肉制品加工中的低钠策略研究

　　摘要：加工型肉制品普遍存在钠盐含量过高的问题，是造成心血管疾病等发病率逐年上升的重要原因之一，严重威胁人类健康。为达到健康膳食要求，我国高度重视肉制品工业中降钠计划的实施。该文系统综述了钠盐对肉制品品质的作用机制及低钠肉制品加工技术现状，通过降低钠盐添加量，添加KCl等钠盐替代物或通过高压及超声波等新型辅助加工技术均可以有效降低肉制品中的钠盐含量。降低30%( 质量分数)钠盐添加量不会影响感官接受水平，但会降低产品保质期; 而使用钠盐替代物可以使肉品具有良好的品质，但替代量过高时会产生不良风味如苦味和金属味。目前的方法及技术还无法实现完全替代NaCl的效果，因此需要在未来更加深入研究新型降盐策略。

　　关键词：肉制品：低钠：氯化钠：风味：加工

　　在中国，当前人群平均每日膳食钠盐摄入量为12g，远远超出了世界卫生组织( World Health Organization，WHO) 的每日推荐摄入量(5g).钠盐摄入量过多会使血压上升，导致心血管疾病的发生率上升，以及胃癌、骨质疏松症等一系列疾病。由于钠盐摄入过量对人体健康造成重大损害，各个国家、地区之间都在积极采取措施来降低食品中的钠盐含量。自WHO发布减盐战略开始，欧美等国家也积极参与进来，目前已成功实现盐摄入量的减少，但还远未达到WHO的要求。因此，还需要采取多种方法来降低食品中的含盐量，通过优化低钠盐产品的配方，已经制作出一部分的低钠盐产品。此外，从消费者角度来说，我们需要诱导他们选择低钠盐食物，并且在饮食中避免额外的添加钠盐，把低盐膳食的观念从意识付诸到实际行动中。在中国，我国已经开始高度重视居民膳食盐摄入量过高的问题，不仅在居民膳食推荐指南中将“少盐”作为其中一条内容，还积极开展公共卫生行动和宣传来鼓励居民低盐饮食。在《“健康中国2030”规划纲要》中提出，到2030年，全国人均每日钠盐摄入量降低20%。其中，居民的每日的钠盐摄入量中约有14%的盐来自加工肉制品中。减少加工肉制品中盐的策略始于20世纪80年代，最初尝试用其他氯化物盐（例如钙，镁和钾）来完全替代氯化钠( NaCl)。然而，研究表明替代盐对产品的质地、风味、外观、水分和保质期等方面可能产生负面影响。于是，人们越来越关注盐替代品的配方，尤其是在重组肉类产品的研发中，可添加增味剂和天然咸味产品，如酵母提取物和海藻。尽管已经取得了重大进展，但是仍有一定的不足。本综述讨论了旨在降低加工肉制品中钠含量的现有技术，新型盐替代品的可能应用以及减盐对保质期和生产的肉制品质量的影响，并概述了可用方法的局限性和挑战。

　　1  钠盐对肉制品品质影响机理

　　在天然的肉中，钠含量较低，但经过商业加工之后，钠含量大幅上升。例如，在新鲜牛肉中的钠含量为63mg/100g肉，但在牛肉汉堡中钠含量达到290～400mg/100g肉。在加工过程中，肉制品的主要钠来源为食盐(钠盐,主要成分为NaCl)，约占80%左右，其余的钠来自于少量的肉制品添加剂，包括复合磷酸盐、亚硝酸钠、抗坏血酸钠等，因而本文中的钠盐主要指NaCl，降低钠盐含量即降低NaCl 含量。不同肉制品中的钠盐含量有较大区别，其中一般添加量为1.5%～3%，但部分腌制肉制品的添加量高达5%。

　　1.2  肉制品中钠盐的作用

　　在现代食品工业中，食盐作为一种安全的防腐剂被大量使用在肉品的防腐保鲜中。从5000年前起，人们就已经发现食盐具有良好的防腐作用，能抑制微生物生长，延长食品的保存期限。食盐的抑菌作用主要基于它能降低水分活度，使其无法满足微生物生长需要。在钠离子(Na +)作用下，细菌细胞内的水分透过半透膜，造成水分损失，导致细菌死亡或严重损伤，抑制细菌生长。此外，还有研究发现食盐可能会抑制氧气溶解，干扰细胞内酶的活性，迫使细胞消耗能量来排出细胞内的钠离子，达到抑制微生物生长的作用。

　　从感官层面上来说，盐主要有以下4个方面的作用：(1)作为风味增强剂，改善肉制品的口感；(2)促进肌肉蛋白的溶解，增强水合能力，持水性；(3)减少汁液损失和烹饪损失；(4)改善脂肪结合能力，提高乳化性，提高乳化型肉制品的质量。

　　食盐的咸味是由Na+和氯离子(Cl－) 共同决定的，其中Na+在整体风味感知中起决定性作用，当Na+含量较低时，可能无法抑制苦味，导致食品苦味过重。在肉制品中，咸味能增强肉制品的香气和口感，产生浓郁的肉味，因而降低钠盐含量会降低肉类产品的整体可接受性。在质地上，降低钠盐含量会造成不利影响，降低了持水性和脂肪的结合特性，使肉品难以形成理想凝胶质地和烹饪效果，甚至还会存在安全方面的风险。基于上述理由，减盐对肉制品行业来说是一个巨大的挑战。

　　肉制品的品质受到多种因素的影响，食盐是其中之一。一般在0.47～0.68 mol/L NaCl，肌肉中的肌原纤维蛋白溶解，使肉品达到理想的质地。肌原纤维蛋白是肌肉中一类重要的结构蛋白群，肌原纤维蛋白的溶解可以改善蛋白质的水合作用和持水性，减少蒸煮损失，使产品更加鲜嫩多汁，还能改善蛋白的结合特性，提高品质。NaCl对于肌肉的持水性的作用是多方面综合的影响，一方面可能是因为Cl－可以渗入肌丝，使蛋白发生膨胀，另一方面可能是Na + 以离子云的形式环绕在细丝周围。有学者认为相比于Na+，Cl－更易结合到蛋白表面。因而当肉的pH值高于蛋白质的等电点时，可能导致负电荷增加，静电斥力增加，从而改善蛋白的水合效果，提高保水能力，增加嫩度。

　　2  肉制品加工中的低钠策略

　　隐性减盐法通过在较长时间内逐渐少量减少食品中的钠盐含量，而不被消费者察觉风味变化，是一种最简单的减盐方法。在一般条件下，逐渐降低钠盐含量，当消费者能够适应新的咸味水平，可以进一步降低钠盐水平。在英国，经过3年的努力，大多数加工食品含盐量已经成功地降低了20%～30%，并且通过分析尿液中的排泄量发现成人的每日盐摄入量也降低了。但是，采用此方法来降低肉制品的钠盐含量需要耗费大量时间，甚至长达数年，还需要整个行业的参与，耗费大量精力。且在不改变感官接受水平的条件下只能使钠含量降低一定水平，一般为20%～30%，当钠盐减少量过高时，会对肉制品的保质期造成不良影响。INGUGLIA等提出了一项通过模拟食物病原体的增殖趋势来评估减盐对不同食物影响的研究。结果显示，当盐含量降低时，被研究的所有食物中食源性病原体的生长速度加快，尤其是肉毒梭菌(对盐敏感)，在8℃的条件下,含盐量5.5%时无法生长，但降至2.85%时可继续生长。

　　2.2  调整钠盐的形态和结构

　　食盐的颗粒大小和形状对咸味感知具有很重要的作用。不同颗粒大小的食盐具有不同的溶解速度，在关于油炸薯片的研究中发现，在相同的口腔咀嚼条件下，颗粒尺寸最小盐晶体在口腔中的溶解速度最快，唾液中钠含量最高，感知咸味最高。此外，在相同的加工条件下，相比于颗粒状，片状的钠盐有利于降低钠盐水平，改善肉类产品的脂肪与水的结合特性。但这类产品更适用于干腌肉品，或许未来可以研发成餐桌盐应用于家庭烹饪过程，例如烧烤。目前不少食品企业正在积极研究新型食盐，通过改变食盐的物理形态来提高盐的利用率，降低肉制品中的含盐量。嘉吉公司声称其研发的Alberger牌盐( AlbergerFine Flake Salt) 能赋予食品更优的风味，推荐在肉制品中使用。目前已经研究证实使用该品牌的盐可以制备品质相近但钠含量更低的肉品。

　　2.3  钠盐替代物及其作用机理

　　使用钠盐替代物来降低肉制品的钠盐含量是一种常用的方法。在食品工业中存在许多种钠替代盐，包括一些氯化盐( KCl、MgCl2、CaCl2等)、乳酸盐和磷酸盐等，由于单种盐的替代效果可能有一定感官或质构缺陷，因此常常使用复合盐来替代钠盐，达到钠盐的效果。

　　2.3.1  氯化钾(KCl)

　　KCl或改性KCl是最常见的钠盐替代盐，在肉制品加工行业中的应用已较成熟。KCl与NaCl的分子组成相似，性质相近。通过感官的时间优势(TDS)分析，KCl溶液能够产生与NaCl相似的风味，但其咸味较弱，需要额外添加33%的KCl来达到等同的咸味。然而，当替代量超过50%时，会在肉制品中产生一种令人难以接受的味道即苦味和金属味，降低感官接受度。为了避免其产生的不良味道，一般在肉制品中的使用替代量为25%～40%。KCl对钠盐的替代分为等量(质量)替代和等摩(摩尔)替代2种计量方式。相比于等量替代，用KCl等摩替代NaCl(替代量37.05 %)制成的猪肉肠感官品质更佳，更能满足消费者喜好，且改性KCl( NuTek salt15000，含85% KCl)比KCl的替代效果更好，成品与一般猪肉肠品质基本相同。但无论采用哪种替代盐，其剪切力没有明显差异。此外，作为钠盐替代物，KCl不会影响肉制品的宏量营养素构成(蛋白质、脂肪和水分含量)，并具有等同于NaCl的良好抑菌能力(针对阪崎肠杆菌、小肠结肠炎耶尔森菌、弗氏耶尔森菌和金黄色葡萄球菌等)，可保障低盐食品的营养性和安全性。但当用KCl取代NaCl时，由于K+的电场弱于Na+，不易结合到蛋白表面，因而在蛋白表面形成较薄的水合层，这可能导致产品的持水性下降。

　　2.3.2  镁盐和钙盐

　　在食品中，镁盐和钙盐也常作为钠盐替代盐来使用。从健康角度出发，钠摄入量过高会引起高血压，而在一定的剂量内摄入钾、钙、镁元素有助于血压降低。在肉品行业中，关于钙、镁盐对钠盐的替代效果进行了大量研究。肌原纤维蛋白对于肉制品品质特性具有非常重要的影响。在乳化型肉制品中，肌原纤维蛋白的溶解度能在一定程度上反映其乳化性。研究发现，氯化镁(MgCl2)可以提高肌原纤维蛋白的溶解度，但相比于KCl，仍无法显著改善低钠盐条件下(33.3%Na等摩替代)肌原纤维蛋白的乳化效果(P＞0.05)。这可能是由于二价盐会影响蛋白质的交联，降低蛋白质乳化脂肪的能力，但能提高肌原纤维蛋白乳液凝胶的黏弹性并降低汁液流，因此镁盐可以少量的替代钠盐。氯化钙( CaCl2) 由于其高电荷密度或特定的离子效应，无法从肉中大量提取肌原纤维蛋白，而影响肉制品的质量。例如，在乳化型肉类产品中，当使用CaCl2作为部分钠盐替代物时，通过显微镜观察到大量的多孔状结构，在产品的功能性质上出现了负面影响，硬度降低。但是，Ca2+和肉制品的嫩度密切相关，在肉的宰后老化过程中，Ca2+一方面可以结合Z线中的磷脂分子，使其释放，破坏Z线结构，肌原纤维分解成小片段，促进嫩化，另一方面，高浓度的Ca2+可以激活钙蛋白酶(calpain)，特别是μ-钙蛋白酶(μ-calpain)，活化后的钙蛋白酶降解肌钙蛋白T等重要的肌原纤维蛋白，从而改变肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用，进而影响嫩度。通过以剪切力作为反映嫩度的指标，发现在CaCl2替代比为20%时，剪切力值最低，嫩度最高。

　　2.3.3  乳酸盐

　　在食品工业中，还可通过使用乳酸盐（一般为乳酸钠及乳酸钾）来降低钠盐含量。乳酸钾和NaCl之间具有协同作用，能增加咸味，保持产品的颜色稳定性，此外，还能促进Z线溶解，改善保水性，提高产量。乳酸钾的效果极佳，能抑制大部分的腐败菌和致病菌。即食肉制品常受到单核细胞增生李斯特菌的污染，乳酸钾和0.2 %二乙酸钠的配伍可有效抑制其在4℃下的增殖速度，保证产品安全性。目前，有研究表明在干腌猪里脊中使用乳酸钾等摩替代40%NaCl，不会对产品风味造成显著影响(P＞0.05)。同样地，乳酸钾也不会对干腌火腿的感官特性、色泽和质地造成显著差异(P＞0.05)。在中式干腌咸肉中，以55%NaCl、30%KCl和15%乳酸钾作为复合腌制剂不仅使钠含量降低了45%，且显著降低硬度，并改善质构(P＜0.05)。

　　2.3.4  磷酸盐

　　磷酸盐在降低肉制品NaCl含量上也具有重要作用，同时，它也是肉制品加工中被广泛应用的保水剂和嫩化剂。磷酸钠中的钠含量相对较低，在不影响品质的情况下，可用磷酸钠替代NaCl来制备低钠火腿(成品含1.0%～1.4%NaCl)，通过用磷酸钾替代还能进一步降低钠含量。在低钠肉馅饼中(400mg Na/100g肉)，添加磷酸盐可以降低烹饪损失，提高产率。磷酸盐与钠盐之间具有协调作用，能改善低钠肉制品的品质。在湿腌过程中，当NaCl浓度较低时(0.5mol/L), 在磷酸盐作用下，肌原纤维结构发生改变，持水性增强，肉的多汁性和嫩度得到改善，在低钠肉制品中添加磷酸盐有助于改善持水性和嫩度。其原因可能是，磷酸盐通过与肌原纤维蛋白的结合导致肌丝之间的电荷排斥增加，从而使肌动球蛋白复合物发生解离，促进肌球蛋白的提取和肌球蛋白丝末端开始的A带结构破坏。而后，肌丝晶格发生横向膨胀，结合了更多的水，并以物理截流的方式保留了水分，因而改善了持水能力。由于过量磷酸盐会对人体健康产生不利影响，因而在肉制品中的添加量必须控制在国家规定范围内。

　　2.4  风味增强剂和风味掩蔽剂

　　风味增强剂是一类本身无味但能掩饰或增强食物风味的物质，常见的风味增强剂有酵母提取物、水解植物蛋白、氨基酸及其盐类和核苷酸盐等。DOSSANTOS等在研究KCl替代50%和75% NaCl的发酵香肠时发现，添加谷氨酸钠、肌苷酸二钠、鸟苷酸二钠、赖氨酸和牛磺酸等复配物可以掩盖KCl产生的不良风味。在熏制火鸡香肠中使用一种商品化低钠替代OF45(ocean’s flavour，含钠量降低45%)会降低咸味和苦味，并根据配方中钠盐含量的差异，通过添加了适当比例风味增强剂可达到显著增强咸味的效果。

　　挥发性风味物质会影响人们对咸味的感知，通过特定的气味-风味相互作用可以增强咸味，弥补钠盐降低的味觉损失。如，PIONNIER等发现奶酪的气味可以增强咸味感知，而部分风味如胡萝卜味则会导致咸味感知下调，使人对咸味感知的敏感度下降。

　　2.5  调整肉制品组成

　　钠盐和脂肪能协同提高肉制品的感官特性。通过用相同质量的脂肪来代替瘦肉，在降低蛋白质含量的同时增加了脂肪含量，使得香肠的咸味增加，在其他的研究中也发现，增加脂肪含量会增强咸味感知度。在肉馅饼中，当瘦肉含量较高时，为了达到相同的咸味，需要添加更多的钠盐。因此，蛋白质和脂肪的含量变化会对咸味感知造成影响。

　　2.6  改进腌制技术

　　在传统腌制技术中，一般通过高浓度食盐处理而使产品在高渗透压作用下失水来达到延长贮藏期的目的，这严重影响了产品的口感且损害了消费者健康。通过改进腌制技术，可以达到减盐、美味和健康的目的。通过控制加工过程中的温度和湿度，可以使干腌火腿的含盐量降低50%，还能改善风味，延长货架期。真空滚揉技术也是一项相对成熟的腌制技术，相比于传统的静态腌制，在真空条件下的动态腌制过程利于钠盐在肉中扩散和均匀分布，促进盐溶性蛋白的提取，改善肉的品质，还能加速腌制过程，降低钠盐使用量，适合工业加工。

　　2.7  新型减盐加工工艺

　　2.7.1  高压辅助加工技术

　　高压处理（HPP）是一种非热保鲜技术，通过向物料施加300～600MPa 压力和中等温度（＜40℃）,从而最大程度地保持物质的色泽、风味、质地、外形和营养价值。HPP被认为是可用于辅助减少肉制品中含钠盐量的一种有效手段。近年来的研究发现，低盐肉制品进行HPP可以改善质构、持水性等质量特性，提高产量。在商业腌制肉制品中，高压处理会影响肉的咸味感知，但会受到很多因素的影响，如肉的预处理方式（切碎或不切碎）、蛋白质的含量和性质、产品的配方和脂肪的含量等。对腌制火腿进行600MPa的高压处理能有效降低腐败菌水平，此外，还使咸味感知增强。这种咸味的变化并不是由钠盐含量增加造成的，而是一种感官的影响，使Na+产生的咸味更易被人体感知。但是在腌制之前对其进行600MPa的高压处理并不会造成咸味变化。在凝胶类肉制品中，高压能破坏肌原纤维结构，促进蛋白的溶解，使蛋白分子间发生交联，经高压处理的产品具有与热诱导凝胶产品相同或相近的品质，因而可以用高压处理来部分代替钠盐和磷酸盐的效果。IWASAKI等也在研究中发现对低盐香肠(1%NaCl)进行高压处理(200MPa)会破坏肌原纤维的结构，导致Z线破坏，M线消失及粗丝和细丝之间的解聚，从而改善其流变特性，提高肉类凝胶的稳定性，使低盐肉制品仍能保持高持水性和质地。但当食物中的钠盐含量较低时，进行高压处理无法杀死芽孢，且无法完全灭活部分致病菌，也无法完全抑制与食品腐败相关酶的活性，因此需要和其他灭菌技术配合使用来确保产品的安全性。

　　2.7.2  超声波辅助加工技术

　　超声波在食品加工中的应用非常广泛，可用于食品的分析和改性。根据声波范围可分为高频低强度超声波(＞1 MHz，＜1 W/cm2)和低频高强度超声波（20～100kHz，10～1000W/cm2）等2种类型，均适用于食品加工。前者是非破坏性的，用于分析化合物；而后者可用于改变细胞结构和许多其他过程，如乳化、抑制或激活酶。在肉类加工中，超声波是一种能杀灭大部分致病菌和延长食品货架期的有效手段。超声波会产生空化效应，增大溶剂对细胞膜的渗透力，强化细胞内外的传质作用，在肉的腌制过程中使用超声波技术可以加速钠的扩散，减少腌制时间。在低浓度的盐水溶液中，通过超声波处理可以增强肉制品的感知咸味。此外通过研究还发现对含盐量降低50%的重组熟制火腿进行超声波处理还可改善其味道和质地的感官接受度。因而，超声波技术有利于肉制品的钠盐含量降低。经超声波处理的低盐肉制品，脂肪、蛋白质和水分含量不会改变，但肉的嫩度会受到影响。研究表明22～40kHz的低频短时(低于4min)超声处理能增加肉的嫩度，但长时(8～16 min) 超声处理则会降低嫩度，但也有实验表明超声处理对羊肉的嫩度无影响( P＞0.05),这或许与肉的种类和处理条件有关。此外，超声波处理还会对肉制品的结构和质地产生较大影响。在超声(20kHz，2～4W/cm2 ) 辅助腌制改善猪肉中NaCl扩散的应用研究中发现，超声处理可改变肉的微观结构，使肌丝厚度增加，肌原纤维膨胀，且肌原纤维之间的间隙增加，能吸收更多水分，改善嫩度、持水能力和质构特性。此外，在研究中还发现在替代盐溶液中进行浸渍处理的猪肉经超声处理后，烹饪损失降低。

　　2.7.3  脉冲电场技术

　　脉冲电场技术( pulsed electric fields，PEF)是一种新型非热技术，可用于食品的货架期延长和品质提升，由于其具有改变膜结构和促进传质过程的作用，因此引起了肉类行业的关注。目前，尚未有该技术应用于肉制品减盐加工的报道，但部分研究发现通过脉冲电场技术可以改善肉类老化期间僵直前后的嫩度，这可能是由于PEF对膜特性的改变造成钙离子的早期释放和钙蛋白酶的早期活化导致，因而促进了肉的嫩化。在最近的研究中还报道在老化期间经PEF处理的肌肉蛋白水解程度增加。据报道，在高加工强度下PEF还可以加速腌制过程，减少肉类中病原体和腐败微生物的数量。这些研究表明PEF技术可以在一定程度代替钠盐的作用，在之后的研究中可以将该技术与低钠盐研究结合来探究PEF 技术在该领域的应用前景。

　　本文总结了生产减盐产品的一些可行策略和新型技术。尽管低钠替代盐的研究已经取得了一定进展，但是由于钠盐具有风味、质地、安全等多方面的作用，现有的策略还无法完全实现钠盐的功能。此外，钠盐在食品工业中是一种相对低廉的添加剂，低钠替代盐及相关技术的使用还需考虑实用、安全且经济可行等因素。在后续研究中，还需要进一步研究新型替代盐及相关新兴技术，采用多维度手段评估这些策略对肉类品质特性的影响，确定微生物灭活背后的机制，以及对保质期的影响。