發(fā)色劑

發(fā)色劑，在烹飪中添加適量的化學(xué)物質(zhì)與食品中某些成分作用使制品呈現(xiàn)良好的色澤，這種化學(xué)成分就稱為發(fā)色劑。通常用于火腿、臘腸制作中，在疏菜腌制時(shí)也可使用發(fā)色劑。發(fā)色劑有單獨(dú)使用的，也有與發(fā)色助劑抗壞血酸鈉、異抗壞血酸鈉等并用的。在肉類腌制中最常用的發(fā)色劑是硝酸鹽和亞硝酸鹽，發(fā)色助劑為L(zhǎng)-抗壞血酸（即VC）、L-抗壞血酸鈉及煙酰胺（即VPP）等。為了使肉制品呈鮮艷的紅色，在加工過程中多添加硝酸鹽與亞硝酸鹽的混合鹽。硝酸鹽在細(xì)菌作用下還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽在一定的酸性條件下會(huì)生成亞硝酸。一般屠宰后的肉因含乳酸，pH約在5.6～5.8的范圍，所以不需外加酸即可生成亞硝酸。亞硝酸很不穩(wěn)定，即使在常溫下也可分解產(chǎn)生NO：

3HNO2=HNO3+2NO+H2O

NO會(huì)很快與肌紅蛋白（Mb）反應(yīng)生成鮮艷的、亮紅色的亞硝基肌紅蛋白：

Mb+NO=MbNO

硝酸是氧化劑，它能把NO氧化，因而抑制了亞硝基肌紅蛋白的生成。同時(shí)也使部分肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白。因此，在使用硝酸鹽和亞硝酸鹽的同時(shí)并用L-抗壞血酸、L-抗壞血酸鈉等還原性物質(zhì)，可以防止肌紅蛋白的氧化，同時(shí)它們還可以把氧化型的褐色高鐵肌紅蛋白還原為紅色的還原型肌紅蛋白，以助發(fā)色。若L-抗壞血酸與煙酰胺并用，則發(fā)色效果更好，并保持長(zhǎng)時(shí)間不褪色。亞硝酸鹽在肉制品中，對(duì)抑制微生物的繁殖有一定的作用，其效果受pH值的影響。尤其是對(duì)肉毒梭狀芽孢桿菌有抑制作用，此外，亞硝酸鹽對(duì)提高腌肉的風(fēng)味也有一定的作用。但亞硝酸與蛋白質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物——仲胺反應(yīng)生成亞硝胺，例如HNO2與二甲基（仲）胺反應(yīng)生成二甲基亞硝胺，與胺也有同樣的反應(yīng)。亞硝胺從動(dòng)物試驗(yàn)證明有很強(qiáng)的致癌性。雖然還沒有直接的論據(jù)證實(shí)由于食品中存在硝酸鹽、亞硝酸鹽及仲胺而引起人類致癌。但是從食品衛(wèi)生的角度出發(fā)，應(yīng)予以高度重視。在加工肉制品時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制亞硝酸鹽及硝酸鹽的使用量（中國規(guī)定NaNO3的最大用量為0.5g/kg，NaNO2的用量為0.15g/kg，肉制品中的殘留量，以HNO2計(jì)不得超過0.03g/kg）。

美國國際毒性研究中心的化學(xué)家發(fā)現(xiàn)，用微波爐燒腌肉，既能保留腌肉津津有味的特點(diǎn)，又無致癌的亞硝胺產(chǎn)生。其原因是微波爐中的腌肉溫度沒有達(dá)到亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成亞硝胺反應(yīng)的最低溫度185℃。

肉類在儲(chǔ)存、加工過程中將從鮮紅色逐漸變成暗紅色直至棕褐色。這是由于肉的呈色物質(zhì)肌紅蛋白（Mb）和血紅蛋白（Hb）中的Fe2+被逐步氧化為Fe3+肌紅蛋白和血紅蛋白，使肉變色。發(fā)色劑中硝酸鹽在細(xì)菌的硝酸鹽還原酶作用下，還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在酸性條件下生成亞硝酸。一般宰后成熟的肉因含乳酸，pH值在5.6~5.8的范圍，所以不需外加酸即可生成亞硝酸。由于亞硝酸的性質(zhì)不穩(wěn)定，在常溫下可分解產(chǎn)生亞硝基（NO），NO很快與肉類中的肌紅蛋白（Mb）和血紅蛋白（Hb）結(jié)合，生成一種含F(xiàn)e2+的鮮亮紅色穩(wěn)定的亞硝基肌紅蛋白和亞硝基血紅蛋白，故使肉制品呈現(xiàn)誘人的鮮紅色。

（1）嚴(yán)格控制亞硝酸鹽和硝酸鹽的使用量和殘留量：我國要求肉制品加工中亞硝酸鹽最大使用量不能超過0.15g/kg，硝酸鹽最大使用量不能超過0.5g/kg，肉制品成品中的殘留量（以亞硝酸鈉計(jì)）除西式火腿（熏烤、煙熏、蒸煮火腿）≦70mg/kg，肉罐頭類≦50mg/kg外，腌臘肉制品類、醬鹵肉制品類、熏燒烤肉類、油炸肉類、肉灌腸類、發(fā)酵肉制品類等均為≦30mg/kg。

（2）降低肉制品中亞硝酸鹽對(duì)人體的危害：采取的方法有添加一些護(hù)色助劑與護(hù)色劑合用；添加一些天然物質(zhì)可以降低亞硝酸鹽殘留；添加一些能起到類似亞硝酸鹽發(fā)色作用的物質(zhì)；利用如乳酸菌等能降解亞硝酸鹽的微生物發(fā)酵動(dòng)物性食品，降低亞硝酸鹽殘留，減少亞硝胺的生成；減少食用含有較多亞硝酸鹽的食物 。

抗壞血酸與亞硝酸鹽有高度親和力，在體內(nèi)能防止亞硝化作用，從而幾乎能完全抑制亞硝基化合物的生成。所以在肉類腌制時(shí)添加適量的抗壞血酸，有可能防止生成致癌物質(zhì)。

雖然硝酸鹽和亞硝酸鹽的使用受到了很大限制，但至今國內(nèi)外仍在繼續(xù)使用。其原因是亞硝酸鹽對(duì)保持腌制肉制品的色、香、味有特殊作用，迄今未發(fā)現(xiàn)理想的替代物質(zhì)。更重要的原因是亞硝酸鹽對(duì)肉毒梭狀芽孢桿菌的抑制作用。但對(duì)使用的食品及其使用量和殘留量有嚴(yán)格要求。

在食品加工過程中添加，使制品呈現(xiàn)良好色澤的食品添加劑。用于肉制品的主要有硝酸鉀、亞硝酸鉀、硝酸鈉和亞硝酸鈉，后兩種應(yīng)用較多。硝酸鹽在亞硝酸菌的作用下還原成亞硝酸鹽，并在酸性條件下生成亞硝酸，亞硝酸分解生成亞硝基，并與肌紅蛋白反應(yīng)生成亮紅色的亞硝基肌紅蛋白，保持肉制品的良好色澤。一些還原性物質(zhì)如抗壞血酸和煙酰胺等與發(fā)色劑并用，可防止亞硝基氧化，促進(jìn)發(fā)色。這類物質(zhì)稱發(fā)色助劑。

亞硝酸鹽可與食物或胃中的仲胺類物質(zhì)生成強(qiáng)致癌作用的亞硝胺。但由于亞硝酸鹽除發(fā)色作用外，還有抑菌和增強(qiáng)風(fēng)味的作用，特別是可防止肉毒中毒，且目前尚無適當(dāng)?shù)奶娲铮瑱?quán)衡利弊，各國仍都許可使用，但都嚴(yán)格控制其使用范圍、使用量和殘留量。用亞硝酸鹽進(jìn)行肉類加工的同時(shí)，加入適量維生素C、E可阻止亞硝胺的形成。

用于果、菜類制品的發(fā)色劑有硫酸亞鐵等。

亞硝酸鹽的安全性問題是肉制品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該特別注意的，亞硝酸鹽與氨基化合物(蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物)反應(yīng)可產(chǎn)生致癌的N一亞硝基化合物，如亞硝胺。亞硝酸鹽發(fā)色的同時(shí)，還有抑菌、抗氧化及增強(qiáng)風(fēng)味的作用，盡管如此，由于安全性問題使其應(yīng)用越來越受到限制，國內(nèi)外都尋找理想的替代品。在沒有理想的替代品之前，應(yīng)把用量限制在最低水平，已使用的替代品有兩類：一類是替代亞硝酸鹽的添加劑，由發(fā)色劑、抗氧化劑，多價(jià)螯合劑和抑菌劑組成，發(fā)色劑用的是赤鮮紅，抗氧化劑，多價(jià)螯合劑用的是磷酸鹽，多聚磷酸鹽，抑菌劑為對(duì)羥基苯甲酸和山梨酸及其鹽類；另一類是在常規(guī)亞硝酸鹽濃度下阻斷亞硝胺形成的添加劑，抗壞血酸能與亞硝酸鹽作用而減少亞硝胺的形成。此外，山梨酸、山梨酸醇、鞣酸等也可抑制亞硝胺的形成。肉制品生產(chǎn)中還常常利用一些例如著色劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、呈味劑等添加劑。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高，肉制品的發(fā)展前景廣闊，因此，大力推廣各類食品添加劑在肉制品中的應(yīng)用，使之色香味俱全，并能有效延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期是中國肉制品研究開發(fā)人員的當(dāng)務(wù)之急。

介紹幾種新型的肉制品發(fā)色劑及其在肉制品中的應(yīng)用情況。

亞硝基血紅蛋白(HbNO)作為一種腌肉色素，通常認(rèn)為由亞硝酸鈉和血紅蛋白反應(yīng)生成。有人向肉糜中添加血液蛋白，對(duì)由脂肪、蛋白質(zhì)、血液和水組成的乳濁液均質(zhì)，并且將亞硝酸鈉加入其中，得到了色澤令人滿意的產(chǎn)品。加拿大學(xué)者Shahidi和Rubin等人系統(tǒng)研究了以動(dòng)物血液和亞硝酸鈉及一氧化氮為原料的亞硝基血紅蛋白腌肉色素，他們合成HbNO采用牛血中的血紅素為原料,先以SrCI2和CaCI2作反應(yīng)助劑，采用乙酸鹽法和丙酮酸法從血液中制備高鐵血紅素，然后用亞硝酸鈉，在還原劑的存在下反應(yīng)，或直接使用一氧化氮合成。但這樣合成的色素很不穩(wěn)定，遇光和空氣易褪色，暴露在空氣中僅能保持一天。有研究報(bào)道直接利用亞硝酸鈉和血紅蛋白反應(yīng)得到HbNO，這樣不僅避免了有機(jī)溶劑的大量使用、劇毒的NO操作危險(xiǎn)性，而且易操作控制。合成的色素溶液需經(jīng)噴霧干燥制成粉末，由于HbNO對(duì)光熱不穩(wěn)定，干燥前需進(jìn)行微膠囊化處理。ROBoyle分別對(duì)亞硝基血紅蛋白微膠囊化干燥工藝進(jìn)行了研究，并且應(yīng)用到無硝火腿中。研究發(fā)現(xiàn)：最適的微膠囊壁材是β-環(huán)糊精、變性淀粉N-Lok和麥芽糊精，其中β-環(huán)糊精是必不可少的。幾種物質(zhì)組成連續(xù)相，HbNO為分散相，二者混合后，在50000rpm高速均質(zhì)機(jī)下均質(zhì)，以氮?dú)庾黛F化氣體，進(jìn)風(fēng)溫度120℃-165℃，出口溫度92℃-135℃，喂料量4-7m1/min，經(jīng)微膠囊化噴霧干燥的HbNO著色劑化學(xué)性質(zhì)并沒有改變。黃群等人還將HbNO應(yīng)用于灌腸加工，對(duì)其用量與助色劑搭配、感官評(píng)價(jià)、降硝增鐵效果進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：HbNO用量6000mg/kg、抗壞血酸500mg/kg、煙酰胺300mg/kg效果最佳，產(chǎn)品感官與對(duì)照組無明顯差別，還發(fā)現(xiàn)亞硝基殘留僅為對(duì)照組的九分之一，F(xiàn)e2+含量增加41%。

組氨酸是一種蛋白質(zhì)中廣泛存在的氨基酸，有研究報(bào)道稱可以利用組氨酸替代亞硝酸鈉的配體制備無硝色素。據(jù)血紅蛋白的一新檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn)，咪唑基可以作為顯色劑和血紅蛋白結(jié)合生成一種穩(wěn)定的配位化合物，因此利用組氨酸分子結(jié)構(gòu)中含有咪唑基這一特點(diǎn)，研究人員進(jìn)行了大量相關(guān)試驗(yàn)。楊錫洪等采用組氨酸與血紅蛋白形成配位復(fù)合物，替代亞硝酸鈉的發(fā)色作用，研究了pH對(duì)配物紫外吸收的影響，計(jì)算出配位平衡常數(shù),通過在不同溫度下測(cè)定pH值，并求出反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵，結(jié)果表明配位反應(yīng)是熵、焓降低的過程。有人還通過對(duì)血紅蛋白與組氨酸粗提液制備的紅色素再通過與多糖反應(yīng)，生成糖基化血紅蛋白-組氨酸色素，提高了產(chǎn)品的光照、熱穩(wěn)定性。噴霧干燥后，得到產(chǎn)品組成為鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.36g/kg；糖類質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%；蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.5%的新型色素。灌腸試驗(yàn)表明，制備的無硝色素可以賦子肉制品理想的紅色，且色澤穩(wěn)定，再與防腐劑、抗氧化劑等組成多元腌制系統(tǒng)，可以完全替代亞硝酸鹽在肉制品加工中的多功能性，實(shí)現(xiàn)無硝生產(chǎn)。

乳酸菌在腌漬類食品中的作用是巨大的，肉類在添加耐鹽性乳酸菌腌制后，發(fā)現(xiàn)不僅可以大大提高貯藏性能，而且發(fā)色良好，還因?yàn)榧尤肴樗峋淖兞穗缰迫庵破返娘L(fēng)味。發(fā)色的方法是將耐鹽性乳酸菌和pH調(diào)節(jié)劑一起添加，耐鹽乳酸菌的濃度通常是0.1%-2%,并以0.2%-1%最佳，pH調(diào)節(jié)劑以添加0.3%以上就可以使pH穩(wěn)定，然后將肉制品在耐鹽性乳酸菌和pH調(diào)節(jié)劑的溶液進(jìn)行浸漬處理，此方法對(duì)于即席烹調(diào)肉、香腸和其他袋裝肉制品都有很好的發(fā)色效果。有研究對(duì)維也納小香腸進(jìn)行浸漬試驗(yàn)，結(jié)果表明，在浸漬液中分別添加0.2%及0.4%糞鏈球菌干燥菌體，經(jīng)浸漬后取出風(fēng)干，然后封裝于無菌聚乙烯袋內(nèi)進(jìn)行常溫保藏，發(fā)現(xiàn)保藏后一周都沒有發(fā)現(xiàn)腐敗現(xiàn)象，且發(fā)色效果較好。

二亞硝基亞鐵血紅素（DNHF）是一種色素著色劑，通常認(rèn)為是在加熱時(shí)由肌肉色素、肌紅蛋白和亞硝酸鹽形成，它是腌肉制品發(fā)色的物質(zhì)。因此，如果事先制備好DNHF，然后將它添加到肉中，就可以使肉產(chǎn)生腌制肉的特征性顏色。DNHF是從畜禽血液中血紅細(xì)胞提取出來的，它形成與肌紅蛋白相同的亞鐵（血紅素）基團(tuán)，經(jīng)過兩個(gè)步驟可獲得大量的高純度色素。在此腌制劑中加入三聚磷酸鈉（STPP）、抗壞血酸、特丁基對(duì)苯二酚、丁基烴基茴香醚（BHA）、糖等效果會(huì)更好。通過對(duì)維也納熏香腸經(jīng)過DNHF腌制后表明，當(dāng)用包膜封裝的9.25mgDNHF/kg肉，7.5mgTBHQ/kg肉和占整批重量0.3%的聚磷酸鈉（STPP）對(duì)加工香腸的肉進(jìn)行腌制時(shí)，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，與50mg/kg亞硝酸鈉腌制后的制品沒有什么差別。同樣的方法也適用于火腿制品的增色。

維生素E是具有生物活性的a-Tocopherol（a-生育酚）的總稱。其中以a-Tocopherol活性最強(qiáng)。反芻動(dòng)物攝入的VE主要是化學(xué)合成的醋酸纖維素和消旋a-Tocopherol兩大類。a-生育酚是防止高鐵肌紅蛋自形成的最有效形式之一，其通過延緩脂肪氧化而間接發(fā)揮護(hù)色作用。細(xì)胞膜中的a-生育酚含量具有組織、器官依賴性。一般肝臟、腎上腺中含量較多，肌肉和脂肪組織含量最少。因此VE對(duì)肌肉的延遲氧化和護(hù)色作用與肌肉中VE的含量密切相關(guān)，且肌肉的不同部位對(duì)VE的沉積作用不同。Faustman等試驗(yàn)指出：當(dāng)牛背最長(zhǎng)肌中的VE含量達(dá)到3.0-3.3μg/g時(shí)，VE對(duì)脂肪和肉色具有顯著的穩(wěn)定作用。畜禽的日糧中添加VE也能起到顯著的護(hù)色效果。Mitsumoto等通過試驗(yàn)以在肉中添加等量的外源性VE與在日糧中添加VE組做對(duì)照，結(jié)果表明：以日糧中添加VE組比對(duì)照組肉色更加穩(wěn)定(p<0.05)。影響牛肉質(zhì)量的因素很多，VE對(duì)牛肉質(zhì)量的影響目前公認(rèn)的是延緩脂肪氧化，保持顏色穩(wěn)定和增加持水性。脂肪組織的氧化直接影響肉的風(fēng)味，煮制和絞碎的肉糜對(duì)脂肪氧化尤為敏感。顏色是影響牛肉可接受性的最主要因素之一，當(dāng)高鐵肌紅蛋白的含量超過40%時(shí)，其可接受性大大降低，高鐵肌紅蛋白的氧化速度取決于多種因素：肌肉的種類、貯藏的溫度、氧分壓和氣調(diào)包裝、細(xì)菌污染程序、包裝薄膜的透氣率、光照以及脂肪氧化程度。目前VE的發(fā)色作用主要應(yīng)用在豬肉、牛肉中。

蘋果多酚是蘋果中所含多元酚類物質(zhì)的通稱，主要包括原花青素、綠原酸、兒茶素、表兒茶素、根皮苷等。研究發(fā)現(xiàn)，蘋果多酚具有多種生理活性，同時(shí)蘋果多酚具有很強(qiáng)的抗氧化和抑菌能力，是一種優(yōu)良的天然食品抗氧化劑與防腐劑。由于肉色澤的變化不僅與肌紅蛋白的化學(xué)狀態(tài)有關(guān)，肉中脂肪的氧化也與肉色密切相關(guān)。孫承鋒等研究了蘋果多酚對(duì)透氧保鮮膜包裝的鮮豬肉的色澤穩(wěn)定性及脂肪氧化的影響。結(jié)果表明，蘋果多酚能明顯抑制肉中脂肪的氧化，并能提高鮮肉紅色的穩(wěn)定性，單獨(dú)使用0.05%的蘋果多酚，有較好的護(hù)色效果。蘋果多酚與抗壞血酸或煙酰胺配合使用，抗氧化與護(hù)色效果明顯增強(qiáng)。0.05%蘋果多酚與0.05%煙酰胺配合使用可以使鮮肉在5士1℃條件下貯藏7d后，仍保持穩(wěn)定的鮮紅色，同時(shí)TBA值為0.3mg/kg,揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值為14.7mg/100g，得出蘋果多酚用在鮮肉護(hù)色中是可行的。

肉在腌漬時(shí)，添加一定量蛋黃粉能使肉制品色澤鮮艷，其發(fā)色機(jī)理被認(rèn)為是蛋黃粉中的硫化氫（H2S）具有和亞硝酸鹽相似的功能，易于和肉制品中的肌紅蛋白結(jié)合，產(chǎn)生增色效果。但是使用的蛋黃粉要求是凍干產(chǎn)品或噴霧干燥等瞬間干燥粉末，這樣的蛋黃粉中含有大量H2S。采用蛋黃粉末對(duì)肉制品進(jìn)行發(fā)色處理，一般添加5%-15%的蛋黃粉末，一定量的食鹽、抗壞血酸、砂糖、山梨糖醇等制成酸菜液，然后將肉在酸菜液中浸漬3-50h（一般為20-50h）。如以豬的大腿肉為原料生產(chǎn)火腿，添加肉重40%的酸菜液，酸菜液由9%蛋黃粉末、3%食款、0.3%抗壞血酸、5%山梨糖醇和88%的水組成。經(jīng)過40h的浸漬處理后在70℃煮沸，然后切成薄片，1h后同使用250mgNaNO2/kg肉按照常法制造的火腿相比，他們的發(fā)色效果基本接近而且都很好，但NO2的殘留量為：采用蛋黃粉末的殘留量為0；而采用亞硝酸鈉的殘留量為35mg/kg。顯然可以看出用蛋黃粉末進(jìn)行腌制，具有較好的發(fā)色效果。

乳鐵蛋白是富含在初乳中的一種功能蛋白，因其晶體呈紅色，有學(xué)者稱之為“紅蛋白”。有人利用它能抑制鐵誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化過程所產(chǎn)生的硫代巴比妥酸和丙二醛的生成，具有很好的抗氧化作用，尤其與高氧氣調(diào)包裝結(jié)合使用護(hù)色效果更為顯著。還有研究發(fā)現(xiàn)，用生姜提取物、大蒜汁也對(duì)肉制品色澤穩(wěn)定有很大貢獻(xiàn)，并能增加風(fēng)味，延長(zhǎng)貨架壽命。日本學(xué)者從濃縮的葡萄原汁中取一種名叫KP40的物質(zhì)，添加到腌肉制品中也能防止肉退色變質(zhì)。

以上這些新型肉制品發(fā)色劑，它們?cè)诮o肉制品提供鮮艷色澤的同時(shí)，有的還具有抑菌、增加風(fēng)味、延長(zhǎng)貨架期等作用，它們能夠使肉制品色、香、味俱佳，而不用擔(dān)心象硝酸鹽和亞硝酸鹽發(fā)色劑所引起的安全問題。目前，越來越多的科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)涌入到開發(fā)新型肉制品發(fā)色劑的研究洪流之中，并且已經(jīng)取得了一些成果。盡管對(duì)這些新型發(fā)色劑還處于研究探索階段，相信在不遠(yuǎn)的將來，人類最終能夠找到安全、經(jīng)濟(jì)、健康的肉制品發(fā)色劑。

然而，當(dāng)亞硝酸鹽用量過大時(shí)，其殘留部分可使機(jī)體血紅蛋白的攜氧能力喪失，從而引起中毒。另外，亞硝酸鹽還可與仲胺結(jié)合，形成致癌的亞硝胺，所以應(yīng)嚴(yán)格控制用量。目前，有的生產(chǎn)單位已改用抗壞血酸、異抗壞血酸、煙酰胺等作為發(fā)色劑，以減少亞硝酸鹽等發(fā)色劑的使用量，從而減少由亞硝酸鹽導(dǎo)致的毒性。