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动物性食品加工课程作业 题 目： 肉制品中亚硝酸盐的危害及替代物研究 学 院： 食品学院 专 业： 食品科学 姓 名： 张居明 学 号： 20122182 肉制品中亚硝酸盐的危害及替代物研究摘要：在肉制品加工中，亚硝酸盐起着非常重要的作用。但由于其毒性巨大，且易形成致癌物质亚硝胺，所以人能一直以来都在努力寻找其替代物。本文综述了肉制品中添加亚硝酸盐的作用及其危害，以及亚硝酸盐替代品的研究进展。关键词：亚硝酸盐；作用；危害；替代品Abstract: Nitrite plays a very important role in meat processing. But because of its large toxicity and easy to form carcinogenic, so people can has been struggling to find its replacement. This article reviewed the functions and harms of adding nitrite to the meat products, and the research development of its substituteKey words: nitrite; function; harms; substitute 肉类制品中用的发色剂主要是亚硝酸盐和硝酸盐，例如火腿、腊肉等肉类食品在亚硝酸盐作用下能使肉品保持鲜艳的亮红色，具有独特风味，同时还具有较强的抑菌作用，但亚硝酸盐的使用量超过一定标准(150 mg/kg)会对人体产生致癌和致畸作用。世界各国对食品中亚硝酸盐使用量的要求日趋严格。联合国粮农组织和世界卫生组织分别规定了硝酸钾或亚硝酸钠每日的允许摄食量为0.5 mg/kg体质量,亚硝酸钾或亚硝酸钠每日的允许摄食量为0.2 mg/kg体质量。我国对亚硝酸盐的添加量也有严格的规定。规定肉制品中亚硝酸盐的质量分数必须30 mg/kg2.所以，降低亚硝酸盐在肉制品中的残留量是肉制品加工中亟待解决的问题。1 亚硝酸盐在肉制品中的作用1.1 发色作用 猪屠宰后在无氧条件下肌糖原发生酵解产生乳酸，ATP转变成ADP,释放磷酸，使肉的pH下降至5.45.6，成为酸性环境,亚硝酸钠在酸性条件下还原成亚硝酸。NaNO2+CH3CHOHCOOH HNO2+CH3CHOHCOONa, (1) 2HNO2NO2+NO+H2O. (2) NO和肌肉中的肌红蛋白(Mb),血红蛋白(Hb)作用，分别生成亚硝酸肌红蛋白(Mb-NO)和亚硝酸血红蛋白(Hb-NO)，Mb(Hb)+2NO Mb-NO(Hb-NO)，(3)由反应(3)可知，NO的量越多，则呈红色的物质越多，肉色则越红，加热时更明显，犹如新鲜瘦肉的颜色，可以明显提高肉制品的感官质量，增加消费者的购买欲，提高肉制品的商品性。1.2 抑菌作用 肉品在生产过程中容易被肉毒梭菌污染。肉毒梭菌在生长繁殖过程中可以产生毒性极强的肉毒毒素，对人的致死量为910 mg/kg，其毒力比氰化钾强1万倍。亚硝酸盐是良好的抑菌剂，在pH值4.56.0的范围对金黄色葡萄球菌和肉毒梭菌的生长起到抑制作用，其主要作用机理在于NO2-与蛋白质生成一种复合物(铁-HITROY复合物)，从而阻止丙酮降解生成ATP，抑制了细菌的生长繁殖，而且硝酸盐及亚硝酸盐在肉制品中形成HNO2后，分解产生NO2，再继续分解成NO和O2，氧可抑制深层肉中严格厌氧的肉毒梭菌的繁殖，从而防止肉毒梭菌产生肉毒毒素而引起的食物中毒，起到了抑菌防腐的作用。1.3 螯合和稳定作用 在肉制品腌制过程中，亚硝酸盐能使泡胀的胶原蛋白的数量增多，从而增加肉的黏度和弹性，是良好的螯合剂2。另外，亚硝酸盐能提高肉品的稳定性，防止脂肪氧化而产生的不良风味。2 亚硝酸盐对人体的危害 由于在肉制品加工中，适当的加入亚硝酸盐能起到良好的发色和抑菌作用，因而许多国家都允许将其作为发色剂、抑菌剂、抗氧化剂等加入到肉制品中。但是如果使用不当，如加入量过多、搅拌不均匀或者加工工艺不合理等等都可能会导致残留量过高，人食用后会引起中毒。人体中毒量为0.30.5g，致死量为3g。FAO/WHO(1985)规定，ADI值为05mg/kg（以亚硝酸纳计的亚硝酸盐总量）。亚硝酸盐进入血液后，可把正常血红蛋白（Fe2+）变成高铁血红蛋白（Fe3+）。高铁血红蛋白失去载氧能力，从而导致组织缺氧，对人体造成危害，产生头晕、呕吐、全身乏力、心悸、皮肤发紫、严重时呼吸困难、血压下降甚至昏迷、抽搐而衰竭死亡。另外，大量文献显示，经常摄入亚硝酸盐还有致癌作用。亚硝酸盐在酸性条件下会分解生成亚硝酸，亚硝酸很不稳定，容易分解产生亚硝基。而亚硝基能够与人体蛋白质代谢产物仲胺类化合物结合生成亚硝胺。研究表明，亚硝胺是一种极强的致癌物质。据动物实验，一次多量或长期摄入都可引起癌症，特别是胃癌。因为亚硝胺类物质合成需要在酸性条件下，而胃中含酸较多环境条件适中。目前还没有发现能耐受亚硝胺而不致癌的动物。亚硝胺在体内微粒体羟化酶作用下，经过一系列代谢，形成终致癌物，促使自由甲基(CH3)将核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的鸟嘌呤O6或O7位甲基化，使细胞产生突变、癌变4。因此，国际上对添加亚硝酸的问题十分重视，在没有理想的替代品之前，应把量控制在最低范围内。3 降低肉制品中亚硝酸盐残留量的研究 以上阐述了亚硝酸盐在肉制品生产中的作用及对人体的危害，找到亚硝酸盐的替代物已成为迫在眉睫的任务。但至今还未找到一种理想的能够完全替代亚硝酸盐的物质。鉴于以上原因，世界各国都在致力于研究减少肉制品中亚硝酸盐残留量的措施，并降低亚硝胺生成的可能性，其方法有：3.1 化学方法3.1.1 添加发色剂降低亚稍酸盐的残留量3.1.1.1 红曲色素 郑立红等将红曲色素加入到发酵香肠中，获得了良好的感官品质，得到了红曲色素和亚硝酸钠加入到发酵香肠中的可行性结论15。为了有效地抑菌和抗氧化，低硝腊肉中红曲色素的添加量为0.14 g/kg,亚硝酸钠的使用量为0.04 g/kg，可以满足消费者的感官要求，还可增加肉制品中氨基酸的质量分数，风味独特1。3.1.1.2 亚硝基血红蛋白 亚硝基血红蛋白是以新鲜猪血为原料制备而成，可用于肉制品的着色。亚硝基血红蛋白代替亚硝酸钠作为肉制品的着色剂，可降低肉制品中亚硝酸根的残留，避免因其引起的形成致癌物质的可能。亚硝基血红蛋白色调与亚硝基肌红蛋白一致，能满足人们对肉色的要求。感官状态完全接近亚硝酸钠的发色效果。经过试验分析，亚硝基血红蛋白适用于肌红蛋白含量低的肉制品，如鸡肉、猪肉等。加工过程中适宜使用真空处理，以防止脂肪和色素氧化，着色效果良好且稳定持久，风味独特，可实现肉制品的低硝化，而且来源丰富、价格便宜，是肉制品中比较理想的着色剂5。3.1.1.3 氨基酸与肽 唐爱明报道，为了降低亚硝酸根的残留，减少形成亚硝胺的可能性，在亚硝酸和三甲胺的混合物水溶液中加人碱性氨基酸，在氨基酸呈中性和酸性时，则完全可以阻止二甲基亚硝胺的生成，并有良好的护色效果6，如0.5%1%的赖氨酸和精氨酸等混合物，并同时使用10 mg/kg亚硝酸钠可使灌肠制品的色调相当好。杨锡洪等采用组氨酸与血红蛋白形成配位复合物，替代亚硝酸钠的发色作用7。灌肠试验表明，制备的无硝色素可以赋予肉制品理想的红色，且色泽稳定。3.1.1.4 抗坏血酸及其衍生物 薛丽等研究发现，在亚硝酸钠添加量相同的条件下，添加0.05%的Vc可以明显降低香肠中亚硝酸钠的残留量，成品中亚硝酸钠的残留量可以降低86.78%8。烟酰胺和Vc配合使用有使肉制品发色和防止褪色的作用，用量一般为0.03%0.05%.在肉品腌制时加入葡萄糖后经细菌作用，能使肌肉中的天然(或加入的)亚硝酸盐迅速转换成NO与Mb和Hb结合，而生成MbNO和HbNO，可以促进亚硝酸盐的分解，增强颜色的稳定性。葡萄糖有很好的发色作用，但食用时产品经蒸煮颜色易变暗9。3.1.2 添加抑菌剂降低亚硝酸盐的残留量3.1.2.1 山梨酸盐 在肉制品中添加2 600 mg/kg的山梨酸盐对肉毒梭菌的抑制效果和添加156 mg/kg亚硝酸盐的效果相同。当山梨酸盐与亚硝酸盐联用时，亚硝酸盐的质量浓度至少应为40 mg/kg。3.1.2.2 延胡索酸酯类 延胡索酸甲酯和延胡索酸乙酯以1 2502 500 mg/kg的量使用时，对肉毒梭菌的抑制作用和使用120 mg/kg的亚硝酸盐一样，但是延胡索酸酯类对产品的感官可接受性还没有被深入地研究4。3.1.3 添加天然物质降低亚硝酸盐的残留量3.1.3.1 姜蒜汁、大葱液 张平等报道姜汁提取液对亚硝酸盐有清除作用。可以阻断致癌物质亚硝胺的化学合成，从而有很好的防癌作用10，赵云斌等对大葱清除亚硝酸盐的作用进行了一系列的试验研究发现，大葱液对亚硝酸盐有较高的清除率，80e每30 min内大葱液对10Lg亚硝酸盐的清除率最高为98.8%.研究表明，大葱中的有机硫化物可以有效清除亚硝酸盐，反应机理为巯基与亚硝酸盐形成的亚硝酸酯11。3.1.3.2 芦荟 秦卫东报道，芦荟对亚硝酸盐的清除率与添加量之间存在良好的线性关系.。该清除作用受pH值和作用时间的影响。在pH为4，反应时间达到60 min时，清除率达到最大。将芦荟以15%添加到狗肉制品中的结果表明，芦荟复合肉制品中亚硝酸钠的残余量为16.86 mg/kg，降低了35.26%12。3.2 生物方法3.2.1 乳酸链球菌素 研究表明,在不影响肉制品色泽和防腐效果的情况下，加入一定量的乳酸链球菌素(Nisin)，可使亚硝酸盐的质量分数由原来的150 mg/kg降到40 mg/kg，又能有效地延长香肠的货架期。若添加0.2 g/kgNisin,亚硝酸盐的添加量减少到0.04 g/kg，香肠中的菌落总数可降低到3 200个/g ，抑菌效果明显。3.2.2 乳酸菌发酵 在肉制品中加入产乳酸的细菌如乳杆菌属的嗜酸乳杆乳酸菌等微生物菌、保加利亚乳杆菌、链球菌属中的乳酸链球菌等，使其产生乳酸，降低pH，产生出游离亚硝酸,接着分解生成-NO，-NO与肌红蛋白结合，形成对热稳定的亚硝基肌红蛋白(呈玫瑰色)，有利于降低-NO的残留量，提高产品质量和安全性13。2002年5月，湖南农业大学何煜波等14利用乳杆菌属中的清酒乳杆菌、双发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌等混合菌种用于香肠发酵,菌种接种量为107 cfu/g,，酵温度为36e，发酵时间为2024 h ，经过发酵，产品pH值很快降低，抑制了腐败菌的生长，且产生乳酸菌特有的发酵香味，产品中亚硝酸盐的残留量和挥发性盐基氮的含量均比对照组有所降低。3.2.3 酶法处理 亚硝酸盐还原酶大多数是胞内酶，这些胞内酶在细胞内能有效地发挥作用，但在细胞外效果较差。通过转基因技术对亚硝酸还原酶编码基因进行改造，使其在细菌中的表达强度增大，从而增加亚硝酸还原酶的活性，为其在食品中应用奠定基础15。4 研究展望 亚硝酸盐作为重要的食品添加剂，在肉制品加工中发挥着多方面的作用。由于其安全性问题，测定方法和降低亚硝酸盐在肉制品中的残留量一直备受人们的关注。虽然科学工作者已经做了很多工作，但在这方面还有一段路要走，今后的研究方向可集中在以下方面。4.1 菌种选育 发挥微生物的潜在能力，对微生物进行选种和育种改良，通过调节培养条件或改变基因。即利用突变体，从技术上对菌种加以改良。目前降解亚硝酸盐的菌种多为乳酸菌，因此，可从乳酸菌中选取不同的菌种，进行定向诱导，从而选育出降解亚硝酸盐效果理想并能稳定遗传的菌种。4.2 多菌种发酵利用不同菌种间性能互补的特点，可选用毛霉、乳酸菌、酵母菌等混合菌种对肉制品发酵,通过研究试验方法，借助对比试验、随机试验和回归正交试验，对混合菌种发酵结果与肉制品质量特性进行亚硝酸盐降解率的定量分析，以便寻求到符合设计目标值并且稳定性高的最佳参数组合。4.3 固定化酶和固定化微生物从具有亚硝酸盐还原酶的微生物细胞中，提取出酶再进行固定化，此为固定化酶法。将具有亚硝酸盐还原酶活性的微生物直接固定化，此为固定化微生物方法，这两种方法均可用于肉制品生产中，从而降低肉制品中亚硝酸盐的残留量。参考文献:1 王东,李开雄,朱永涛,等.新型肉制品着色剂亚硝基血红蛋白色素的研究J.食品科技,2006,(8):178-181.2 杜庆.肉制品中亚硝酸盐的检测和控制J.肉类研究,2008(3):55-58.3马俪珍,南庆贤,方长法.N一亚硝胺类化合物与食品安全性J农产品加工学刊，2005，(12)：8-12.4 路桂红,吴定.加速氧化比色测定肉制品中亚硝酸盐含量J.肉品卫生,2001(10):29-31.5 郑立红,陈尚武,任发政.猪血亚硝基血红蛋白在肉品中的应用研究J.食品科学,2005,26(12):257-260.6 唐爱明.乳酸菌降解肉制品中亚硝酸盐机理及菌株筛选研究D.长沙:湖南农业大学食品科技学院,2004:36-38.7 杨锡洪,夏文水.亚硝酸盐替代物)组氨酸发色作用的研究J.食品与生物技术学报,2005,24(5):102-106.8 薛丽,蓝红英.Vc对降低香肠亚硝酸钠残留量的研究J.食品科技,2006(6):65-67.9 熊潮慧,陈一资.香肠制品中降低亚硝酸盐残留量的措施J.肉类研究,2005(4):26-30.100 张平,叶文慧,石志华.姜汁对亚硝酸盐清除作用的研究