□ 裴倩如 汪强 唐文屹 黄宇 赵嵩 马鞍山市食品药品检验中心

摘　要：亚硝酸盐是广泛应用于肉制品生产过程中的重要食品添加剂之一，其在产品的色泽、风味及延长货架期等方面发挥着不可或缺的作用。同时，亚硝酸盐又具有一定的急性毒性和慢性毒性，尤其是慢性毒性，随着经济社会的不断发展，引起了广大消费者对它的警惕。因此，探求若干种适用性较强的新型添加剂用以取代亚硝酸盐势在必行。本文通过概述亚硝酸盐的性质、功效、潜在风险及国内外关于亚硝酸盐有效替代物的最新科研成果，以期为肉类食品添加剂的推陈出新提供理论依据。

关键词：亚硝酸盐 亚硝酸盐替代物 进展

1 前言

近年来，随着经济社会快速发展带来的普通群众生活条件的稳步提升，消费者对于食品质量的关注度激增，尤其是对食品安全性的要求愈加严苛。在肉制品中，亚硝酸盐作为添加剂广泛应用于食品加工领域，究其原因是亚硝酸盐可使腌腊肉制品保持独特的色泽、质构、防腐性能及口味。并且，它还能削弱存在于腌腊肉制品中的脂质氧化反应，具有有效控制腌腊肉制品中湿度的功效[1]。然而，普通消费者对于食品中存在的安全隐患愈加焦虑，科学饮食、绿色食品等一系列的新颖观念逐步走进大众视野，并渐渐深入人心。随之而来的是，亚硝酸盐在消化吸收过程中所产生的能够加大致癌风险的亚硝胺类物质引起了广大学者和消费者的热议，人们迫切需要找到合适的亚硝酸盐替代物。但是，国内外众多科学研究学者尚未探寻到功能性与安全性兼优的添加剂足以彻底取代亚硝酸盐在腌腊肉制品中的应用。目前，针对低硝肉制品的生产技术，相关方面的专家提出了采用功能相近的添加剂代替部分亚硝酸盐的方法，甚至可以研发一种多组分系统生产无亚硝酸盐腌制肉[2]。本文通过概述亚硝酸盐的性质、功效、检验方法、潜在风险及国内外关于亚硝酸盐有效替代物的最新科研成果，希望能为肉类食品添加剂的推陈出新提供理论依据。

2 亚硝酸盐的性质和作用

亚硝酸钠从外观和形状方面呈现出黄、白两种单色的小颗粒状态或粉末形态，学术界所提到的亚硝酸盐并不是单指某一种化学物质，而是广泛存在于自然界中的具有一定化学共性的无机化合物的统称，其中广为人知的就是钠盐。同时，亚硝酸钠也是一种常见的工业用盐，有时它可能会被人们误认为食用盐而引起或轻或重的食物中毒事件。硝酸钠在一定条件或环境下会发生还原反应产生亚硝酸钠，在人体内，这一还原过程由相关的还原性细菌完成。反之，如果亚硝酸钠的碱性水溶液在普通环境中放置一段时间，会与空气发生化学氧化反应从而生成硝酸钠。

亚硝酸钠的加入使腌腊肉制品的外观泛起一种鲜艳的红色，达到很好的视觉效果并具有一定程度的抑菌防腐作用，同时还能改善肉制品的特征性风味和口感，从而延缓肉制品中脂肪的酸败过程。因此，亚硝酸钠顺理成章地成为腌腊肉制品中一种多功能且较为常用的添加剂。

2.1 发色功能

肉类制品的外观需要保持一种独特的鲜红色泽，而亚硝酸盐的发色功能是呈现这种色泽的主要原因。这主要归因于肉类制品腌制过程产生的乳酸改变了环境的酸碱平衡，生产过程中加入的亚硝酸盐在这种特殊环境下会发生简单的化学反应从而产生一定含量的亚硝酸，而亚硝酸性质不稳定，极易分解产生一氧化氮。与此同时，肉类制品中含有丰富的肌红蛋白和血红蛋白，其与一氧化氮相遇后生成鲜红色的亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，这两种蛋白在遇热时又能生成亚硝基血红染色物，这种物质就是使肉制品呈现鲜艳红色的重要因素[3]。

2.2 防腐功能

亚硝酸盐用作食品添加剂主要发挥其突出的发色作用，但不可忽视的是，亚硝酸盐虽然不能作为防腐剂应用于食品工业，但是将其用作发色剂并按一定量添加于腌腊肉制品生产制造过程中也具有理想的防腐作用。腌腊肉制品中普遍存在肉毒梭状芽孢杆菌，目前为止，亚硝酸钠是针对肉类该细菌较为有效的物质。笔者根据国内外相关科学试验结果作出合理性推理[4]，亚硝酸盐防腐的运行机制存在以下可能性：①一定程度上能改变某些细菌的基因表达过程，从而使细菌的部分生理活动发生不可预知的变化;②阻断细菌的蛋白质代谢过程;③抑制细菌的能量代谢水平，但不只局限于肉毒梭状芽孢杆菌这种常见细菌。经国内外权威专家科学试验表明，亚硝酸盐同时具备抑制多种常见肠道致病菌的功能，如常见的金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特式菌、产率荚膜梭状芽胞杆菌等菌类[5]。

2.3 抗氧化作用

肉制品中含有大量的油脂，其在光照、加热、重金属、氧化剂等因素的作用下会发生一系列氧化反应而败坏产品的品质，产生令人不悦的观感。亚硝酸盐可以抑制油脂的氧化过程，显著延缓该反应的进程，保持产品的质构和风味。

2.4 改进风味和完善质构

在常见的腌腊类肉制品的生产制造过程中，亚硝酸盐可以促进蛋白、脂肪、氨基酸等物质发生复杂的化学反应生成大量的风味物质，从而使产品形成特有的腌肉风味;亚硝酸盐可与肉制品中其他盐类物质协同作用，改变水分活度，增加渗透压，从而起到抑制相关酶类、微生物的作用，延长货架期;亚硝酸盐具有还原性，可以延缓油脂的各种氧化进程，防止产品出现“过煮味”;亚硝酸盐还具有一定的螯合作用，能够使一定量的肌肉蛋白螯合，形成一定量的蛋白螯合物，使肉制品具有“Q弹口感”。

3 亚硝酸盐的危害

3.1 急性毒性

人们生活中常见的亚硝酸盐急性毒性多数是因为误将其当做食用盐食用所引发，而中毒的根本原因就在于亚硝酸盐具有一定程度的氧化性，当人体摄入超过一定量的亚硝酸盐后，人体血液中含有的低铁血红蛋白便会发生化学氧化反应——低铁血红蛋白具有携氧运氧能力，被氧化后其携氧运氧能力丧失，导致机体严重缺氧，轻者引起呼吸困难，重者可导致昏迷、抽搐、甚至窒息而死。

3.2 慢性毒性

亚硝酸盐本身不具有慢性毒性，但它是一种不稳定的化学物质，在一般环境下能够与多种胺类物质发生化学反应，生成致癌物亚硝胺。熏制食品和腌制肉制品中含有的大量亚硝胺类物质，与一些消化系统肿瘤的发病有直接关系[6]。因此，人体中蓄积一定量的亚硝酸盐将增加致癌风险，更引人注意的是孕妇摄入后会存在胎儿致畸的风险。

4 亚硝酸盐的检测

我国颁布的最新标准GB 5009.33-2016《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》明确给出了检验食品中存在亚硝酸盐含量的方法，主要是离子色谱法和分光光度法。

离子色谱法基本作用机理在于将待检产品中含有的脂肪和蛋白质沉淀后，亚硝酸盐被提取出来，提取液经过分离纯化后用阴离子色谱柱分离，用保留时间和外标法分别对其进行定性和定量。分光光度法的原理是去除产品中的脂肪和蛋白质后提取出亚硝酸盐，使亚硝酸盐与显色剂反应形成红色溶液，再以外标法测得亚硝酸盐含量。

离子色谱法是一种能够高效测定多种离子的成熟方法，优点在于检出限低、灵敏性高、准确度高及重复性好。但在实际检测中，亚硝酸根离子容易受到氯离子、溴离子等多种阴离子的干扰，需要不断调整检验条件以达到较好的分离效果。

分光光度法的优点在于实验室可操作性高及实验结果灵敏度高。但该方法检测过程中涉及到的相关药品，尤其是染色剂，均具有较强的毒性和致癌性。此外，由于该方法基于显色反应建立，食品中存在的色素类物质对检测结果有较大的干扰，例如泡菜类提取液等有底色的产品，需要考虑对国标方法进行改进，如用活性炭脱色，但脱色需要考虑有无使待测物亚硝酸盐损失的可能性，故此类产品的检验比较适合选择离子色谱法。此外分光光度法还与样品的pH和检验时间及温度有关，有出现假阴性的可能。

5 亚硝酸盐的替代物

5.1 发色剂类替代物

5.1.1 红曲色素

红曲色素是红曲霉代谢产生的物质，具有耐受光、热及氧化还原的特性，性质稳定，且具有较好的蛋白质染色能力，可让腌腊肉制品具有良好的色泽和独特的风味，不失为一种优良的天然食品添加剂。由于其天然呈红色，可以考虑使用红曲色素来使肉制品产生优良的颜色。

杜鹃[7]等发现，采用控制变量法研究花生蛋白灌肠的制作方法。将每千克产品添加0.2克红曲色素和0.06克亚硝酸盐，对比每千克产品添加0.15克亚硝酸盐生产的产品，其化学成分和口感等方面均基本相同。齐晓辉[8]进一步研究发现，在制作花生蛋白灌肠过程中降低亚硝酸钠含量至25ppm，并将红曲色素的含量提高至400ppm，结果表明，在光照情况下腌肉色泽稳定性依然非常理想。此外，红曲色素能够通过微生物发酵获得，性质极其稳定，耐储藏，且染色效果优良。据此可以推断，在花生蛋白灌肠的生产制造过程中，红曲色素完全可以投入生产线使用，并可部分替代亚硝酸盐。

5.1.2 番茄红素

番茄红素是一种天然植物色素，广泛存在于番茄、辣椒等果蔬中，具有安全性高、着色自然、抗氧化、降血脂、延缓衰老等优点。Calvo等[9]在干发酵香肠的生产方法实验中发现，将干番茄皮渣添加于干发酵香肠的生产原料中，生产出的干发酵香肠品质、观感和综合可行性效果明显。经过比对分析，干番茄皮渣中高含量的番茄红素发挥了决定性作用。虽然经过一段时间的生产成熟期后，干发酵香肠中的番茄红素出现微量降低的情况，以每百克干发酵香肠为单位，番茄红素含量最低为0.26mg，最高可达0.58mg。但是，这种负面影响甚微，而正面影响效果显著。这充分说明在干发酵香肠的生产工艺中，番茄皮渣作为亚硝酸盐的替代品具有极高的可行性和可操作性。与此同时，由于番茄红素也是天然色素，使用后不仅不会蓄积在人体造成毒副作用，安全性优良，还能发挥出它的抗氧化、延缓衰老的保健作用，对人体有益。

5.2 防腐剂类替代物

5.2.1 乳酸链球菌素

乳酸链球菌素是自然界中多肽类物质的一类，是乳酸链球菌代谢产物的一种，其在阻止革兰氏阳性菌的滋生方面具有显著效果，尤其是对于有芽孢的革兰氏阳性菌具有更加强烈的抑制作用。乳酸链球菌素能够在可食用产品的加工过程中普遍存在的关键因素在于它本身具有三大优良性质：其一，人类的胃肠道器官可以直接降解多肽类物质，降解后又可以作为营养物质被人体消化利用且不会对人体造成伤害;第二，它可以使细菌芽孢对热源更加敏感，具有缩减产品热杀菌时间的功效，从而极大程度的保留了食品的色香味等感官品质和营养成分;第三，相较其他同类物质，其对于热源化学稳定性较好，且具有耐酸、耐低温等特点，因此不需要严格的保存环境，可以长效保存，使用成本低。徐海祥[10]经实验发现，在腌腊肉产品的生产过程中，放弃完全添加亚硝酸盐，改为每千克产品添加40毫克亚硝酸盐协同乳酸链球菌素能够显著减少产品中存在的亚硝酸盐含量，同时细菌的生长和繁殖得到显著抑制，产品的货架市场得到明显增加。但是，乳酸链球菌素作为一种食品添加剂的应用具有一定的局限性，这是由于它的抗菌谱相对较窄，抑制菌种类型较少，因此不能够完全替代亚硝酸盐。

5.2.2盐类物质

近年来，乳酸盐、次磷酸盐等具备防腐作用的试剂在食品工业中的使用较为普遍。乳酸盐作为防腐剂应用在肉类产品的加工过程中，不仅可以抑菌，还可以提高产品的口感和色泽。乳酸钠、乳酸钙等作为协同防腐功用试剂在应用中取得了良好效果。Callaghan[11]通过实验发现，在pH5.5、30℃的特定试验环境下，将2%的乳酸钾注入其中，可以有效阻碍C型肉毒梭菌的繁殖。张玉斌等[12]发现，将3种类别相异的乳酸钾加入牦牛肉糜中可明显增强肉色稳定性。

山梨酸钾同样是被科学界广泛接受的防腐类试剂，因其安全性高，对多类细菌的生长具有阻碍作用，使用山梨酸钾处理肉制品后可以获得良好的效果[13]。次磷酸盐也有抑制肉制品中的优势菌肉毒梭状芽孢杆菌的作用，但这种抑制作用明显不及亚硝酸盐，通过调整pH达到合适的酸碱环境可以在一定程度上提高抑制次磷酸盐的能力，因此可以替代部分亚硝酸盐，但在防腐功能上仍然需要亚硝酸盐的协同作用。

5.3 抗氧化剂替代物

5.3.1 茶多酚

茶多酚是一种具有天然抗氧化能力的化学物质，主要成分为儿茶素类化合物，多来源于茶叶，对于提升茶叶色香味具有不可或缺的作用。不仅如此，茶多酚具有明显的保健功能——在抵抗癌变因子形成、抗血栓等方面可部分替代亚硝酸盐。杜伟[14]等通过在火腿肠生产过程中将添加剂替代为若干量茶多酚的实验中发现，火腿肠中的亚硝酸盐残留量较以往水平明显降低，不仅如此，火腿肠中的油脂氧化酸败过程具有显著的抑制效果，相应的货架期大大提高。钟希琼[15]通过体外仿造人体胃液环境，结合茶多酚可以抑制N-亚硝基化合物产生的机理，针对不同种类的茶叶对该机理开展了相关实验研究。结果表明，绿茶、普洱茶、乌龙茶和红茶这4种茶中，绿茶对于N-亚硝基化合物长生过程的抑制作用最高。

5.3.2 维生素C

维生素C又称抗坏血酸，具有脂溶性特征，其含有的钠盐——抗坏血酸钠具有良好的水溶性。邹辉[16]发现抗坏血酸、抗坏血酸钠等烯二醇类抗氧化剂有较好的分解亚硝酸盐的能力。工业生产中，在腌肉制品中加入抗坏血酸等物质可将亚硝酸盐还原为一氧化氮(NO)——可与肌红蛋白反应产生鲜红色，这个过程不仅有助于发色，还能缩短原料肉的腌制时间[17]。同时，由于维生素C拥有还原作用机理和除去自由基的能力，可以延缓肉制类产品中脂肪的氧化进程，进而延长产品货架期。但是，维生素C及其钠盐的性质并不稳定，尤其是抗坏血酸钠，其易随水分流失、易受光照和热源影响而分解，易受金属离子影响，导致作用力不强。加之降解亚硝酸钠的反应受环境中温度、pH等因素影响较大，所以用维生素C降解亚硝酸钠时需要控制的工艺关键点较多，故完全应用于工业生产具有局限性。

5.4 其他替代物

葱、姜、蒜等香辛料中含有有机硫化物，研究表明[18]，这类物质能够有效阻断亚硝酸盐与胺类物质形成亚硝胺类化合物，有较好的防癌作用;芹菜、菠菜、萝卜、生菜的蔬菜粉制品可以阻断硝酸盐转化成亚硝酸盐的过程，是亚硝酸盐的天然替代物。刘萍等[19]发现在亚硝酸盐还原酶的最适条件下，使用这种酶的特异性辅酶强化还原作用可以显著降低肉类产品中亚硝酸盐的含量。

6 结论和展望

由于消费者越来越重视食品安全问题，且亚硝酸盐存在一定的致癌风险，亚硝酸盐替代物的开发势在必行。虽然亚硝酸盐替代物的研究取得了一定进展，但上述替代物都只能在单一方面部分替代亚硝酸盐的单一作用，亚硝酸盐的完全替代物急需继续寻找与研究。目前，只能将不同替代物复配使用，并结合新技术降低亚硝酸盐的使用量，最大程度的保证产品品质，提高产品的安全性。但是，在新的化合物和新的技术投入食品工业生产之前，应对其开展全面的毒理学评价，避免食用风险。

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