芹菜在肉制品中的应用研究进展

摘要：对芹菜的化学成分，芹菜汁/粉的制作工艺进行综述，并分析总结其在肉制品中的应用研究进展、存在的问题及发展前景。

关键词：芹菜；化学组成；亚硝酸盐；肉制品

　　《中国居民膳食指南2013》第二条“多吃蔬菜水果和薯类”与第四条“常吃适量的鱼、禽、蛋和瘦肉”明确指出植物类和动物类食物在平衡膳食中的重要性。动植物食品的相互结合能完善食品的营养、风味，目前用于肉制品研究的蔬菜类主要有胡萝卜、芹菜、西红柿、香菇、洋葱等。怀丽华等研制了苋菜、西红柿、胡萝卜、洋葱4种蔬菜泥香肠，综合弹性指标和感官评价，各蔬菜泥的添加量均以8%为佳，得到的产品感官品质佳且理化指标和微生物指标均符合标准。同时植物中的某些色素、多酚类物质等十分有利于动物类食品加工的发色、抗氧化、抑菌等。Esen等的研究表明在香肠中添加2g/100g的西红柿粉可以降低氧化水平，并且可以增加香肠内外的颜色，提高香肠的可接受性。马庆一等用70%乙醇从苹果汁生产废渣中提取苹果多酚（AP），与BHT复配（1:1）后，按0.02%的比例加入到腊肉涂膜液中，结果表明，加入复配物的腊肉抗氧化性是对照的2倍，且风味明显改善。

　　2015年世界卫生组织（WHO）将加工肉制品列为一级致癌物，其中的亚硝酸盐是致癌的重要因素之一。亚硝酸盐进入人体后，能与人体中的次级胺类物质反应产生N_亚硝胺类化合物。直接添加亚硝酸盐会导致其在食品中的残留量增大，从而对人体健康产生不良影响。且天然肉制品中，不允许添加化学合成的成分。目前，国内外已经有部分学者开始研究以蔬菜粉/汁及其复配物来代替直接添加亚硝酸盐，与化学合成的亚硝酸盐相比，蔬菜中还含有的Vc、VE、多酚物质、花色苷等成分，可与亚硝酸盐发生反应，降低亚硝酸盐残留。芹菜中含有丰富的天然硝酸盐，可被转化为亚硝酸盐来替代肉制品加工使用的化学合成的亚硝酸盐。国外已经有较成熟的研究，如美国佛罗里达食品公司已经开始商业化生产发酵芹菜粉，并且被证实应有效果较好。近几年来在国内也有部分学者开始研究，其研究结果均表明芹菜可有效替代亚硝酸盐在肉制品中的作用，以下就芹菜及其化学合成、芹菜粉/汁制作及在肉制品加工中应用进行综述。

　　1  芹菜的化学组成

　　1.1  芹菜

　　芹菜，属于伞形花科一年或多年草本植物。我国芹菜生产应用的品种有本芹、西芹、以及二者的杂交品种三大类，主要产于河北、山东、河南及内蒙古等地区。芹菜作为常食用的蔬菜之一，具有极高的营养价值。据测定，每100g芹菜中含有2.2g的蛋白质，比一般瓜果蔬菜高1倍。李爱民等采用高效液相色谱法对芹菜中的氨基酸进行测定分析，从中分离确定了16种氨基酸，包括天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸，其中含有7种人体所必需的氨基酸。同时，其还含有丰富的B族维生素、维生素C以及矿物质K、Ca、Na、Mg、P等。另外，芹菜含有丰富的膳食纤维，能有效促进人体肠道蠕动，帮助消化并清除体内金属异物。芹菜中还含有丰富的黄酮类化合物，如芹菜素及其糖苷、槲皮素、芹菜甲素、水蓼素、7-甲基水蓼素、山奈酚、木犀草素、芦丁等，具有降血脂、降血压、抗癌和保护肝脏的作用，也可作为天然抗氧化剂，清除活性氧抗衰老，防止脂肪氧化维持食品品质。

　　1.2  芹菜中的硝酸盐

　　芹菜在栽种过程中，通过土壤、水体及空气，吸收和富集了大量的硝酸盐，使其叶片中的硝酸盐含量高达2100mg/kg。沈明珠等人曾对34种常食用蔬菜的可食部分进行硝酸盐和亚硝酸盐的含量检测，同时对其中12种蔬菜的不同部位进行检测和7种蔬菜不同品种间的检测，结果表明：同部位间硝酸盐累积量是根＞茎＞叶（叶柄＞叶片）＞果实，且新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量极少，一般在1.0 mg/kg以下，而硝酸盐的含量却相对高很多。芹菜的主要食用部分——茎和叶柄中含有大量的薄壁细胞，是硝酸盐的主要储存场所，其叶片上还可提取出大量的硝酸还原酶（NR），可还原从芹菜中提取出的硝酸盐，从而得到一种天然的亚硝酸盐。

　　2  芹菜粉/汁的制作工艺

　　2.1  普通芹菜汁/粉的制作

　　芹菜汁是将新鲜的芹菜经过预处理，破碎、打浆，再经过脱氧、灭菌、澄清或其他的操作制得的。芹菜粉是芹菜汁经过浓缩、干燥粉碎等操作得到的粉状制品。芹菜由于其营养丰富，香味柔和，经常被应用于肉制品中研发新产品。将芹菜在肉制品中应用通常先将其制成汁液或粉状，为了避免对色泽产生不利影响，还通常对其进行脱色处理。

　　2.2  发酵芹菜汁/粉的制作

　　目前，天然腌制的方式有两种，一种是后发酵法，是将蔬菜粉和发酵剂同时添加在肉中，在热处理之前给予一定的发酵时间，让蔬菜粉中的硝酸盐充分转化为亚硝酸盐；另一种是先发酵法，将菌种和蔬菜粉在一定的条件下先发酵，制作成已知天然亚硝酸盐含量的发酵蔬菜粉，然后直接用于腌制。无论哪种方式，都要综合考虑硝酸盐还原菌的种类及添加比例、发酵温度、发酵时间和蔬菜添加量等因素的影响。采用后发酵法的缺点是发酵过程中难以把握亚硝酸盐含量的变化。

　　发酵芹菜粉的制作，是以芹菜为原料，接种适宜的发酵菌株，在一定的温度下，发酵一段时间，得到发酵芹菜液，经过干燥处理制作成已知天然亚硝酸盐含量的发酵芹菜粉。具有良好硝酸盐还原性的发酵菌株是制作发酵芹菜粉的先决条件。董竞等从侗族酸肉中分离到216个菌株，通过试验筛选出具有硝酸盐还原能力的9株菌株，并证实了两株活性最高的菌株均为肉葡萄球菌。肉制品发酵中使用的一些微球菌、木葡萄球菌和肉葡萄球菌具有硝酸盐还原酶活性，能够还原硝酸盐。温度影响硝酸盐还原菌的代谢，从而影响硝酸盐的还原。一般硝酸盐还原菌的推荐温度为38℃～42℃。

　　孙冬梅研究2%的芹菜粉溶液中硝酸盐的转化条件，结果表明：发酵pH值范围为7.0～7.2，发酵温度为37℃，发酵时间为10h，且在发酵的第5个小时加入等量的第二批微生物，硝酸盐的转化率最高。李沛然选用萨克VBL-97和萨克VBL-45菌株作为芹菜液发酵菌种，研究了菌株接种量、发酵时间，对芹菜发酵液中硝酸盐和亚硝酸盐含量变化的影响；发现VBL-45菌株更适合于发酵芹菜液的制作，接种量为1.42×106CFU/g，发酵时间为24h时，亚硝酸盐含量最大，可达到1013mg/kg。同时还研究了高亚硝酸盐含量发酵芹菜粉的制备工艺，选用新鲜芹菜和漂烫过的芹菜为原料、通过改变发酵剂添加量、调节发酵过程中pH值以及是否添加氮源，研究亚硝酸盐含量的变化，制备高亚硝酸盐含量的发酵芹菜粉，研究发现：对于新鲜芹菜发酵液和漂烫芹菜发酵液，调节pH值可以显著增加亚硝酸盐含量；添加氮源对增加亚硝酸盐含量没有作用。

　　目前，我国市场上还没有发酵芹菜粉的销售，且对于发酵芹菜粉的研究还较少。选择合适的发酵菌种、发酵菌种间的复配、适宜的发酵温度和时间以及其他的一些添加物都是研制发酵芹菜粉亟待解决的问题。发酵芹菜粉的应用有重要意义，应加强对亚硝酸盐含量高，品质优良的发酵芹菜粉的研制。

　　3  芹菜菜粉/汁应用于肉制品的研究现状

　　芹菜是日常生活中常食用的蔬菜之一，也被制成汁或粉后用于肉制品加工。芹菜清新柔和的风味，丰富了人们对加工肉制品的感官体验；较高的蛋白质、矿物质、维生素、膳食纤维含量，与肉制品的合理搭配提高了食品的营养价值；丰富的天然硝酸盐，能够在肉制品加工中替代亚硝酸盐作为肉制品发色剂；含有VC和黄酮等物质，起到天然抗氧化剂的作用，且能够降低亚硝酸盐残留。

　　3.1  芹菜中硝酸盐发色机理

　　在肉制品加工中添加芹菜粉或汁，通过微生物可以将硝酸盐转化为亚硝酸盐，可以使肉制品呈鲜红色。其发色机理是：

　　亚硝酸盐在酸性条件下生成亚硝酸，由于成熟的肉含有乳酸，可直接将亚硝酸盐变成亚硝酸：

　　NaNO2 CH3CHOHCOOH→HNO2 CH3CHOHCOONa

　　而亚硝酸极不稳定，即使在常温下也能分解，产生亚硝基（NO）：

　　NHO2→H NO3- NO H2O

　　亚硝基很快与肌红蛋白反应生成鲜红色的亚硝基肌红蛋白（MbNO）：

　　Mb NO→MbNO

　　亚硝基肌红蛋白遇热后放出巯基（-SH），生成较稳定的具有鲜红色的亚硝基血色原。

　　3.2  芹菜汁

　　将新鲜的芹菜切丁榨汁后所得的芹菜汁，常被用于制作各种复合饮料。近年来，部分学者开始将其应用于肉中。司开学等人制作了芹菜肉丸并对其进行感官模糊综合评判，得出在脂肪20%、淀粉20%、芹菜汁60%、拉胶1.5%的配比下，肉丸感官评定为4.79分，评分在3.5～5分等级为Ⅰ级，肉丸感官品质优，属于Ⅰ级。武俊瑞等人在芹菜花色香肠的研制过程中得出在添加10%芹菜浓缩汁时，香肠具有良好的弹性和口感，但随着添加量的增加，产品的凝胶强度、凝集性、弹性逐渐降低且颜色会慢慢变绿，并出现芹菜的苦味；同时发现，添加芹菜汁的各组产品细菌总数都小于对照组，这可能与芹菜中硝酸盐含量较高有关。另外，李君珂等人曾以韭菜汁、芹菜汁、胡萝卜汁三者对猪肉脯品质的影响相对比，结果发现浓缩后的芹菜汁硝酸盐含量最高，且添加了芹菜汁的猪肉脯，TBARS值最小，泽口感都较好，可以代替猪肉脯中的硝酸盐或亚硝酸盐。

　　3.3  芹菜粉

　　芹菜粉则是在芹菜汁的基础上经浓缩、干燥粉碎后所得。任小青等人研究了发酵芹菜粉对风干肠冷藏过程中理化特性的影响，结果表明发酵芹菜粉（FCP）可以替代化学合成亚硝酸盐作为天然食品腌制剂应用于肉制品中。李沛然等人研究了发酵芹菜粉对灌肠品质的影响，与直接添加亚硝酸盐相比，其在亚硝酸盐残留量和抗氧化性方面表现良好。另外，郇延军等人通过对芹菜粉发酵香肠工艺优化，得出在发酵温度30℃，发酵时间30h，发酵菌株接种量为107cfu/g，木糖葡萄球菌：肉糖葡萄球菌=1：2时，与直接添加150mg/kg的亚硝酸盐相比，亚硝酸盐残留量明显降低。Krause用肉葡萄球菌发酵芹菜汁，干燥后得到发酵芹菜粉，发现加入发酵芹菜粉的灌肠与加入亚硝酸钠的灌肠在色泽、抗氧化性等方面差异不显著（P＞0.05），而加入亚硝酸钠的灌肠在一个星期内的亚硝酸盐残留量却显著高于加入发酵芹菜粉组（P＜0.05）。

　　3.4  芹菜及其复配物

　　另外，还有一些研究者通过芹菜粉/汁与其它成分的复配，从而增强其抗氧化、护色、降低亚硝酸盐残留等方面的作用。Núria Magrinya以芹菜和胡萝卜浓缩粉复配作为亚硝酸盐的天然替代物来制作香肠，与添加亚硝酸盐的香肠对比，经过180d冷藏香肠的亚硝酸盐残留量显著低于欧盟标准，其它品质皆与对照组相近，且发酵时间越久消费者越喜欢。石亚中等人对芹菜粉、竹叶黄酮和茶多酚复配，结果表明：添加芹菜粉0.3%，茶多酚400mg/kg，竹叶黄酮200mg/kg时，腌肉中亚硝酸盐残留量为2.87mg/kg，且在腌制30d后，腌肉中的硫代巴比妥酸值（TBARS）与挥发性盐基氮（TVB-N）含量明显低于对照组。由此可得出：该复配剂具有一定的抗氧化效果，提高了腌肉的品质。同时，石亚中还与另外一批学者研究了以芹菜粉、石榴皮多酚和维生素C制备复合腌制剂，对腌肉的亚硝酸盐残留量进行研究，得出影响因素的先后顺序为：石榴皮多酚＞芹菜粉＞维生素C，优化组合为芹菜粉0.20%，石榴皮多酚200mg/kg，维生素C300 mg/kg，该条件下，腌制4周时，腌肉中亚硝酸盐残留量仅为3.15mg/kg，远低于国家规定的亚硝酸盐残留含量标准（30mg/kg）。采用复合腌制剂腌肉使腌肉外观色泽更鲜红、饱满，腌制4周后，腌肉有色度值为0.36，明显低于对照组；TBARS值、TVB-N含量分别为0.44mg/kg、10.11mg/100g，低于对照组。这也证明了复合腌制剂具有一定抗氧化效果，能有效提高腌肉制品品质。

　　4  展望

　　芹菜具有丰富的营养价值且能替代亚硝酸盐的发色、抑菌和抗氧化作用，在肉制品加工中应用有着广阔的市场前景。目前的研究多集中在芹菜的应用对肉制品风味、色泽、抗氧化性及亚硝酸盐残留量上，对它的应用的安全性研究还不够，应该加强添加芹菜产品对N-亚硝胺生成是否具有促进或抑制作用，以及在应用中是否具有对肉毒梭状芽孢杆菌的抑制作用的研究。有机食品的生产不允许添加任何化学合成添加剂，但仅用芹菜粉替代亚硝酸盐还是可能会出现亚硝酸盐残留超标的情况。实际生产中添加亚硝酸盐常配合抗坏血酸、烟酰胺等使用，能够降低亚硝酸盐的残留。在未来的研究中，可以加强对它和其他天然成分复配效果的研究，降低亚硝酸盐的残留，提高肉制品的安全性。自制发酵蔬菜粉的研发也是一个研究方向，目前国内对于自制发酵蔬菜粉的研究仅有芹菜，且对发酵芹菜粉的发酵条件研究也不够成熟，得到的发酵芹菜粉亚硝酸盐含量较低，应用效果不够好。还有很多常食用的蔬菜中硝酸盐含量丰富，可以用于研究开发更多天然亚硝酸盐替代品。