫚酸鈉的質量濃度增加到100 mg/mL時，正向（Zn螯合）與反向（Fe去除）反應速率分別提高2.5 倍和2.0 倍，硬脂酸和油酸等也表現出與棕櫚酸鈉相似的效果，當磷脂酰膽堿質量濃度為100 mg/mL時，正向反應速率提高，而反向反應速率降低，具體的作用機制還有待進一步研究。

2.3 干腌火腿中ZnPP形成的潛在調控方法

2.3.1 酶法調控

研究表明，FECH在ZnPP的形成過程中起到至關重要的作用。在體內，Fe已經被證明是FECH的優先作用底物，FECH不可逆地催化金屬離子進入卟啉環，但通過體外研究也發現，FECH可以催化血紅素中Fe的去除生成PPIX，隨后將Zn插入PPIX形成ZnPP。Parolari等通過研究發現，在干腌火腿的整個加工過程中，FECH都保持一個高活性狀態。FECH在低溫下（4 ℃）沒有表現出高催化活性，而在適宜的溫度下（如16、26.5 ℃）表現出較高的ZnPP催化活性。國內生產的干腌火腿，如宣威火腿、諾鄧火腿和三川火腿，其發酵成熟期的平均溫度均在15～25 ℃，這一溫度下有利于FECH催化ZnPP的形成。在國外，歐洲生產的干腌火腿發酵成熟溫度在16～25 ℃之間，與國內相似，而美國生產的干腌火腿其發酵成熟溫度通常高于28 ℃，溫度過高可能會抑制FECH的活性，降低ZnPP的形成速率。Chau等報道pH 5.5～6.0條件下利于FECH從卟啉中去除Fe，而將Zn插入到PPIX中形成ZnPP則是在中性或偏堿性（7.5～8.0）條件下更有利。干腌火腿的pH值因火腿品種和產地的不同而有所差異，如國內的宣威火腿（pH 5.82～6.57）、宣恩火腿（pH 5.99～6.22）和盤縣火腿（pH 5.74～5.94）等。因此可以通過調控干腌火腿腌制發酵過程中的FECH活性，進而促進ZnPP的形成。

2.3.2 微生物調控

微生物是形成干腌火腿特征風味和顏色的主要貢獻者，干腌火腿中的主要微生物一般包括細菌、霉菌和酵母菌，這些微生物可能來源于豬肉本身、食鹽和加工環境等，也包括工人自身攜帶的微生物，根據干腌火腿的種類和特定的生產工藝條件，其微生物的相對豐度存在很大差異。部分細菌可以顯著改善無硝干腌肉制品的紅色色澤，促進ZnPP的形成。在先前的研究中，已經成功分離鑒定出一些具有高ZnPP形成能力的細菌，如腸桿菌、熒光假單胞菌、乳酸乳球菌、腸系膜明串珠菌、屎腸球菌、分歧型卡諾桿菌、液化沙雷氏菌、植物乳桿菌（）、乳酸乳球菌亞種（subsp.）、乳酸明串珠菌（），這些細菌中的絕大部分都是可食用型細菌，對人體沒有危害，對調控無硝干腌火腿中ZnPP的形成具有潛在應用價值。植物乳桿菌不僅具有良好的ZnPP形成能力，且母雨等將植物乳桿菌作為發酵劑接種到火腿中進行發酵，結果還發現其對火腿的風味具有顯著的改善作用。Morita等報道從帕爾瑪火腿中分離出來的一些葡萄球菌（），如表皮葡萄球菌（）、沃氏葡萄球菌（）和慢葡萄球菌（），會產生一種紅色色素，其主要成分為ZnPP。研究人員對意大利和西班牙火腿發酵過程中細菌種類變化研究發現，發酵初始階段，腸桿菌是意大利和西班牙火腿的表面優勢微生物，而在發酵過程中，微球菌（）和葡萄球菌的數量急劇增加。微生物是干腌火腿品質形成的關鍵影響因素，利用微生物來調控無硝干腌火腿中ZnPP的形成促進其發色具有重要的研究意義。

3 結 語

傳統干腌火腿的加工通常通過添加硝鹽來促進發色，已有研究證實添加硝鹽所形成的紅色色澤主要貢獻者為NO-Mb，且NO-Mb的形成機制已被基本闡明。目前國外關于干腌火腿紅色素的研究主要集中于無硝干腌火腿中的ZnPP，但其形成機制尚未完全闡明。研究表明，ZnPP的形成涉及一系列復雜過程，與許多因素有關。干腌火腿腌制需要經歷一個長期的過程，在這個過程中干腌火腿的理化成分會發生變化，如蛋白質水解和脂肪分解，這與ZnPP的形成存在很大的關聯，其中起主要作用的可能是蛋白質和脂肪分解后所形成的小分子化合物。此外，干腌火腿中的微生物比較復雜，在加工過程中會發生微生物群落的更新和演替，分析鑒定干腌火腿加工過程中對ZnPP形成有貢獻的優勢微生物很有意義。干腌火腿的腌制過程是一個復雜體系，采用多組學聯用方法（如代謝組學與微生物組學聯用）來闡述ZnPP的形成機制很有必要，未來的研究應更多集中于這一方面，從而深入闡述ZnPP的形成機制，為干腌火腿加工過程中的色澤調控提供科學理論依據。