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肉制品加工减盐技术及其应用.pdf

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1、第42 卷第4期2023年8 月文章编号:2 0 95-7 38 6(2 0 2 3)0 4-0 0 31-0 8DOI:10.3969/j.issn.2095-7386.2023.04.005武汉轻工大学学报Journalof Wuhan PolytechnicUniversityVol.42 No.4Aug.2023肉制品加工减盐技术及其应用李智,牛超杰1,邹爱军,常超1(1.武汉轻工大学食品科学与工程学院,武汉430 0 2 3;2.武汉慧康利兹食品有限公司,武汉432 2 0 0)摘要:近年来,随着消费者对饮食健康的日益关注以及国际卫生组织的建议,食品减盐技术成为研究的热点。由于人们饮

2、食习惯和氯化钠在食品加工中的重要作用,使得如何针对加工食品在不影响食品品质的前提下做到“减盐不减咸”成为一个难题。本文综述了食盐在肉制品中的重要作用,以及目前世界各国在肉制品加工中的减盐策略,归纳总结了盐的替代物、盐的形态优化以及现代非热加工技术如超声波、高压、脉冲场电泳技术在减盐肉制品加工方面的应用进展,旨在为低盐肉制品的开发与生产提供一定的理论依据和技术参考。关键词:氯化钠;肉制品;减盐技术;现代非热加工技术中图分类号:TS254Application of salt reduction technology in meat processing(1.School of Food Scie

3、nce and Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China;2.Wuhan Huikang Leeds Food Co.,Ltd.,Wuhan 432200,China)Abstract:In recent years,with the increasing concern of consumers about dietary health and the recommen-dations of international health organizations,food salt reduction technol

4、ogy has become a hot research top-ic.Due to peoples dietary habits and the important role of sodium chloride in food processing,it has becomea challenge to reduce salt without affecting the quality of processed foods.This paper reviews the importantrole of salt in meat products and the current salt

5、reduction strategies in meat products processing aroundthe world,and summarizes the progress of salt substitution,salt morphology optimization and modern non-thermal processing technologies such as ultrasonic,high pressure and pulsed field electrophoresis in salt re-duction meat products processing,

6、aiming to provide some theoretical basis and technical reference for thedevelopment and production of low salt meat products.Key words:sodium chloride;meat products;salt reduction technology;modern non-thermal processing tech-nology已有上千年历史,其主要成分为氯化钠(NaCI)。1引言作为人体必需的矿元素,钠离子不仅具有调节细食盐素有“百味之首”之称,作为调味品使用

7、文献标识码:ALI Zhi,NIUChaojie,ZOU Aijun?,CHANG Chao!胞和血液之间渗透压平衡的功能,还在各种生理收稿日期:2 0 2 3-0 6-16.作者简介:李智(1999-),男,硕士研究生,E-,通信作者:常超(197 6-),男,教授,硕士生导师,E-mail:c h a n g c h a o 2 0 0 0 16 3.c o m基金项目:武汉慧康利兹食品有限公司委托项目(编号:whpu-2022-kj-304).32功能中发挥着不可或缺的作用,如肌肉收缩、心脏功能、肾功能、神经冲动的传递、营养物质和水在细胞间的运输等1。然而,钠离子的过量摄人已经成为一个全

8、球性健康问题。2 0 10 年,世界卫生组织建议将NaCl摄人量减少到5g/d以下。数据显示,世界上99.4%的人口的钠摄入量高于推荐的每日摄人量。高盐摄人量会导致血压升高,并增加心脏病和中风的风险,从全球范围来看,2 0 10 年有17 0 万人因此死于心血管疾病2 。“健康中国2 0 30 规划纲要”提出,我国人均每日盐摄人量到2 0 30 年将减少20%。食用盐是饮食中钠离子最主要来源,约占90%3。除此之外,其他几种含钠化合物,如有机钠盐(如醋酸钠、苯甲酸钠、乳酸钠、丙酸钠、山梨酸钠等)、磷酸钠化合物和亚硝酸钠4在所有加工食品中对钠离子的贡献也是显著的,如肉与肉制品贡献了约16%2 5

9、%的钠5.6 。因此,低盐肉制品不仅需要直接减少NaCl的用量,对减少上述无机或有机钠盐的使用同样非常必要。本文就食盐在肉制品中的作用及世界各国在肉制品加工中的减盐策略进行了综述,以期为我国肉制品加工行业减盐行动提供技术参考和新思路。2食盐在肉制品中的作用肉类中本来就有少量盐存在,但为了生产出品质更好的肉制品,往往在加工过程中添加一定量的食盐,使得产品含盐量显著上升,如表1所示。在肉制品的加工和保藏过程中,作为食品添加剂,氯化钠可以通过与多种食品成分、功能、营养和食品保鲜的相互作用,起到掩味、增味、改善质地等作用7。但食盐也会使肉制品中的脂质氧化加速,从而改善肉制品的风味和色泽,缩短肉制品的货

10、架期8 。下面着重介绍其中两种最为主要的功能。2.1提高肉制品的保水性肉的保水性是指肉类在加工过程中对本身的水分及添加到肉中水分的保持能力,它直接或间接影响肉的嫩度、色度和多汁性等感官特性,是评价肉品质高低的重要指标9。在食盐对肉制品加工过程的各种作用中,增强肉品的保水性(water-holding ca-pacity,WHC)是其最基本的作用。之所以食盐具有增加肉保水能力的作用,是在于它能使肌原纤维发生膨胀。在一定浓度食盐下,大量氯离子被束缚在肌原纤维间,增加了负电荷引起的静电斥力,导致肌原纤维膨胀,从而使保水力增强。另外,在腌肉过程中,钠离子和氯离子与肉蛋白质结合,在肉制品中使肉的离子强度

11、提高,肌纤维蛋白质数量增多,在这武汉轻工大学学报些纤维状肌肉蛋白质加热变性的情况下,将水分或脂肪包裹起来凝固,使肉的保水性提高10 。通过对腊肉11的研究表明,当添加的食盐量逐渐增加时,腊肉中的负离子也逐渐增加,导致腊肉的肉质松弛,从而提高腊肉的保水性。苑瑞生12 等的研究也证实,在0 4环境中,食盐添加量增加到3.0%,可以显著提高鸡肉调理制品的腌制吸收率、出品率、盐溶性蛋白质的溶出量,显著降低鸡肉调理制品蒸煮损失和压榨损失,最终提高鸡肉调理制品的保水性。表1加工和未加工肉品中钠和盐的含量Table 1 Sodium and salt content in processed andunpr

12、ocessed meat加工产品/10 0 g牛肉猪肉未加工鸡肉火鸡牛肉汉堡香肠法兰克福香肠加工后熟火腿培根面包鸡鸡块注:来源为美国农业部国家食品数据库。2.2提供抗菌效果NaCI虽然不能直接灭菌,但可以通过影响细胞代谢来抑制微生物的繁殖,从而达到防腐效果,且防腐效果与 NaCl 浓度有关13。一般来说,当 NaCl含量达到约10%时能抑制金黄色葡萄球菌等许多微生物的生长6 。NaCl的抗菌作用基于其降低水分活度(Aw)的能力。一方面,食品中的盐干扰不同的细胞酶,限制氧的溶解度,导致水通过细胞的半透膜外排,最终造成渗透休克,迫使细胞消耗更多的能量来排除钠离子,降低水活性14。另一方面,NaCl

13、在溶液中完全电离为Na+和Cl-,并吸引水分子,使微生物可利用的水量大大降低,最终导致微生物因脱水而难以增殖15。此外,脱水还对微生物细胞内的酶有着直接的影响,破坏微生物的代谢活动,从而延长产品货架期16 。上述两种功能表明NaCl对于加工肉制品的质量与安全起着重要的作用,肉制品含盐量的改变都可能对肉制品的品质产生影响,因此对减盐产品开发会带来不小的挑战。2023年钠/mg盐/g630.16700.18600.15500.132904000.7160010801.52.77209201.82.390012202.33.0100015402.53.92004200.51.16001.54期3F肉

14、制品中减盐技术和措施3.1减少NaCI添加量盐的味道是由存在于舌头两侧的口腔黏膜区域的味蕾识别的。它们由味觉受体细胞(taste receptorcell,TRC)组成,TRC作为特定味觉相关化合物的传感器。钠离子选择性地通过受体细胞顶端的上皮钠离子通道(Epithelial sodium channel,ENaC),进行去极化和信号转导,激活突触,引起传入神经纤维的兴奋。神经将信号传递到大脑的味觉皮层,信号被不同热点组成的“味觉主题图”编码,从而最终引发适应性味觉7。降低食品中的盐含量,最为直接的方法就是在加工过程中逐步减少NaCl的添加量,Quadros等16 研究发现,将西班牙鱼汉堡的含

15、盐量从1.5%降低至0.7 5%后,钠含量降低了50%,产品的质量参数并未显著改变,说明直接降低食盐添加量是可行的。盐在肉制品中不仅提供咸味,盐含量的减少同样也会引发其他问题。首先,减少食盐添加也会缩短产品保质期,McGough等17 发现,法兰克福香肠中食盐水平降低会导致自然菌群的增长速率加快。其次,是对感官品质的影响,在法兰克福香肠生产过程中,当盐的总量减少到1%1.5%时,产品的外观和适口性均存在严重问题。Tobin 等18 也发现,当香肠中的食盐从3%减少到1.5%时,消费者测量到样品的粗糙度显著增加。盐的减少可能会影响产品的水分和脂肪结合,从而损害口感。因此,直接减少食盐添加需要逐步

16、完成,使消费者逐渐适应低盐产品,这将需要很长时间才能达到目标。3.2替代NaCI技术3.2.1无机盐替代物无机盐替代品包括氯化钾(KCI)、氯化钙(Ca Cl 2)、氯化镁(MgCl2)、磷酸钠盐等,其中最典型李智,牛超杰,邹爱军,等:肉制品加工减盐技术及其应用盐和其他钠盐配合使用。3.2.2有机盐替代物除了上述无机盐外,有机盐如柠檬酸钠、乳酸盐(乳酸钾,乳酸钙)、葡萄糖酸钠、抗坏血酸钙等同样成为氯化钠的替代品。王曜等19 以日本方头鱼为原料,分别用9%(W/V)的食盐和柠檬酸钠作为对照组和实验组,经浸泡风干制成高水分半干制品。对鱼皮色泽、pH值、鱼体内Na+浓度、质构、鲜味特征物质IMP和鲜

17、度指标K值及烘烤后的感官评价进行了研究。结果显示(图1),实验组鱼皮的红色色度值(a*)、彩度值(C*)和pH值均显著高于对照组,肌肉组织的Na+浓度比对照组低6 1%,具有较高的持水力、较低的断裂载荷和断裂应力,以及显著较高的断裂变形量;同时,IMP和K值无显著差异。烘烤后的感官评价结果证实了上述结果,但实验组的咸味评分明显低于对照组。实验组在外观得分略高的基础上,其咀嚼性、鲜味和总体可接受性与对照组无显著差异。结果表明,柠檬酸钠在保证日本方头鱼干品质的同时,能有效改善鱼皮色泽,降低Na+含量,是理想的钠盐替代品之一。33代表为KCl,具有咸味,不会改变感官特性。日本学者提出用KCl和柠檬酸

18、盐作为食盐替代品来生产水产干制品,产品具有高储藏和离水抑制效果(解冻时汁液损失少),并获得了专利2 0 。在抗菌效果方面,KCl具有类似NaCl 的抗菌效果14。虽然KCI是NaCl替代品的最佳选择,但存在的问题也不容忽视,高浓度KCl会赋予产品金属味和苦味2 1,影响产品风味。这种气味通常需要通过添加苦味阻滞剂或掩蔽剂(如氨基酸、赖氨酸盐)来掩盖。特别需要注意是,对于高温作业者、重体力劳动强度工作者,肾功能障碍者及服用降压药物的高血压患者不宜摄人高钾2 2 。因此,在众多研究中,通常会将钾aa、c、e 为对照组;b、d、f 为实验组;a和b为浸渍前(新鲜)样品;c和d为浸渍后样品;e和f为干

19、燥后样品。图1不同浸渍液处理的盐干品制作过程中肉眼观察到的表皮颜色19a,c,e were the control groups;b,d,f are experimental groups;a and b are pre-maceration(fresh)samples;c and d are the samples after impregnation;e and f are dried samples.Fig.1 Color of the skin observed by the naked eye during the production of dry salt productsbtr

20、eated with different maceration solutionsCdef343.2.3风味增强剂替代物使用风味增强剂的减盐技术是基于味道相乘原理而设计的。当两种或两种以上的刺激同时作用于感觉器官时,最终的感觉超出每一种刺激单独作用时叠加的总效果,此种现象称为相乘作用或相乘现象。这种现象已成功地应用于食品的感官检测、新产品设计开发与复合调味料的配方调配中。当强力增鲜剂核苷酸与谷氨酸钠、氯化钠共存时,鲜味会显著提高,超出每一种调味剂单独使用时的鲜味总和。在谷氨酸钠溶液中加入适量的食盐,则可使鲜味呈现突出2 3。另一方面,食物的味道通常被认为是味道和气味在内的感官体验的更广泛的结合

21、。两者在进食过程中相互作用,传递我们所感知的味道在调味汁或调味品中添加增盐气味,特定气味中可以显著增强对碱性盐溶液咸味的感知,如肉味等。从动植物中提取出呈咸味的粗提物(如海带和贝壳等水提物)或能促进钠离子通道打开增强咸味感知信号的刺激物(如大蒜素、辣椒素、椒麻化合物、胡椒碱和6一姜酚)添加至食品中达到减盐目的2 4。Naruka-wa等2 5 评估了在7 5mMNaCl溶液中添加0.5或1M辣椒素(辣椒的主要辛辣成分)的效果,结果显示当辣椒素添加到溶液中时,其中相当一部分人感觉到更强的咸味。这种咸味效应背后的机制可能是辣椒素影响了脑岛和眼眶额叶皮质(OFC)的代谢活动,通过改变大脑对咸味的神经

22、处理,从而显著降低了个人的食盐偏好。2%的无籽红酒渣2 6 不仅可用于防止低盐牛肉馅饼(含盐量分别为2%、1.5%和1%)中的微生物腐败,还赋予牛肉馅饼纤维、脂质过氧化、酚类化合物和葡萄酒风味,增加了感官丰富度。严方等2 7 将豌豆蛋白酶解并制备出豌豆蛋白武汉轻工大学学报美拉德反应产物(MRPs),通过滋味分析后发现,在相同的盐质量浓度下,添加适量的MRPs可以显著提升咸味和鲜味,且pH越高,增味效果越明显。但值得注意的是,风味增强剂也可能会带来一些不利影响,如过量摄人谷氨酸钠(16 mg/kgB.W./d)可能会引发健康问题,导致头痛、心悸、循环系统疾病和胃肠道疾病2 8 。3.3改造盐的形

23、态通过纳米改造技术,可以改变固体盐的粒径、形态和空间结构,进一步提高固体盐在口腔中的溶解和释放速率,是一种有效的减盐途径。Quilaqueo等2 9 通过比较5种市售盐在去离子水中和2 种人工唾液配方中的溶解情况,结果证明了接触面积是影响食物基质盐释放的主要因素。与正常形状的盐相比,较小的盐颗粒在口腔中可以确保更高的盐强度。因为颗粒越小,钠释放得更快,并且由于暴露面积变大,会显示出更快的扩散效率30.31,导致受体感知到更大的咸味,一些公司已经基于此设计生产出了新产品(图2)。利用喷雾干燥、纳米喷雾干燥、电液雾化干燥等不同的技术可以制备出微米和纳米级别的超细盐颗粒。Rama等30 1研究发现,

24、当盐结晶粒径分数 42 5m时,会产生最高的盐浓度和总含盐量。利用造粒技术,形成中空结构的盐晶体可以提高对味觉感受器的可用性,空心盐通过最大化表面积与体积的比率提供了更高的盐的感官感知。除此之外,Beck等32 在制作香肠时,用巴西棕榈酸蜡包裹食盐颗粒(图3),以此形成盐的不均匀分布来增强人体对盐的感知,结果表明,使用封装盐可以在减盐2 5%的基础上保持新鲜香肠的口感和质地。2023年AA.正常形状的食盐;B.Cargill细片状盐;C.Tate&Lyle SODA一LO盐微球;D.Cargill星片树枝状盐;E.CargillAlberger片状盐。A.Table salt of norma

25、l shape;B.Cargill fine flaky salt;C.Tate&.Lyle SODA-LO salt microspheres;BD.Cargill stardendritic salt;E.Cargill Alberger flaky salt.C图2 不同形状的盐晶体5Fig.2Salt crystals of different shapesDE4期李智,牛超杰,邹爱军,等:肉制品加工减盐技术及其应用35aba.1一粗盐,2 一包封盐,3一巴西棕榈蜡;b.非包封盐表面的扫描电镜图像;c.包封盐表面的扫描电镜图像图3(非)包封盐及其扫描电镜图像32 al-coarse s

26、alt,2-encapsulated salt,3-Brazilian carnauba wax;b.SEM image of the surface ofnon-encapsulated salt;c.SEM image of the surface of encapsulated salt.Fig.3(Non)encapsulated salt and its scanning electron microscopy image3.4新兴非加热技术随着减盐技术的发展,新兴非加热技术也不断应用到减盐领域,其中高压加工、超声波和脉冲电场等非热技术被应用于生产高品质、安全和低盐的肉类食品33-3

27、57 。3.4.1高压加工技术(High pressureprocessing,HPP)高压加工技术可以有效灭活食品中的微生物,减少微生物的污染,同时最大限度的保持食品的原始风味、质地和营养价值35。此外,高压加工技术可以满足消费者对最低加工无添加剂产品的要求,保持感官和营养特性,并有助于开发低盐的肉制品。多项研究表明,HPP除优化NaCI在口腔中的释放外,还可以通过使NaCI与产品网络产生不同的结合力,从而增强各种肉制品的咸味感知。Yang等36 研究了使用高压对低脂低盐乳化型香肠蒸煮损失和功能特性的影响,发现30 0 MPa或40 0 MPa的高压处理显著减少了蒸煮损失,并且香肠的蛋白质、

28、脂肪及水分含量经高压处理后都有所提升。这可能是因为高压处理能够诱导和增加肌原纤维蛋白的溶解,如肌动蛋白、肌球蛋白和肌动球蛋白等,这是部分解聚、聚集和去折叠的结果,反过来又有助于形成更稳定的凝胶基质。Tintchev等37 也报道了这种凝胶基质在熟香肠的蛋白质网络中具有更大的保水性和脂肪结合能力。研究表明,高压处理过的减盐牛肉乳化香肠在感官评分、质构特性和保水性等方面都有较好的表现38 。但过高的压力可能会导致产品质地变硬,不同压力会导致水、脂质和蛋白质构象发生不同程度的结构重排,从而影响食品的感官和营养价值。因此,应用HPP加工低盐肉制品时需要考虑过高的压力可能带来的不利影响。3.4.2超声波

29、技术(Ultrasound,US)超声波技术作为食品减盐技术其原理是超声波可以破坏肌原纤维的结构,增加纤维间的空间、肌动球蛋白解离的程度,产生通道使钠离子在盐析过程中流速加快。这种机制使盐水和肉组织之间的浓度梯度迅速达到平衡状态,从而防止盐在肉表面积聚39。对肉食品的研究已经证明,超声波效应具有理想的效果,不会损害肉类产品的质量40 。Barret-to等41为了研究超声波对减盐重组火腿品质的影响,制作了包含超声波处理的4种减盐重组火腿(1.5%、1.12%、0.7 5%和0.7 5%盐+超声波),并通过理化性质、总液体释放量(TFR)、色度、硫代巴比妥酸值(TBARS值)、微生物指标、微观结

30、构和感官评价等指标对其进行评价。结果显示,通过超声波应用,在添加盐量减少50%,钠含量减少32%的条件下,改善了重组熟火腿的理化性质,如减少总液体释放,增加产量,改善颜色,并且不会对氧化稳定性产生负面影响。超声波通过在肌肉纤维中产生微裂缝,改变了重组熟火腿的微观结构,从而提高了对味道和纹理参数的感官接受度以及整体接受度。Pan等42 使用真空滚轧结合超声波辅助技术生产出NaCl含量为1.5%的低盐培根(传统培根为6%8%),且腌制时间更短,结果表明:超声波辅助腌制是一种潜在的降盐技术,可用于生产低盐的肉制品。但由于不同肉制品的结构和成分不同,超声波的作用效果也不相同。因此,在实际应用中,需要针

31、对不同类型的肉制品优化超声波参数,以达到降低盐分的目的且又不影响肉制品的品质。3.4.3脉冲电场技术(Pulsed electric field,PEF)脉冲电场技术可以通过诱导电穿孔和增加细胞膜的通透性来影响钠离子在肉基质中的扩散、分布36和释放。这种影响可能会改变蛋白质和盐离子之间的相互作用,并影响咀嚼过程中钠离子的释放43。Bhat等44 为了评价PEF在肉制品中的减盐效果,以NaCl含量为2.0%的牛肉干为对照,制备了两组NaCl含量为1.2%(其中一组样品使用PEF处理)的低盐牛肉干,对其理化特征及感官进行评定。结果表明,PEF对产品的剪切力和韧性有显著影响(p 0.0 5),但对产

32、品颜色、脂质氧化和微生物稳定性未产生任何不利影响。PEF处理的样品的钠含量显著低于对照组(p0.05),超过8 4%的专家组成员更喜欢PEF组样品的咸度。因此,PEF技术可通过影响盐的扩散和钠的输送,改善咀嚼过程中的咸度感知,是一种具有很大应用潜力的减盐加工技术。4结论与展望随着国家对食品减盐的重视,我国在2 0 18 年推出了中国食品工业减盐指南,目前取得了部分阶段性的成果,市面上已经出现了低盐火腿等系列减盐产品。但是,由于我国是一个长期摄人高盐饮食的国家,这种饮食文化的延续不知不觉提高了人们对咸度感知的阈值。这对我国实现减盐2 0%的目标带来了一定的难度,在食品减盐的道路上依然任重而道远。

33、从食品减盐技术的发展趋势来看,未来肉制品减盐技术和措施应加强以下几个方面的研究:(1)加强宣传和教育,让消费者认识到高盐摄人的危害,改变消费者饮食习惯,利用食品营养标签实施信息交流和指导,减少高盐肉制品的消费,接受薄盐肉制品;(2)优化不同种类替代物的配比,优势互补,达到最佳“减盐不减咸”的效果;(3)利用现代生物技术,开发新型的咸味肽;(4)利用纳米技术,精准制备不同粒径大小的中空盐;(5)提倡不同减盐技术的联用,阐明减盐技术对最终产品的理化、质地、风味、微生物的影响。参考文献:1He F J,Tan M,MacGregor G A.1-salt andhealthM.Beeren C,Gr

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