余 濤 許 倩 牛希躍 于 靜 尹雁玲 盧 野
(塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆 阿拉爾 843300)
食鹽作為日常生活中不可缺少的調(diào)味料,在食品中發(fā)揮著不可替代的作用。受傳統(tǒng)加工技術(shù)影響,中國傳統(tǒng)肉制品含鹽量普遍過高[1]Ⅰ。有相關(guān)研究證明,長期過量攝入高鈉的食物容易引起高血壓[2],增加心血管疾病的風(fēng)險[3-4]。2013年,世界衛(wèi)生大會商定了預(yù)防控制非傳染性疾病的9個自愿性全球目標(biāo),其中包括到2025年將鹽攝入量相對降低30%,《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》明確:到2030年,全國人均每日食鹽攝入量降低20%。伴隨著中國首次提出食品工業(yè)減鹽策略[5],低鹽肉制品加工技術(shù)的研究日益成為熱點(diǎn)。
目前,國內(nèi)外對于肉制品的減鹽技術(shù)正在積極研發(fā)當(dāng)中。由于直接減少食鹽添加量會對產(chǎn)品風(fēng)味、口感、質(zhì)構(gòu)、貨架期產(chǎn)生不利影響。通過尋找食鹽替代品,改變鹽晶體物理狀態(tài),優(yōu)化加工工藝等方法可以達(dá)到減鹽的目的。但食鹽的替代品如氯化鉀、磷酸鉀的使用也可能給肉制品帶來苦味或金屬味[6-7]。
相對國外而言,中國肉類工業(yè)減鹽技術(shù)研究較少[1]Ⅶ隨著國外技術(shù)的引進(jìn),中國低鹽肉制品的加工技術(shù)從簡單的食鹽替代向減鹽技術(shù)多元化發(fā)展,如用膠類物質(zhì)與食鹽替代品合用,可起到保持良好的感官品質(zhì)效果[8],超聲波技術(shù)、超高壓技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛。
文章對近些年來國內(nèi)外低鹽肉制品加工技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,以期為相關(guān)減鹽技術(shù)的研發(fā)提供一定的理論依據(jù)。
日常生活中,人們需要攝入一定量的食鹽來滿足生理需要。2007年世界衛(wèi)生組織公布了全球范圍內(nèi)各國居民的食鹽攝入情況(見表1)。在2002年中國居民攝入日均總鈉和食鹽攝入的報告(表2)顯示,膳食鈉攝入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10~20 mmol/d(230~460 mg/d)的生理需求[9]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們生活水平的提高,食鹽的攝入量相對之前呈現(xiàn)下降趨勢。但是,這種形勢依舊不容樂觀。如,英國居民食鹽攝入量在2011年降至8.1 g/d[10],2017年斐濟(jì)居民食鹽攝入量8.9 g/d[11],一項(xiàng)社區(qū)平均鈉、鉀攝入量與心血管疾病、死亡率之間的關(guān)系調(diào)查[12]中,中國103個社區(qū)中82個(80%)的平均鈉攝入量>5 g/d(12.5 g/d 的食鹽),而在其他國家266個社區(qū)中224個(84%)的平均鈉攝入量為3~5 g/d。這些數(shù)據(jù)距離世界衛(wèi)生組織建議的每天5 g的食鹽攝入量[13]仍然遙遠(yuǎn)。世界各國的肉制品如熏肉(1 500 mg/100 g)、加工魚(400 mg/100 g)、烤牛肉(48 mg/100 g)[14]鈉含量總體偏高,對于中國肉制品鈉含量可能會更高。
據(jù)世界衛(wèi)生組織報告[14],高血壓、心血管疾病和中風(fēng)與鈉攝入量升高有關(guān),而低鈉攝入量可降低患高血壓和相關(guān)非傳染性疾病的風(fēng)險,慢性攝入高鹽可導(dǎo)致高血壓和相關(guān)靶器官損害[15]。D’elia等[16]研究發(fā)現(xiàn),攝入過量食鹽的危害與心血管疾病、腎功能不全、腎結(jié)石和骨質(zhì)疏松等流行病有關(guān)。Zhong等[17]以濟(jì)南市居民相關(guān)病例對照研究,通過對病例和對照組的問卷調(diào)查,獲得胃癌潛在危險因素的數(shù)據(jù),測量所有受試者的鹽味偏好,并應(yīng)用幽門螺桿菌抗體評估感染情況,結(jié)果顯示,胃癌的危險因素主要是幽門螺桿菌和飲食方式,高鹽攝入者感染幽門螺桿菌后胃癌風(fēng)險升高。綜合上述,科學(xué)界普遍認(rèn)為減少食鹽攝入可以降低大多數(shù)人的血壓和心血管疾病風(fēng)險[13]。
表1 不同國家人口尿鈉排泄量?[9]
? 1 mmol=23 mg。
表2 2002年中國健康與營養(yǎng)調(diào)查參與者的總鈉、食鹽鈉和醬油鈉的平均攝入量[9]
優(yōu)化鹽晶的大小和形狀可以作為降低鹽量的一種方法,味覺感與食鹽的晶體大小和形狀有關(guān)[18-19]。Rama等[20]在研究了用不同顆粒大小的氯化鈉對炸土豆片進(jìn)行調(diào)味時鹽晶體對鈉的輸送到舌頭的速率及其影響,通過優(yōu)化鹽晶顆粒粒徑后發(fā)現(xiàn),晶體溶解并擴(kuò)散到口腔唾液中的速度相對較快,咸味刺激更加顯著。鹽對炸土豆片表面的黏附力隨鹽晶粒徑的減小而顯著增加,可以減少鹽分的損失,通過優(yōu)化晶體顆粒大小,增大咸度感知度,或可減少食鹽的用量[21]。優(yōu)化鹽晶大小來減少食鹽量的方法用于炸土豆片的調(diào)味依然可行,然而,將此法運(yùn)用于肉制品的可行性值得進(jìn)一步研究。在Leatherhead Food International公司[22]的一份報告也支持了這一觀點(diǎn):由于人對鹽的感知度取決于鹽晶體在口中的溶解速度,因此增加表面積可以加快此過程,實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),可以通過優(yōu)化食鹽組分的顆粒大小、形狀達(dá)到這一研究目的,例如,生產(chǎn)微米級或者納米級食鹽顆粒,或?qū)⒍栊圆牧细采w在鹽層中。
通常加入某種風(fēng)味的調(diào)料及相關(guān)成分,可以增強(qiáng)或抑制另一種風(fēng)味。Tunieva等[18]發(fā)現(xiàn)使用幾種風(fēng)味增強(qiáng)劑,如谷氨酸鈉、肌苷鈉、酵母抽提物、水解植物蛋白,可提高產(chǎn)品的咸味,降低成品的鈉含量。Mccough等[23]在法蘭克福香腸低鈉工藝研究中加入風(fēng)味增強(qiáng)劑可以減少20%的氯化鈉,而不會對質(zhì)量或感官特性產(chǎn)生不利影響。有研究[24]以豬肉、牛肉為原料,通過氯化鉀代替50%和75%的氯化鈉,加入風(fēng)味增強(qiáng)劑谷氨酸鈉、肌酸二鈉、鳥苷酸二鈉、賴氨酸和牛磺酸制成發(fā)酵熟香腸,結(jié)果顯示谷氨酸鈉、肌酸二鈉等風(fēng)味增強(qiáng)劑之間具有協(xié)同作用,提高了香腸的風(fēng)味和強(qiáng)度,同時也抑制氯化鉀帶來的負(fù)面風(fēng)味,具有良好的感官品質(zhì)。
2.3.1 乳酸鹽 乳酸鉀具有咸味,有很強(qiáng)的水結(jié)合性,并具有抗菌性[25]。Fellendorf等[26]在腌制牛肉中使用7種食鹽替代品來改善風(fēng)味,其中添加0.4 g/100 g氯化鈉的乳酸鉀和甘氨酸混合物的牛肉,鹽使用量減少,延長了保質(zhì)期,低鈉腌制的牛肉風(fēng)味接受性更高。Fulladosa等[27]在火腿片減鹽研究中將乳酸鉀替代氯化鈉,降低了氯化鈉用量,火腿片顏色、質(zhì)地沒有負(fù)面影響,咸味有增加的趨勢。由此來看,乳酸鹽作為氯化鈉的替代品具有一定的前景。
2.3.2 氯化鉀與氯化鈣 氯化鉀與氯化鈣在食品工業(yè)中的應(yīng)用相對于其他替代品更為廣泛。市面上可買到一種由氯化鈉、氯化鉀和葡萄糖酸鈉制成的混合物,將其使用在火腿和乳化香腸中可以減少30%的鈉,而咸味沒有顯著差異[28]。在用豬肉和牛肉制成的腌制香腸中,當(dāng)含有50%氯化鈉和50%氯化鉀時,咸味與對照組有顯著差異,會降低感官品質(zhì),如果用氯化鉀代替50%的氯化鈉,并加入不同含量的谷氨酸鈉、賴氨酸等則改善了感官上的缺陷[24]。然而,鉀鹽會給肉制品帶來一定的苦味,對1型糖尿病、慢性腎功能不全人群健康也可能存在負(fù)面影響,而與其他替代品或者風(fēng)味增味劑混合使用則可以減弱這種不利影響。
氯化鈣在應(yīng)用方面也較多,也是鈉鹽替代品重要選擇之一[29]。研究[30]表明,氯化鈣等在肉制品替代中顯著增加了肉的硬度和咀嚼力,用55%氯化鈉、25%氯化鉀、15%氯化鈣和5%氯化鎂處理的肉,與傳統(tǒng)腌制的腰肉(100%氯化鈉)沒有顯著差異。在一項(xiàng)類似的研究[31]中使用氯化鎂、氯化鈣或氯化鉀部分替代氯化鈉研發(fā)一種臘腸,通過調(diào)整氯化鈉含量的4種配方的臘腸對比顯示,該方法對意大利香腸的部分理化參數(shù)沒有影響。
2.3.3 其他食鹽替代品 市面上還有其他的食鹽替代品,如硫酸鎂、L-賴氨酸鹽、乳酸鈣、乳酸鉀、咸味肽、磷酸鈣、抗壞血酸鈣等。Choi等[32]發(fā)現(xiàn),用乳酸鉀和抗壞血酸鈣混合物替代氯化鈉,在感官評定時,評價員無法區(qū)分2%氯化鈉的香腸與含40%氯化鈉的香腸之間的差異,含乳酸鉀和抗壞血酸鈣的法蘭克福香腸的質(zhì)地和感官品質(zhì)與對照組沒有太大差別。另外,有文獻(xiàn)[33]報道,在恒定的脂肪水平下,加入磷酸鹽后,鈉含量越低,硬度越高,磷酸鹽對感知的咸味沒有明顯的影響。部分替代品中還可抑制微生物的滋生,對延長產(chǎn)品的貨架期是非常有益的。例如,乳酸鉀和二乙酸鈉組合處理的包裝熟肉具有較高的感官評分,延長了保質(zhì)期,同時將氯化鈉含量降低40%[28,34]。酸味能增強(qiáng)咸味的感知,特定酸可能會增加額外的鹽分。據(jù)報道[35-36],將乳酸鹽作為鉀鹽加入肉中能顯著提高咸味。Liem等[37]也證明了這一點(diǎn)。
2.3.4 風(fēng)味物質(zhì) 一些風(fēng)味物質(zhì)如酵母提取物、肽、氨基酸等可以改善肉制品風(fēng)味,在彌補(bǔ)食鹽替代品帶來的感官品質(zhì)缺陷起著重要作用。Wen等[38]研究發(fā)現(xiàn),采用氯化鉀、氯化鈉與賴氨酸、丙氨酸、檸檬酸、乳酸鈣和麥芽糊精的組合處理肉樣具有更高的感官評分,有效地抑制了金屬味、苦味,同時提供了咸味。與此類似,在一項(xiàng)博洛尼亞香腸研究[39]中,用氯化鉀代替50%的氯化鈉,添加賴氨酸后,金屬味得到了抑制,彌補(bǔ)了感官上的缺陷。O’Neill等[40]采用市售食鹽替代品,添加了乙酸鈉、蘋果酸及酵母提取物,結(jié)合高壓技術(shù),制得的低鹽法蘭克福香腸咸味增強(qiáng),苦味得到抑制,且貨架期延長。在食鹽替代品中添加風(fēng)味物質(zhì)有助于提高肉制品咸味,減少了苦味。
2.3.5 改良劑 目前,應(yīng)用于肉類的改良劑有殼聚糖、纖維素、果膠、糊精、海藻酸鈉、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶等。改良劑與食鹽替代品的聯(lián)合運(yùn)用,對改善低鹽肉制品品質(zhì)具有一定的效果。Jung等[41]通過生物高聚物如殼聚糖、果膠等包埋食鹽及其替代品,苦味減弱,小鼠對鈉的吸收率顯著降低,但總體可接受性略低,干腌時間延長。添加海藻類物質(zhì),增加了氨基酸,提高了鉀、鈣、鎂的含量,如紫菜,裙帶菜的使用不僅可以達(dá)到上述的效果,還可以減少低鹽肉餅的烹飪損失,但是目前將藻類應(yīng)用于發(fā)酵制品少有研究[42]。改良劑木糖醇、山梨醇等糖醇類及轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶均可提高肉的持水性,改善肉的品質(zhì)和風(fēng)味[43],盡管轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的使用對肉的品質(zhì)產(chǎn)生了積極的影響,但也有文獻(xiàn)[44]報道轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的使用也可能會增加腸道通透性,存在潛在的危害,至于結(jié)果如何有待進(jìn)一步研究。
相對國外而言,中國在這方面研究還處于初步階段,其中像鉀鹽、鎂鹽帶來的苦味或金屬味[29]需要進(jìn)一步解決,通過多種食鹽替代品按照合適的比例混合或者加以與風(fēng)味增味劑如酵母抽提物等聯(lián)合使用,可能會給研究帶來積極的影響。
超聲波技術(shù)是一種非熱食品加工技術(shù)[45],由于方向性好,穿透能力強(qiáng),故在輔助肉組織的固化、浸泡、干燥等過程起著重要作用。例如超聲波可以使腌制肉中的鹽分布更加均勻[28,46]。在一項(xiàng)研究[47]中,不同腌制時間和不同鹽含量(1.0%,1.5%,2.0%)的加工條件下,對雞胸肉糊進(jìn)行了超聲波處理,結(jié)果顯示,采用超聲波處理雞肉糊可以改善肌肉組織,隨著食鹽水平由1%提高到2%時,肌肉組織形成較小的蜂窩狀,蛋白質(zhì)束呈開放的空間結(jié)構(gòu),改善了肌肉的凝膠特性,促進(jìn)降低雞肉凝膠中的鹽含量。超聲波技術(shù)由于其良好的傳質(zhì)效果,加速了食鹽在肉的腌制過程中的擴(kuò)散,減少了腌制時間[48]。Ingugla等[49]處理豬肉時也得到類似的結(jié)果。超聲波在肉基質(zhì)中的深度可達(dá)2 cm,其強(qiáng)度較低而發(fā)射面積較廣,有利于食鹽快速滲入,分布更加均勻,這樣就可以減少鹽的使用和浪費(fèi)。
高壓加工是一項(xiàng)已被提議用于生產(chǎn)肉類產(chǎn)品的新技術(shù)[50-52],該技術(shù)在肉制品減鹽的研發(fā)上起著重要作用。Duranton等[53]以豬肉為原料,研究了食鹽與高壓的相互作用,當(dāng)食鹽為1.5%時,可抵消高壓對肌肉細(xì)胞、組織的負(fù)面影響,通過添加少量的食鹽,可以提高感官品質(zhì)。高壓加工作為一種溫和的處理方法,有助于獲得感官、質(zhì)量更加優(yōu)良的產(chǎn)品。Rodrigues等[52]證實(shí)了這點(diǎn),用不同濃度的氯化鈉和檸檬酸浸泡18 h,并輔以高壓處理牛肉,當(dāng)使用壓力為450 MPa時,食鹽含量從2%降低到1%。有研究[54-55]顯示,高壓處理可以增加肌纖維蛋白的溶解性,從而有助于降低肉制品所需的食鹽使用量。Yang等[56]采用兩個高壓水平和7個脂肪水平制作了一種低鹽低脂的香腸,高壓處理過的香腸形成了更小的脂肪球,改善了肌肉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了嫩度。高壓處理具有衛(wèi)生、營養(yǎng)損失少,能夠提高嫩度和色澤等特點(diǎn),具有良好的發(fā)展前景。
打漿技術(shù)在肉制品方面的應(yīng)用研究較少。打漿技術(shù)主要是用打漿機(jī)對碎肉結(jié)合食鹽、冰、香料及其他物料進(jìn)行攪打。采用打漿工藝改變了二級結(jié)構(gòu),相比切碎工藝具有較高的保水性能,可使法蘭克福豬肉的含鹽量從2%降低到1%,利于生產(chǎn)低鹽產(chǎn)品[57]。Kang等[58-59]用1%或2%的食鹽打漿生產(chǎn)的肉丸提高了乳液穩(wěn)定性,相比對照組含鹽量降低。有研究[60]顯示,在相同含鹽量(2%)條件下,切碎與打漿過程中生肉糊的顏色有顯著差異(P<0.05),打漿工藝生產(chǎn)的肉糊具有更大的L*值、b*值和a*值,烹飪損失降低,蛋白質(zhì)間交聯(lián)的空腔微觀結(jié)構(gòu)更加均勻、緊湊,通過該技術(shù)有助于生產(chǎn)低鹽肉糜。目前,打漿技術(shù)是一項(xiàng)新型加工技術(shù),相關(guān)技術(shù)研究還不夠成熟,尚需進(jìn)一步探索。
常見的傳統(tǒng)腌制方法有濕腌法、干腌法、混合腌制方法。傳統(tǒng)腌制方法都是通過簡單的腌制方式以高濃度的食鹽對肉進(jìn)行加工,增加滲透壓,降低水分活度,抑制腐敗菌生長,促進(jìn)肉的發(fā)酵[61]。隨著傳統(tǒng)腌制工藝諸多缺陷,對傳統(tǒng)腌制技術(shù)的改良逐漸成為熱點(diǎn)。目前除了超聲波技術(shù)、超高壓技術(shù)外,還有真空腌制技術(shù)、脈沖電場技術(shù)。如付浩華[62]采用真空滾揉工藝,結(jié)合迷迭香提取物、D-抗壞血酸鈉研制的低鹽臘肉腌制速度加快,感官品評得分最高為93分。脈沖電場技術(shù)是一項(xiàng)腌制新技術(shù),目前研究較少。有研究[63]表明,通過脈沖電場技術(shù)可以提高豬肉腌制速度,電穿孔的增大促進(jìn)鹽分的遷移,鹽分的分布更加均勻,有助于研發(fā)低鹽肉制品。傳統(tǒng)腌制技術(shù)的改良,促進(jìn)了肉類工業(yè)現(xiàn)代化,有助于提高肉制品品質(zhì)。
在肉制品中降低食鹽含量一直是食品行業(yè)研究的熱點(diǎn),在研究過程中存在的問題日益突顯,亟待解決:① 由于食鹽是防腐劑系統(tǒng)的一部分,不合理的減鹽方式或者食鹽替代品比例不適宜都有可能導(dǎo)致產(chǎn)品保質(zhì)期縮短[28]。② 超聲波技術(shù)可以殺死微生物,但不同微生物物種對超聲波的抗性差異很大,如孢子和真菌對超聲波滅活的抗性更高,如何在不影響食品品質(zhì)的條件下殺死微生物這一課題尚需進(jìn)一步研究[64]。③ 食鹽替代品和風(fēng)味增強(qiáng)劑需要慎重應(yīng)用。用風(fēng)味增強(qiáng)劑和食鹽替代品來補(bǔ)償減少食鹽后的肉制品品質(zhì)上的不足的方法,也可能會給肉制品感官和貯藏性帶來不利影響[65]。此外,磷酸鹽與鈣、鐵和其他金屬離子容易形成不溶性鹽,降低礦物質(zhì)吸收率[66]51。再者,磷酸鹽攝入過高可能會增加慢性腎臟疾病的潛在風(fēng)險[67]。④ 通過優(yōu)化食鹽形狀(片狀)大小(<20 μm)的方法對肉制品進(jìn)行減鹽,商業(yè)應(yīng)用有限,技術(shù)還不成熟[66]48。⑤ 隨著食鹽含量的降低,在高壓處理的條件下也可能導(dǎo)致肉制品顏色變?yōu)樽厣玔68-69],另外,高壓處理具有很強(qiáng)的針對性,根據(jù)產(chǎn)品差異而分開進(jìn)行處理,因此給高壓技術(shù)投入生產(chǎn)線帶來一定的困難;打漿技術(shù)在肉制品方面的應(yīng)用缺乏技術(shù)支持,降低鹽含量的機(jī)理尚未清楚。
對于以上存在的問題筆者有一些建議:① 尋找綠色的安全無毒的食鹽替代品,進(jìn)一步研究鹽與替代品配合比例;② 對需要進(jìn)行高強(qiáng)度、短時間的超聲波處理的產(chǎn)品,可將超聲波與熱、低靜壓、紫外線或化學(xué)抗菌劑聯(lián)合處理[70];③ 高壓加工可以作為降低磷酸鹽水平的替代策略[71];④ 研發(fā)專門設(shè)備,增加硬件設(shè)施,提高技術(shù)水平;⑤ 繼續(xù)開展食鹽替代品和減鹽工藝研究,多技術(shù)混合使用,彌補(bǔ)技術(shù)之間的不足。
減鹽是世界肉制品工業(yè)發(fā)展的一大趨勢,通過合理的減鹽手段,可以有效地提高肉制品的品質(zhì)。當(dāng)前減鹽技術(shù)還不夠成熟,設(shè)備還不齊全,但隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,肉制品的研究也將更加完善。一方面,推進(jìn)研究機(jī)構(gòu)與食品企業(yè)加深合作,推動產(chǎn)學(xué)研一體化加速發(fā)展,開拓肉制品新市場;另一方面,通過食鹽替代技術(shù)、減鹽工藝改良,肉制品在感官、營養(yǎng)等各方面品質(zhì)都會有所改善;再者,相關(guān)研究部門加快對減鹽機(jī)制的基礎(chǔ)理論研究,有助于突破瓶頸。有理由相信,在未來低鹽肉制品發(fā)展將迎來新的契機(jī),以安全、健康、美味、營養(yǎng)的理念為消費(fèi)者所喜愛。