护色剂在肉制品中的原理及应用

护色剂的作用机理

肉制品的色泽是影响其品质的重要指标之一，直接影响其可接受性。护色剂，亦称发色剂、呈色剂，是指能与肉中呈色物质作用，使之在食品加工、保藏等过程中不致分散、破坏，呈现良好的色泽。

原料肉中的红色是由肌红蛋白（Mb）和血红蛋白（Hb）共同呈现的一种感官性状，其中是肌红蛋白是肉类呈色的主要物质。

肌红蛋白是一种复杂的蛋白，由一条多肽链和一个亚铁血红蛋白辅基组成。血红蛋白分子是一个具有卟啉结构的小分子。在卟啉分子中心，由卟啉中四个吡咯环上的氮原子与一个亚铁离子配位结合，肽链中第8位的一个组氨酸残基中的吲哚侧链上的氮原子从卟啉分子平面的上方与亚铁离子配位结合，有一个水分子从卟啉环下方与亚铁离子配位结合。如果肌红蛋白被氧化，Fe²⁺氧化成Fe³⁺，则肉变成褐色。

作用机理

硝酸盐在亚硝酸菌作用下，还原成亚硝酸盐，亚硝酸酸盐在一定的酸性条件下，生产亚硝酸。宰后成熟的肉因含乳酸而呈酸性环境，故反应生成亚硝酸。主要反应式如下：

NaNO₂+CH₃CHOHCOOH⇌HNO₂+CH₃CHOHCOONa（1）

亚硝酸很不稳定，即使在常温下也可分解产生一氧化氮（NO）：

3HNO₂⇌H⁺+NO₃^-+2NO+H₂O （2）

此时分解产生的一氧化氮（NO）会很快与肌红蛋白反应生成鲜艳的、亮红色的亚硝基肌红蛋白（MbNO），其反应式如下：

Mb+NO⇌MbNO （3）

亚硝基肌红蛋白遇热后，放出巯基（-SH）变成了鲜红色的亚硝基血色原。

由反应式（2）可知亚硝酸分解成NO，也生成少量的硝酸，而且NO在空气中也可以被氧化成二氧化氮（NO2），进而与水反应生成硝酸。其反应式如下：

2NO+O₂=2NO₂（4）

2NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂ （5）

亚硝酸和硝酸产生的NO，可以取代水分子的位置，生成稳定的亚硝基肌红蛋白（3），呈现熟肉色，不易褐变，使肉长期保持鲜艳色泽。亚硝酸生成的NO遇到空气被氧化成NO₂（4），NO₂遇水则生成硝酸（5），硝酸能使部分肌红蛋白和血红蛋白氧化成高铁肌红蛋白和高铁血红蛋白。因此，在肉制品加工中，使用硝酸盐和亚硝酸盐的同时加入护色剂如D-异抗坏血酸及其钠盐，常能增强护色效果。

肉制品中常见的护色剂

（一）硝酸盐

硝酸钠（CNS号 09.001；INS号 251）：

国家标准：《GB 1886.5-2015 食品安全国家标准 食品添加剂 硝酸钠》，分子式为NaNO_{3，分子量为84.99，白色,或稍带淡灰色、淡黄色的细小晶体。}

理化指标：

硝酸钾（CNS号 09.003；INS号 252）：

国家标准：_{《GB 29213-2012 食品安全国家标准 食品添加剂 硝酸钾》，}分子式为KNO_{3，分子量为101.1，无色透明或白色，粒状晶体或结晶状粉。}

理化指标：

硝酸盐的毒性作用主要是其在食物中、水中或在肠道内，尤其是在婴幼儿的胃肠道内被还原成亚硝酸盐所致。

硝酸盐ADI为每千克体重0-3.7mg。在硝酸盐中，硝酸钾的毒性较强。此外，硝酸钾所含的钾离子对人体心脏有影响。

肉制品中加入硝酸盐后，硝酸盐在微生物的作用下或被肉中还原物质还原形成亚硝酸盐。

亚硝酸盐可与肉中色素蛋白发生化学反应形成亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，两者在加热条件下可形成亚硝基血色蛋白原，形成诱人的腌肉红色。

硝酸钠、硝酸钾允许使用品种、使用范围以及最大使用量或残留量如下：

（二）亚硝酸盐

亚硝酸钠（CNS号 09.002； INS号 250）：

国家标准：《GB 1886.11-2016 食品安全国家标准 食品添加剂 亚硝酸钠》，分子式：NaNO_2， 分子量为69，白色或微带淡黄色的斜方晶体。

理化指标：

亚硝酸钾（CNS号 09.004； INS号 249）：

国家标准：《GB 1886.94-2016 食品安全国家标准 食品添加剂 亚硝酸钾》，分子式：KNO₂，分子量为85.1，白色或微黄色细小颗粒或棒状晶体。

理化指标：

亚硝酸钠在肉中所含乳酸的作用下游离出亚硝酸，进而分解出亚硝基（—NO），后者能与肌红蛋白生成鲜红的亚硝基肌红蛋白而起护色作用，并能产生特殊的风味。

亚硝酸钠是食品添加剂中急性毒性较强的物质之一。过量摄入会导致头晕、恶心、呕吐、全身无力、心悸、全身皮肤发紫，严重者呼吸困难、血压下降、昏迷、抽搐。如不及时抢救，人会因呼吸衰竭而死亡。

虽然在腌肉中使用亚硝酸盐存在致癌风险，但由于亚硝酸盐具有抑制肉毒杆菌等腐败微生物生长、呈色、抗氧化、增加腌肉风味等作用，尤其是亚硝酸盐对肉毒杆菌的抑制作用，大大降低了因肉毒杆菌毒素中毒而引起的死亡。因此，至今尚没有能完全替代它的物质。对于肉毒杆菌不构成威胁的保藏食品，可以不添加硝酸盐和亚硝酸盐。

亚硝酸钾和亚硝酸钠的ADI为每千克体重0-0.06mg。需在食品加工中严格控制用量，避免超量使用或误食导致中毒。

亚硝酸钠、亚硝酸钾允许使用品种、使用范围以及最大使用量或残留量如下：

护色剂在肉制品中的应用

注意事项

（1）控制亚硝酸盐和硝酸盐的用量，使之达到最低水平。所有食品添加剂的应用都应以最小使用量达到最佳效果为原则。

（2）在降低使用量的同时，必须从工艺角度出发，采取措施减少腐败风险，如提高杀菌强度或添加其他防腐剂等，以充分防止肉毒杆菌的繁殖和肉毒杆菌毒素的产生。

（3）为减少硝酸盐或亚硝酸盐用量，并提高护色效果，护色剂一般配合护色助剂使用。如亚硝酸盐一般配合异抗坏血酸钠使用，0.01-0.03g/kg的亚硝酸钠，加上0.05g/kg的异抗坏血酸钠即可成功腌制。

（4）在选用护色剂替代品时，不能忽略替代品对肉毒杆菌抑制效果的评价。

肉制品加工中护色剂的选用

一般情况下，使猪肉发色，使用0.06g/kg的亚硝酸钠就足够，而使牛、羊肉发色，需用0.1g/kg的亚硝酸钠，因为牛、羊肉中含有较多的肌红蛋白和血红蛋白，需要结合较多的亚硝酸盐。但是仅用亚硝酸盐的肉制品，在贮藏期褪色较快，故对生产过程长或需要长时间存放的制品，最好使用硝酸盐腌制。

在现代肉类工业中，综合各方面因素，亚硝酸盐的应用更为广泛。一般认为，亚硝酸盐的添加量在24mg/kg以下护色不良，在24-40mg/kg护色较好。

在肉制品加工中，硝酸盐的最大使用量为0.5g/kg，亚硝酸盐的最大使用量为0.15g/kg（以亚硝酸钠计）。残留量依据产品类别要求各不相同。

参考文献：

王守伟等，《肉制品添加剂使用技术》