于小斐，魏文松，艾 鑫，孟明佳，張春江

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

有機(jī)酸是一種重要的酸味劑，我國目前允許使用的酸味劑可分為有機(jī)酸（乳酸、檸檬酸、蘋果酸等）和無機(jī)酸（磷酸等）兩大類，具有增進(jìn)食欲、促進(jìn)人體消化吸收的作用，其中有機(jī)酸類酸味劑的應(yīng)用最為廣泛。有機(jī)酸類酸味劑能控制食品pH（果醬、釀酒等）、增強(qiáng)或改變風(fēng)味（飲料等）、防止褐變（水果、蛋黃醬等）、螯合金屬（蝦罐頭等）、緩沖食品（甜點(diǎn)等）、膠凝（果醬等）和/或凝結(jié)（奶酪、牛奶等）、延緩微生物生長和孢子萌發(fā)等[1]。由于它們是食品中的正常成分或參與人體的正常代謝，安全性較高，因此只要按照標(biāo)準(zhǔn)及適合的方法使用，對人體不會產(chǎn)生危害，也不會影響食品風(fēng)味。

影響肉類品質(zhì)的因素有很多，飼養(yǎng)管理[2?3]、品種差異[4?5]、宰前處理[6?7]、宰后貯藏[8?9]及加工方式[10?11]等都會對其產(chǎn)生影響，而在肉類宰前及宰后加工過程中的有機(jī)酸處理也會影響肉類品質(zhì)。目前關(guān)于有機(jī)酸處理肉類的研究主要體現(xiàn)在改善顏色、提升嫩度、降低脂質(zhì)氧化水平、抑制微生物生長等方面。有機(jī)酸的處理濃度、處理時間不同，對肉類產(chǎn)生的影響也有所不同，當(dāng)有機(jī)酸的處理濃度過高時，反而會引起肉類品質(zhì)的下降。本文主要針對有機(jī)酸處理對肉類食用品質(zhì)、加工品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、衛(wèi)生品質(zhì)、飼養(yǎng)品質(zhì)的影響進(jìn)行論述，并就未來有機(jī)酸在肉類產(chǎn)品的應(yīng)用方向提出展望。

1 肉制品加工中常用有機(jī)酸

有機(jī)酸及其鹽類在肉類加工業(yè)中已有廣泛應(yīng)用，目前主要集中于肉類加工前的減菌，例如在北美的肉類工業(yè)中，有機(jī)酸類的抗菌處理作為減少細(xì)菌量的宰后措施已廣泛使用多年。在我國，常見的應(yīng)用于肉制品中的有機(jī)酸有乳酸、檸檬酸、醋酸等，食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)GB 2760-2014 對肉類加工中可應(yīng)用的有機(jī)酸及其鹽類的使用范圍和使用量也作出相應(yīng)規(guī)定，如表1所示。

表1 肉及肉制品中允許使用的有機(jī)酸及其鹽類Table 1 Organic acids and their salts permitted for use in meat and meat products

1.1 乳酸

乳酸，又名2-羥基丙酸，分子式為C3H6O3，分子量為90.08，最初是1780年發(fā)現(xiàn)于變質(zhì)牛奶中[12]，是最早應(yīng)用的食品添加劑之一，同時也是酸奶、泡菜等食品的特征酸。在食品行業(yè)可以應(yīng)用于酸菜[13]、釀酒[14?15]中。在肉制品加工業(yè)中，最常見的是作為減菌劑，通常采用噴淋法、注射法、浸泡法對冷鮮肉進(jìn)行處理，以抑制微生物的生長繁殖[16?17]。歐盟允許通過噴灑濃度為2%～5%的乳酸和最高溫度55 ℃的溶液對牛肉進(jìn)行去污處理[18]。另一方面，乳酸濃度、乳酸注射量和靜置時間對肉類的剪切力、組織狀態(tài)評分和嫩度等品質(zhì)指標(biāo)均會產(chǎn)生不同程度的影響[19]。

1.2 乙酸

乙酸，又名醋酸，分子式為CH3COOH，分子量為60.05，是食醋的主要香氣成分。在食品行業(yè)，乙酸用于提升貯藏品質(zhì)[20?22]、滅活病原菌[23]等，經(jīng)稀釋也可用作調(diào)味料。在肉制品加工過程中，通常使用醋酸腌制肉以制備肉干等產(chǎn)品，不僅能延長肉類貯藏期，還能改善肉類質(zhì)地，例如南非咸肉干[24]、酸辣豬肉干[25]、風(fēng)干牦牛肉[26]等。此外，添加乙酸能降低肉類微生物污染情況，但是有研究人員發(fā)現(xiàn)，使用濃度超過3%的乙酸會導(dǎo)致熟肉的風(fēng)味發(fā)生變化[27]。

1.3 檸檬酸

檸檬酸，又名枸櫞酸，分子式為C6H8O7，分子量為192.13。檸檬酸是天然存在的，是柑橘等水果的特征酸，既存在動物骨骼、肌肉中，也可以人工合成。檸檬酸是食品行業(yè)使用最廣泛的有機(jī)酸，其中超過一半的檸檬酸應(yīng)用于飲料行業(yè)。在肉類行業(yè)，一方面檸檬酸可以在宰前飼養(yǎng)環(huán)節(jié)添加于飼料中，用以改善動物生長性能，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，而對肉類自身品質(zhì)及后續(xù)加工不產(chǎn)生影響[28]。另一方面，適當(dāng)?shù)臋幟仕峤葸€可以作為肉類加工前的預(yù)處理措施，有助于延長新鮮海鮮肉類的保存期限以及控制干燥肉類產(chǎn)品中發(fā)生的美拉德反應(yīng)，降低生產(chǎn)成本[29?30]。但是有學(xué)者對檸檬酸作為食品添加劑的無害性提出了一些質(zhì)疑，特別是在氧化應(yīng)激和/或鐵超載的條件下，檸檬酸可能會產(chǎn)生一定程度的危害[31]。

2 有機(jī)酸處理對肉類食用品質(zhì)的影響

肉類食用品質(zhì)是影響肉類消費(fèi)、加工及生產(chǎn)銷售最重要的品質(zhì)之一，隨著肉類消費(fèi)量的逐年增加，食用品質(zhì)的變化變得尤為重要，主要體現(xiàn)在肉色、嫩度、風(fēng)味、質(zhì)量損失、水分含量等方面。

2.1 有機(jī)酸處理對肉色的影響

顏色是肉類重要的表觀品質(zhì)特征，是消費(fèi)者判斷生肉和加工肉類產(chǎn)品新鮮與否的重要指標(biāo)之一，也是影響消費(fèi)者購買的主要因素之一。肉的顏色主要取決于肌紅蛋白和血紅蛋白的含量和化學(xué)狀態(tài)，通常呈現(xiàn)深淺程度不同的紅色[32?36]。有機(jī)酸及其鹽類的應(yīng)用會對肉制品顏色產(chǎn)生不同程度的影響，隨著添加酸濃度的升高，肉類普遍會顏色變淺、紅度降低，可能是添加的有機(jī)酸降低了肉中的氧氣含量，促進(jìn)肌紅蛋白向高鐵肌紅蛋白轉(zhuǎn)變，使其紅度降低。此外，有機(jī)酸的添加影響肉類的光反射，也會影響肉類的顏色變化[37?38]。

對于處于非正常pH 的肉類，研究人員發(fā)現(xiàn)，添加0.25%的乳酸能有效降低死后暗切（dark-cutting）鮮牛肉的肌肉pH，從而改善色澤，使暗切牛肉鮮色變亮，防止鮮紅熟色的產(chǎn)生，與正常牛肉的色澤相近，而且在零售陳列期間，顏色的穩(wěn)定性非常接近正常pH 的牛肉[39]。對于腌肉制品，有機(jī)酸能促進(jìn)顯色，改善天然亞硝酸鹽顯色效率低的缺點(diǎn)，促進(jìn)以天然亞硝酸鹽為來源的腌肉制品的紅度值的升高，因此，將天然亞硝酸鹽與有機(jī)酸結(jié)合，有助于提高腌肉制品的品質(zhì)[40]。

2.2 有機(jī)酸處理對嫩度的影響

嫩度反映了肉類口感的老嫩，是肉質(zhì)最重要的組成部分之一，也是消費(fèi)者最注重的食用品質(zhì)之一[41?42]。國內(nèi)外均有通過食醋、乳酸、葡萄酒、檸檬酸或果汁的酸性溶液來改善肉嫩度的研究[43?45]，酸性腌制影響肉嫩度的潛在原因可能是：a.pH 導(dǎo)致肌肉纖維和/或結(jié)締組織腫脹；b.增加了烹飪時膠原蛋白的溶解度；c.加速或額外的蛋白水解削弱肌肉結(jié)構(gòu)[46]。

常用的有機(jī)酸嫩化方法有浸漬法和注射法兩種，主要是通過降低肉的機(jī)械抵抗力來達(dá)到嫩化的目的[47?48]。浸漬法腌制肉類時間較長，滲入緩慢，對于含有大量結(jié)締組織的肌肉嫩化效果較好，但是為了達(dá)到更好的嫩化效果，通常需要浸泡較長時間以使酸性溶液充分滲透到肌肉組織中[49]。而注射法滲入迅速，所需時間也較短。Berge 等[50]研究發(fā)現(xiàn)，將乳酸注射到肉中有效地降低了富含膠原蛋白的牛肌肉的韌性，增加了肉的嫩度。

為了達(dá)到更好的嫩化效果，通常還會將有機(jī)酸腌制與滾揉處理等其他加工操作環(huán)節(jié)相結(jié)合，既能縮短提高肉類產(chǎn)品嫩度所需要的的腌制時間，還能提升產(chǎn)品品質(zhì)[51]。此外，有機(jī)酸的濃度、處理時間、處理溫度等也是在嫩化肉類的同時需要考慮的因素，在不改變?nèi)忸愖陨砥焚|(zhì)特性的前提下，選取各因素間的最佳工藝條件尤為重要[52]。

2.3 有機(jī)酸處理對肉類風(fēng)味的影響

肉類加工過程中添加適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)酸能改善肉類風(fēng)味，提升肉類品質(zhì)，但是濃度過高的有機(jī)酸處理對肉類風(fēng)味保持會有不利影響。Meltem 等[53]研究發(fā)現(xiàn)用0.2 mol/L 的檸檬酸溶液浸泡火雞雞胸肉會導(dǎo)致產(chǎn)品味道變酸，不具備食用價值。Desmond 等[54]研究發(fā)現(xiàn)添加高濃度的乳酸增加了法蘭克福香腸嫩度，但損害了風(fēng)味和可接受性。此外，酸性腌料帶來的味道可能令人反感，在保持所需的嫩化效果的同時，可能需要使用調(diào)味劑來克服這一問題[55]。

3 有機(jī)酸處理對肉類加工品質(zhì)的影響

3.1 有機(jī)酸處理對肉類持水力的影響

有機(jī)酸的添加會使正常肉類的持水力略有上升，但是當(dāng)其添加濃度升高，肌肉的pH 低于正常肌肉時則會導(dǎo)致較高的失水率，可能是因?yàn)橛袡C(jī)酸在結(jié)締組織和細(xì)胞膜的降解中的作用降低了水分的保持能力，此外，較低的pH 會引起蛋白質(zhì)變性，改變蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-水之間的化學(xué)平衡，從而增加了水分的釋放[56]。有研究人員發(fā)現(xiàn)，添加僅包含氯化鈉或僅包含乳酸的固化鹽水會增加肉的持水力和結(jié)合能力，但是添加含有各種濃度的鹽和酸的混合物的固化鹽水會降低持水力和結(jié)合能力，對肌肉組織的持水性能有負(fù)面影響[57]。對于非正常品質(zhì)的肉類，例如暗切牛肉，有機(jī)酸的添加則會增加肌肉的持水力[39]。

有機(jī)酸的種類對于肉類持水力的影響也不相同，對于乙酸、檸檬酸、乳酸三種有機(jī)酸而言，用乙酸腌制的樣品的失水率與檸檬酸和乳酸相比較低，這可能是乙酸具有較高的pKa 值，對蛋白質(zhì)變性影響較小[56]。

3.2 有機(jī)酸處理對肉類蒸煮損失的影響

蒸煮損失主要是由水分流失引起，有機(jī)酸的添加會影響肉類自身pH，而pH 是影響肉類蒸煮損失的原因之一，此外，有機(jī)酸的種類及添加濃度也均會影響肉類的蒸煮損失。Aktas 等[58]將牛肉在0.5%、1.0%、1.5%乳酸和檸檬酸溶液中浸泡72 h 后發(fā)現(xiàn)，用1.5%乳酸和檸檬酸浸泡的牛肉樣品中觀察到的蒸煮損失最低；與檸檬酸腌制的牛肉樣品相比，乳酸腌制樣品的蒸煮損失較低。Gault[48]在研究中也發(fā)現(xiàn)用醋酸腌制的肉類中的烹調(diào)損失大幅度降低，這可能是由于在較低的pH 下，肌肉蛋白質(zhì)的凈正電荷增加，添加的乙酸施加的滲透壓使肌肉蛋白質(zhì)的水合作用更強(qiáng)，從而抑制了與熱變性相關(guān)的特性變化。

3.3 有機(jī)酸處理對肉類微觀結(jié)構(gòu)的影響

采用乳酸、乙酸、檸檬酸等酸性溶液進(jìn)行腌漬處理，從一方面來說能夠軟化和對肉類進(jìn)行調(diào)味，賦予肉類更佳的食用品質(zhì)，另一方面，這些處理降低了肉類（包括高結(jié)締組織含量的肉類）的機(jī)械阻力，對其微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。與單獨(dú)在弱有機(jī)酸溶液中浸泡相比，當(dāng)弱有機(jī)酸和NaCl 結(jié)合浸泡時，肉類結(jié)締組織的膠原蛋白特性和肉質(zhì)特性均會發(fā)生改變，這些變化導(dǎo)致了過濾殘留物含量的增加[59]。

有機(jī)酸浸泡后肌纖維直徑變小，肌內(nèi)膜和肌周網(wǎng)被破壞，厚度降低，細(xì)胞外間隙出現(xiàn)蛋白質(zhì)聚集體顆粒，膠原纖維排列紊亂[59]。Ke 等[60]研究發(fā)現(xiàn)，采用檸檬酸腌制后的牛肉微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，浸泡至pH 為3.52 后，除了Z 線和微弱的M 線痕跡外，其余顯微結(jié)構(gòu)基本消失，但在重新調(diào)整到生肉正常死后pH 時，大部分肌原纖維結(jié)構(gòu)恢復(fù)到其原始狀態(tài)，但性質(zhì)略有不同，主要體現(xiàn)為肌節(jié)長度增加了5.6%，I 帶長度增加了22.4%。

4 有機(jī)酸處理對肉類營養(yǎng)品質(zhì)的影響

肉類中含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，提供給人體必要的營養(yǎng)素條件，有機(jī)酸對肉類進(jìn)行處理后，其本身含有的營養(yǎng)物質(zhì)也會發(fā)生不同程度的改變。有機(jī)酸腌制會使牛肉中的鐵、鎂、鋅含量明顯降低，鈉含量升高，其中鋅和鎂的降低幅度最大，因此若要使用酸腌制而不損失微量元素，則應(yīng)使用可與肉類一起食用或用于其他菜肴（如醬汁、肉汁或湯）的可接受的腌料[61]。對于烤制肉類產(chǎn)品，添加有機(jī)酸成分在降低腌料pH 的同時，還能減少加工過程中雜環(huán)胺的形成，降低對人體的危害[62]。

有機(jī)酸處理能在一定程度上抑制脂質(zhì)氧化，尤其是氧化應(yīng)激因素（如酸度、碾磨、滾揉和加熱等）引起的脂質(zhì)氧化。其中檸檬酸可作為抗氧化劑應(yīng)用于肉類食品中，當(dāng)添加檸檬酸的肉類的pH 回升至正常時，脂質(zhì)的氧化速率仍然比不添加檸檬酸的肉類低，但是其抗氧化效果可能取決于它的濃度，低濃度的檸檬酸不能抑制脂質(zhì)氧化或抑制效果不理想[60,63]。Hrynets 等[64]在對機(jī)械分離禽肉蛋白的提取過程中發(fā)現(xiàn)，添加檸檬酸可大幅度去除機(jī)械分離火雞肉中的脂質(zhì)和色素，其中檸檬酸的最佳濃度為6 mmol/L，而2 mmol/L 的檸檬酸對磷脂的去除效果最好，同時還能提高回收蛋白的抗脂氧化穩(wěn)定性，并可顯著提高蛋白質(zhì)回收率，從而延長機(jī)械分離禽肉生制品和熟制品的貨架期。

5 有機(jī)酸處理對肉類衛(wèi)生品質(zhì)的影響

在肉類加工和運(yùn)輸過程中，即使嚴(yán)格遵守衛(wèi)生操作規(guī)范，也不能完全排除被細(xì)菌污染的風(fēng)險。添加適當(dāng)濃度的有機(jī)酸不僅可以在一定程度上抑制微生物的生長繁殖，降低肉類被微生物污染的風(fēng)險[65]，而且對于肉類貨架期也有一定程度的延長效果。

5.1 有機(jī)酸處理對肉中微生物的影響

含有有機(jī)酸的腌料配方能夠?qū)θ忸惖母癄€和病原微生物的生長、抑制甚至滅活產(chǎn)生重大影響，有助于生產(chǎn)理想的最終產(chǎn)品。

乳酸是最廣泛應(yīng)用于肉類減菌處理的有機(jī)酸，添加乳酸不僅能減少大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量，還能防止有毒生物胺在生香腸、發(fā)酵香腸、干香腸中的積累[66]，但其濃度對于減菌效果的影響較大。有研究人員指出，噴灑2%～5%的乳酸溶液可以在不影響新鮮肉感官特性的情況下，作為提高安全性的一種措施來改善肉類的微生物品質(zhì)，有效地減少微生物數(shù)量[67?69]，這也與歐盟規(guī)定的乳酸處理濃度標(biāo)準(zhǔn)一致。此外，檸檬酸和乙酸在肉類減菌方面也有相關(guān)應(yīng)用，在給定的濃度和肉類pH 下，乙酸的抑菌效果優(yōu)于檸檬酸，主要因?yàn)橐宜岬目偹釢舛雀撸唇怆x酸量較高[70]。值得關(guān)注的是，有機(jī)酸的組合使用可能會產(chǎn)生比單獨(dú)使用某一種有機(jī)酸更好的效果，在不影響食用品質(zhì)的前提下減少總活菌數(shù)。

5.2 有機(jī)酸處理對肉類貨架期的影響

有機(jī)酸的適當(dāng)添加能抑制肉類中腐敗細(xì)菌的生長，降低脂質(zhì)氧化水平，對于貨架期的延長有積極作用。對于海鮮類的產(chǎn)品，由于其自身貨架期較短，即使處于低溫冷藏環(huán)境，也難以避免嗜冷菌的影響，進(jìn)行有機(jī)酸處理后能降低嗜中溫菌和嗜冷菌的生長，使其內(nèi)源酶失活，從而使貨架期延長[71]。研究人員發(fā)現(xiàn)，有機(jī)酸與維生素C、丁香等的組合效果優(yōu)于單獨(dú)使用有機(jī)酸[72]。對于真空包裝的肉類產(chǎn)品，在包裝前對其進(jìn)行有機(jī)酸浸泡處理，可以減少細(xì)菌的污染，有效彌補(bǔ)冷藏鏈的不足，尤其對高pH 的肉制品的貨架期延長有一定程度的促進(jìn)作用[73]。對于家禽類產(chǎn)品，有機(jī)酸處理對其胴體上的細(xì)菌負(fù)荷有明顯的降低作用。Okolocha 等[74]研究發(fā)現(xiàn)，在4 ℃的貯藏溫度下，1%乳酸、處理的家禽胴體至少可以保存6 d，而且處理后的胴體仍然被消費(fèi)者接受。因此，用可接受濃度的有機(jī)酸處理能保證即使在相對較高的儲存溫度下也可以較好地保存，并且不會對消費(fèi)者的接受程度產(chǎn)生影響。

6 有機(jī)酸處理對肉類飼養(yǎng)品質(zhì)的影響

飼料配料是生產(chǎn)中沙門氏菌等菌種污染最有可能的潛在來源之一，因此在飼料中加入有機(jī)酸不僅能減少飼料中的大腸桿菌、彎曲桿菌和沙門氏菌等細(xì)菌的病原體，降低菌種污染風(fēng)險，還能預(yù)防腸道疾病，提升免疫力和營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，影響生長性能等[75]。

以肉雞飼養(yǎng)為例，在飼料中添加有機(jī)酸可顯著提高肉雞的飼料轉(zhuǎn)化率，降低肉雞的鼠傷寒沙門氏菌，改善肉雞的生長性能。有機(jī)酸在飼料中的這一作用與抗生素有相似的作用效果，尤其是飼料中存在微生物時，因此，在未來禽業(yè)養(yǎng)殖中可以用有機(jī)酸適當(dāng)代替部分抗生素，進(jìn)一步提升飼養(yǎng)品質(zhì)[76]。Adhikari等[77]研究發(fā)現(xiàn)0.9%的有機(jī)酸混合物是維持飼料衛(wèi)生和沙門氏菌污染的最佳處理水平。Durek 等[78]采用有機(jī)酸和熱處理相結(jié)合，對肉雞飼料進(jìn)行衛(wèi)生處理，發(fā)現(xiàn)高溫處理導(dǎo)致營養(yǎng)損失和消化率降低的效果在有機(jī)酸的添加下得到補(bǔ)償，使肉雞體重增加，且不會對肉類成分或與肉類質(zhì)量有關(guān)的參數(shù)產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，在停止飼料投喂后，將有機(jī)酸添加到肉雞飲用水中，也能使肉質(zhì)得到提升（烹飪損失降低等）[79]。

7 總結(jié)與展望

在肉類中加入有機(jī)酸，具有改善肉類顏色，嫩化肉類，降低蒸煮損失，改善肉類營養(yǎng)成分，抑制病原微生物生長繁殖，降低脂質(zhì)氧化水平，延長肉類產(chǎn)品貨架期等優(yōu)點(diǎn)。但有機(jī)酸在肉類中的應(yīng)用也會帶來一些問題，有機(jī)酸濃度過高會破壞肉類品質(zhì)，使肉類變酸而不具備食用價值，濃度低則抑菌效果不明顯；酸性腌料的味道可能不能被全部消費(fèi)者接受，一定程度上降低產(chǎn)品的可接受性等。此外，有機(jī)酸種類選擇不恰當(dāng)會使肉類的色澤不穩(wěn)定，導(dǎo)致肉類產(chǎn)品變色（變淡、變白），影響感官品質(zhì)。

因此，在使用有機(jī)酸處理肉類的同時，要注意有機(jī)酸類的使用種類、添加濃度、處理時間以及有機(jī)酸類的成本、可用性以及對食品的物理形態(tài)的影響等，在保證具有正常感官品質(zhì)和食用品質(zhì)的同時，達(dá)到嫩化、抑菌、護(hù)色的效果。可以考慮尋找合適的色澤穩(wěn)定劑、調(diào)味劑等改善有機(jī)酸帶來的不利影響。此外，生物保鮮技術(shù)是最近備受關(guān)注的技術(shù)之一，通過利用有益的微生物如乳酸菌及其產(chǎn)品（通常是酸）來確保食品安全和保質(zhì)期，可以將其與有機(jī)酸類聯(lián)合應(yīng)用來進(jìn)一步提升肉類品質(zhì)，以期為肉類加工業(yè)提供新的發(fā)展方向。