Mb+NO=MbNO

硝酸是氧化剂，它能把NO氧化，因而抑制了亚硝基肌红蛋白的生成。同时也使部分肌红蛋白被氧化成高铁肌红蛋白。因此，在使用硝酸盐和亚硝酸盐的同时并用L-抗坏血酸、L-抗坏血酸钠等还原性物质，可以防止肌红蛋白的氧化，同时它们还可以把氧化型的褐色高铁肌红蛋白还原为红色的还原型肌红蛋白，以助发色。若L-抗坏血酸与烟酰胺并用，则发色效果更好，并保持长时间不褪色。亚硝酸盐在肉制品中，对抑制微生物的繁殖有一定的作用，其效果受pH值的影响。尤其是对肉毒梭状芽孢杆菌有抑制作用，此外，亚硝酸盐对提高腌肉的风味也有一定的作用。但亚硝酸与蛋白质代谢的中间产物——仲胺反应生成亚硝胺，例如HNO2与二甲基（仲）胺反应生成二甲基亚硝胺，与胺也有同样的反应。亚硝胺从动物试验证明有很强的致癌性。虽然还没有直接的论据证实由于食品中存在硝酸盐、亚硝酸盐及仲胺而引起人类致癌。但是从食品卫生的角度出发，应予以高度重视。在加工肉制品时应严格控制亚硝酸盐及硝酸盐的使用量（中国规定NaNO3的最大用量为0.5g/kg，NaNO2的用量为0.15g/kg，肉制品中的残留量，以HNO2计不得超过0.03g/kg）。

美国国际毒性研究中心的化学家发现，用微波炉烧腌肉，既能保留腌肉津津有味的特点，又无致癌的亚硝胺产生。其原因是微波炉中的腌肉温度没有达到亚硝酸盐转变成亚硝胺反应的最低温度185℃。

在食品加工过程中，添加适量的化学物质与食品中的某些成分作用而使制品呈现良好的色泽，这些化学物质称为发色剂。在肉类腌制品中，最常用的发色剂是硝酸盐和亚硝酸盐。原料肉的红色主要是肌红蛋白（Mb）及血红蛋白（Hb）的混合色。肌红蛋白是含有二价铁离子的复杂配位化合物，肌红蛋白中的二价铁离子易被空气中的氧气氧化成三价铁离子，而使肌红蛋白色泽变褐。发色剂硝酸盐在亚硝酸菌的作用下还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐在酸性条件下转化成亚硝酸（一般的肉内含乳酸，pH为5.6—5.8，所以，不需要外加酸即可生成亚硝酸），亚硝酸很不稳定，即使在常温下也可分解产生亚硝基（-NO），亚硝基很快地与肌红蛋白反应生成鲜艳的，亮红色的亚硝基肌红蛋白（MbNO），亚硝基肌红蛋白遇热后放出巯基（-SH），变成具有鲜红色的亚硝基血色原，从而起发色效果。

肉类在储存、加工过程中将从鲜红色逐渐变成暗红色直至棕褐色。这是由于肉的呈色物质肌红蛋白（Mb）和血红蛋白（Hb）中的Fe2+被逐步氧化为Fe3+肌红蛋白和血红蛋白，使肉变色。发色剂中硝酸盐在细菌的硝酸盐还原酶作用下，还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐在酸性条件下生成亚硝酸。一般宰后成熟的肉因含乳酸，pH值在5.6~5.8的范围，所以不需外加酸即可生成亚硝酸。由于亚硝酸的性质不稳定，在常温下可分解产生亚硝基（NO），NO很快与肉类中的肌红蛋白（Mb）和血红蛋白（Hb）结合，生成一种含Fe2+的鲜亮红色稳定的亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，故使肉制品呈现诱人的鲜红色。

（1）严格控制亚硝酸盐和硝酸盐的使用量和残留量：我国要求肉制品加工中亚硝酸盐最大使用量不能超过0.15g/kg，硝酸盐最大使用量不能超过0.5g/kg，肉制品成品中的残留量（以亚硝酸钠计）除西式火腿（熏烤、烟熏、蒸煮火腿）≦70mg/kg，肉罐头类≦50mg/kg外，腌腊肉制品类、酱卤肉制品类、熏烧烤肉类、油炸肉类、肉灌肠类、发酵肉制品类等均为≦30mg/kg。

（2）降低肉制品中亚硝酸盐对人体的危害：采取的方法有添加一些护色助剂与护色剂合用；添加一些天然物质可以降低亚硝酸盐残留；添加一些能起到类似亚硝酸盐发色作用的物质；利用如乳酸菌等能降解亚硝酸盐的微生物发酵动物性食品，降低亚硝酸盐残留，减少亚硝胺的生成；减少食用含有较多亚硝酸盐的食物。

亚硝酸盐是添加剂中急性毒性较强的物质之一，是一种剧毒药，可使正常的血红蛋白变成高铁血红蛋白，失去携带氧的能力，导致组织缺氧。其次亚硝酸盐为亚硝基化合物的前体物，其致癌性引起了国际性的注意，因此各方面要求把硝酸盐和亚硝酸盐的添加量，在保证发色的情况下，限制在最低水平。

抗坏血酸与亚硝酸盐有高度亲和力，在体内能防止亚硝化作用，从而几乎能完全抑制亚硝基化合物的生成。所以在肉类腌制时添加适量的抗坏血酸，有可能防止生成致癌物质。

虽然硝酸盐和亚硝酸盐的使用受到了很大限制，但至今国内外仍在继续使用。其原因是亚硝酸盐对保持腌制肉制品的色、香、味有特殊作用，迄今未发现理想的替代物质。更重要的原因是亚硝酸盐对肉毒梭状芽孢杆菌的抑制作用。但对使用的食品及其使用量和残留量有严格要求。

在食品加工过程中添加，使制品呈现良好色泽的食品添加剂。用于肉制品的主要有硝酸钾、亚硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠，后两种应用较多。硝酸盐在亚硝酸菌的作用下还原成亚硝酸盐，并在酸性条件下生成亚硝酸，亚硝酸分解生成亚硝基，并与肌红蛋白反应生成亮红色的亚硝基肌红蛋白，保持肉制品的良好色泽。一些还原性物质如抗坏血酸和烟酰胺等与发色剂并用，可防止亚硝基氧化，促进发色。这类物质称发色助剂。

亚硝酸盐可与食物或胃中的仲胺类物质生成强致癌作用的亚硝胺。但由于亚硝酸盐除发色作用外，还有抑菌和增强风味的作用，特别是可防止肉毒中毒，且目前尚无适当的替代物，权衡利弊，各国仍都许可使用，但都严格控制其使用范围、使用量和残留量。用亚硝酸盐进行肉类加工的同时，加入适量维生素C、E可阻止亚硝胺的形成。

用于果、菜类制品的发色剂有硫酸亚铁等。

肉类加工过程中的发色、褪色和变色问题都是影响肉制品品质的重要因素。原料肉中的色素蛋白质主要是肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)。一般地，肌红蛋白约占70%～90%，是表现肉颜色的主要成分。肌红蛋白与氧气的结合程度不同，可呈现出三种不同的颜色：无氧状态下未被氧化的肌红蛋白呈紫红色；高氧分压下充分氧化的氧合肌红蛋白(Mbo2)呈鲜红色；而在低氧分压状态下未充分氧化所形成变性叽红蛋白(MetMb)则呈褐色。具体变化过程描述如下：新鲜肌肉呈紫红色，其切面暴露于空气中30-40分钟后，叽红蛋白就与氧结合，变成比较稳定的氧化肌红蛋白，其颜色变为鲜红色，这种变化的条件是肉保持在大气环境中有充足的氧气供应。这种颜色相对比较稳定，不易被氧化成褐色的变性肌红蛋白。但在氧气供应不足、氧分压相对较低状态下，氧合肌红蛋白就容易脱氧合变成还原型肌红蛋白，而后者又极易被氧化成褐色的变性肌红蛋白。由于肉自身存在的耗氧酶会消耗掉渗入肉中的氧气使肉中的氧分压降低，所以一般情况下肉在储存中容易产生褐变。上述褐变除与肉的PH值、温度、紫外线，特别是氧分压有关外，还与高铁肌红蛋白的还原活性有关，随肉品储藏时间的延长，其还原活性降低，肉的褐变现象加重。除了与氧结合外，肌红蛋白还与CO一、NO一结合。特别是与NO一结合生成亚硝基肌红蛋白(MbNO)，使肉呈鲜亮的红色，为此，肉制品的腌制过程中常要添加亚硝酸盐。

亚硝酸盐的安全性问题是肉制品生产企业应该特别注意的，亚硝酸盐与氨基化合物(蛋白质分解产物)反应可产生致癌的N一亚硝基化合物，如亚硝胺。亚硝酸盐发色的同时，还有抑菌、抗氧化及增强风味的作用，尽管如此，由于安全性问题使其应用越来越受到限制，国内外都寻找理想的替代品。在没有理想的替代品之前，应把用量限制在最低水平，已使用的替代品有两类：一类是替代亚硝酸盐的添加剂，由发色剂、抗氧化剂，多价螯合剂和抑菌剂组成，发色剂用的是赤鲜红，抗氧化剂，多价螯合剂用的是磷酸盐，多聚磷酸盐，抑菌剂为对羟基苯甲酸和山梨酸及其盐类；另一类是在常规亚硝酸盐浓度下阻断亚硝胺形成的添加剂，抗坏血酸能与亚硝酸盐作用而减少亚硝胺的形成。此外，山梨酸、山梨酸醇、鞣酸等也可抑制亚硝胺的形成。肉制品生产中还常常利用一些例如着色剂、营养强化剂、呈味剂等添加剂。随着经济发展和生活水平提高，肉制品的发展前景广阔，因此，大力推广各类食品添加剂在肉制品中的应用，使之色香味俱全，并能有效延长产品的保质期是中国肉制品研究开发人员的当务之急。

介绍几种新型的肉制品发色剂及其在肉制品中的应用情况。

肉的色泽主要取决于肌红蛋白的化学状态，处于氧合状态的肌红蛋白能使肉品呈现鲜红色CO在气调包装中之所以能使鲜肉保持稳定、亮红的色泽，其机理表现在CO易与氧合肌红蛋白强烈结合，形成碳氧肌红蛋白，碳氧肌红蛋白和氧合血红蛋白的吸收光谱非常相似，而且碳氧肌红蛋白稳定性较高，不易氧化，色泽相对稳定。1985年美国申请世界首例运用CO发色处理鲜肉、禽类和鱼类制品的专利。Yamaoka等发明了烟过滤技术以浓缩烟中的风味成分及CO气体将一种无味烟熏技术用于冷冻水产品的发色处理，其中的主要成分证明也是CO。直接或间接利用CO处理动物产品的方式有两种：一种是利用气调包装，将待处理产品置于包装袋中进行发色，如牛肉放入含有CO的气调包装袋中可将产品的有效保存期由原来的3-7d延长至15-30d。在美国及挪威等地已经大量应用该项技术处理牛肉制品，在水产品中尤其是在罗非鱼鱼片加工过程中的应用也日渐增多。另一种处理方式叫烟熏技术，这是一种间接应用烟过滤技术以浓缩烟中风味成分及CO达到保持和延长产品色泽的目的，该项技术已在三文角加工中得到了广泛应用。然而自国际市场上出现食用发色金枪角而造成中毒的案例以来，人们对CO发色技术的应用提出丁质疑。如欧盟、日本、加拿大和新加坡等国家已经禁止采用CO对金枪鱼发色，并对CO残留限量建立相关标准。

亚硝基血红蛋白(HbNO)作为一种腌肉色素，通常认为由亚硝酸钠和血红蛋白反应生成。有人向肉糜中添加血液蛋白，对由脂肪、蛋白质、血液和水组成的乳浊液均质，并且将亚硝酸钠加入其中，得到了色泽令人满意的产品。加拿大学者Shahidi和Rubin等人系统研究了以动物血液和亚硝酸钠及一氧化氮为原料的亚硝基血红蛋白腌肉色素，他们合成HbNO采用牛血中的血红素为原料,先以SrCI2和CaCI2作反应助剂，采用乙酸盐法和丙酮酸法从血液中制备高铁血红素，然后用亚硝酸钠，在还原剂的存在下反应，或直接使用一氧化氮合成。但这样合成的色素很不稳定，遇光和空气易褪色，暴露在空气中仅能保持一天。有研究报道直接利用亚硝酸钠和血红蛋白反应得到HbNO，这样不仅避免了有机溶剂的大量使用、剧毒的NO操作危险性，而且易操作控制。合成的色素溶液需经喷雾干燥制成粉末，由于HbNO对光热不稳定，干燥前需进行微胶囊化处理。ROBoyle分别对亚硝基血红蛋白微胶囊化干燥工艺进行了研究，并且应用到无硝火腿中。研究发现：最适的微胶囊壁材是β-环糊精、变性淀粉N-Lok和麦芽糊精，其中β-环糊精是必不可少的。几种物质组成连续相，HbNO为分散相，二者混合后，在50000rpm高速均质机下均质，以氮气作雾化气体，进风温度120℃-165℃，出口温度92℃-135℃，喂料量4-7m1/min，经微胶囊化喷雾干燥的HbNO着色剂化学性质并没有改变。黄群等人还将HbNO应用于灌肠加工，对其用量与助色剂搭配、感官评价、降硝增铁效果进行了研究，结果表明：HbNO用量6000mg/kg、抗坏血酸500mg/kg、烟酰胺300mg/kg效果最佳，产品感官与对照组无明显差别，还发现亚硝基残留仅为对照组的九分之一，Fe2+含量增加41%。

组氨酸是一种蛋白质中广泛存在的氨基酸，有研究报道称可以利用组氨酸替代亚硝酸钠的配体制备无硝色素。据血红蛋白的一新检测方法发现，咪唑基可以作为显色剂和血红蛋白结合生成一种稳定的配位化合物，因此利用组氨酸分子结构中含有咪唑基这一特点，研究人员进行了大量相关试验。杨锡洪等采用组氨酸与血红蛋白形成配位复合物，替代亚硝酸钠的发色作用，研究了pH对配物紫外吸收的影响，计算出配位平衡常数,通过在不同温度下测定pH值，并求出反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵，结果表明配位反应是熵、焓降低的过程。有人还通过对血红蛋白与组氨酸粗提液制备的红色素再通过与多糖反应，生成糖基化血红蛋白-组氨酸色素，提高了产品的光照、热稳定性。喷雾干燥后，得到产品组成为铁质量分数为2.36g/kg；糖类质量分数为15%；蛋白质质量分数为81.5%的新型色素。灌肠试验表明，制备的无硝色素可以赋子肉制品理想的红色，且色泽稳定，再与防腐剂、抗氧化剂等组成多元腌制系统，可以完全替代亚硝酸盐在肉制品加工中的多功能性，实现无硝生产。

乳酸菌在腌渍类食品中的作用是巨大的，肉类在添加耐盐性乳酸菌腌制后，发现不仅可以大大提高贮藏性能，而且发色良好，还因为加入乳酸菌而改变了腌制肉制品的风味。发色的方法是将耐盐性乳酸菌和pH调节剂一起添加，耐盐乳酸菌的浓度通常是0.1%-2%,并以0.2%-1%最佳，pH调节剂以添加0.3%以上就可以使pH稳定，然后将肉制品在耐盐性乳酸菌和pH调节剂的溶液进行浸渍处理，此方法对于即席烹调肉、香肠和其他袋装肉制品都有很好的发色效果。有研究对维也纳小香肠进行浸渍试验，结果表明，在浸渍液中分别添加0.2%及0.4%粪链球菌干燥菌体，经浸渍后取出风干，然后封装于无菌聚乙烯袋内进行常温保藏，发现保藏后一周都没有发现腐败现象，且发色效果较好。

二亚硝基亚铁血红素（DNHF）是一种色素着色剂，通常认为是在加热时由肌肉色素、肌红蛋白和亚硝酸盐形成，它是腌肉制品发色的物质。因此，如果事先制备好DNHF，然后将它添加到肉中，就可以使肉产生腌制肉的特征性颜色。DNHF是从畜禽血液中血红细胞提取出来的，它形成与肌红蛋白相同的亚铁（血红素）基团，经过两个步骤可获得大量的高纯度色素。在此腌制剂中加入三聚磷酸钠（STPP）、抗坏血酸、特丁基对苯二酚、丁基烃基茴香醚（BHA）、糖等效果会更好。通过对维也纳熏香肠经过DNHF腌制后表明，当用包膜封装的9.25mgDNHF/kg肉，7.5mgTBHQ/kg肉和占整批重量0.3%的聚磷酸钠（STPP）对加工香肠的肉进行腌制时，经对比发现，与50mg/kg亚硝酸钠腌制后的制品没有什么差别。同样的方法也适用于火腿制品的增色。

维生素E是具有生物活性的a-Tocopherol（a-生育酚）的总称。其中以a-Tocopherol活性最强。反刍动物摄入的VE主要是化学合成的醋酸纤维素和消旋a-Tocopherol两大类。a-生育酚是防止高铁肌红蛋自形成的最有效形式之一，其通过延缓脂肪氧化而间接发挥护色作用。细胞膜中的a-生育酚含量具有组织、器官依赖性。一般肝脏、肾上腺中含量较多，肌肉和脂肪组织含量最少。因此VE对肌肉的延迟氧化和护色作用与肌肉中VE的含量密切相关，且肌肉的不同部位对VE的沉积作用不同。Faustman等试验指出：当牛背最长肌中的VE含量达到3.0-3.3μg/g时，VE对脂肪和肉色具有显著的稳定作用。畜禽的日粮中添加VE也能起到显著的护色效果。Mitsumoto等通过试验以在肉中添加等量的外源性VE与在日粮中添加VE组做对照，结果表明：以日粮中添加VE组比对照组肉色更加稳定(p<0.05)。影响牛肉质量的因素很多，VE对牛肉质量的影响目前公认的是延缓脂肪氧化，保持颜色稳定和增加持水性。脂肪组织的氧化直接影响肉的风味，煮制和绞碎的肉糜对脂肪氧化尤为敏感。颜色是影响牛肉可接受性的最主要因素之一，当高铁肌红蛋白的含量超过40%时，其可接受性大大降低，高铁肌红蛋白的氧化速度取决于多种因素：肌肉的种类、贮藏的温度、氧分压和气调包装、细菌污染程序、包装薄膜的透气率、光照以及脂肪氧化程度。目前VE的发色作用主要应用在猪肉、牛肉中。

苹果多酚是苹果中所含多元酚类物质的通称，主要包括原花青素、绿原酸、儿茶素、表儿茶素、根皮苷等。研究发现，苹果多酚具有多种生理活性，同时苹果多酚具有很强的抗氧化和抑菌能力，是一种优良的天然食品抗氧化剂与防腐剂。由于肉色泽的变化不仅与肌红蛋白的化学状态有关，肉中脂肪的氧化也与肉色密切相关。孙承锋等研究了苹果多酚对透氧保鲜膜包装的鲜猪肉的色泽稳定性及脂肪氧化的影响。结果表明，苹果多酚能明显抑制肉中脂肪的氧化，并能提高鲜肉红色的稳定性，单独使用0.05%的苹果多酚，有较好的护色效果。苹果多酚与抗坏血酸或烟酰胺配合使用，抗氧化与护色效果明显增强。0.05%苹果多酚与0.05%烟酰胺配合使用可以使鲜肉在5士1℃条件下贮藏7d后，仍保持稳定的鲜红色，同时TBA值为0.3mg/kg,挥发性盐基氮（TVB-N）值为14.7mg/100g，得出苹果多酚用在鲜肉护色中是可行的。

肉在腌渍时，添加一定量蛋黄粉能使肉制品色泽鲜艳，其发色机理被认为是蛋黄粉中的硫化氢（H2S）具有和亚硝酸盐相似的功能，易于和肉制品中的肌红蛋白结合，产生增色效果。但是使用的蛋黄粉要求是冻干产品或喷雾干燥等瞬间干燥粉末，这样的蛋黄粉中含有大量H2S。采用蛋黄粉末对肉制品进行发色处理，一般添加5%-15%的蛋黄粉末，一定量的食盐、抗坏血酸、砂糖、山梨糖醇等制成酸菜液，然后将肉在酸菜液中浸渍3-50h（一般为20-50h）。如以猪的大腿肉为原料生产火腿，添加肉重40%的酸菜液，酸菜液由9%蛋黄粉末、3%食款、0.3%抗坏血酸、5%山梨糖醇和88%的水组成。经过40h的浸渍处理后在70℃煮沸，然后切成薄片，1h后同使用250mgNaNO2/kg肉按照常法制造的火腿相比，他们的发色效果基本接近而且都很好，但NO2的残留量为：采用蛋黄粉末的残留量为0；而采用亚硝酸钠的残留量为35mg/kg。显然可以看出用蛋黄粉末进行腌制，具有较好的发色效果。

乳铁蛋白是富含在初乳中的一种功能蛋白，因其晶体呈红色，有学者称之为“红蛋白”。有人利用它能抑制铁诱导的脂质过氧化过程所产生的硫代巴比妥酸和丙二醛的生成，具有很好的抗氧化作用，尤其与高氧气调包装结合使用护色效果更为显著。还有研究发现，用生姜提取物、大蒜汁也对肉制品色泽稳定有很大贡献，并能增加风味，延长货架寿命。日本学者从浓缩的葡萄原汁中取一种名叫KP40的物质，添加到腌肉制品中也能防止肉退色变质。

以上这些新型肉制品发色剂，它们在给肉制品提供鲜艳色泽的同时，有的还具有抑菌、增加风味、延长货架期等作用，它们能够使肉制品色、香、味俱佳，而不用担心象硝酸盐和亚硝酸盐发色剂所引起的安全问题。目前，越来越多的科研机构已经涌入到开发新型肉制品发色剂的研究洪流之中，并且已经取得了一些成果。尽管对这些新型发色剂还处于研究探索阶段，相信在不远的将来，人类最终能够找到安全、经济、健康的肉制品发色剂。

腌腊制品的肉色并非越红越好，特别是在腌制过程中，应严格控制亚硝酸盐的用量。为了改善腌腊制品的色泽，增强抑制微生物繁殖及增加风味的作用，目前所用的腌制剂除了食盐等外，还加用了由硝酸盐或亚硝酸盐等制成的混合盐。亚硝酸盐是目前最常用的发色剂，在肉制品中除发色作用外，还有抑菌作用，尤对肉毒梭状芽孢杆菌最有效，另外还有赋香作用，这些都是其他化学物所不能取代的。

然而，当亚硝酸盐用量过大时，其残留部分可使机体血红蛋白的携氧能力丧失，从而引起中毒。另外，亚硝酸盐还可与仲胺结合，形成致癌的亚硝胺，所以应严格控制用量。目前，有的生产单位已改用抗坏血酸、异抗坏血酸、烟酰胺等作为发色剂，以减少亚硝酸盐等发色剂的使用量，从而减少由亚硝酸盐导致的毒性。

色、香、味是人们评价肉制品质量优劣的重要品质特性。色泽首当其冲，显然对人们选购肉制品至关重要，并且在很大程度上直接决定消费者的购买欲。肉制品在加工过程中，适当添加非色素性的化学物质，能够使肉品呈现良好的色泽，这些物质叫做发色剂，并且在使用发色剂的同时，还通常加入一些能促进或辅助发色的还原性物质，这些物质叫做发色助剂。肉制品加工中常用的发色剂有硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钾，常用的发色助剂有L-抗坏血酸及其钠盐、异抗坏血酸及其钠盐、烟酰胺等。但是，亚硝酸盐的安全性问题一直困扰着人类，因为亚硝酸盐能够与多种氨基化合物（蛋白质的分解产物）发生反应，产生致癌的亚硝铵如N-亚硝基二甲胺（N-nitrosodimethylamine）和N-亚硝基吡咯烷（N-nitrosopyrrolidine）等。亚硝铵是目前国际上公认的一种强致癌物，动物实验表明：不仅长期小剂量食用有致癌作用，而且一次摄入足够的量也有致癌作用。因此，国际上对食品中硝酸盐和亚硝酸盐的安全问题非常重视，在没有理想的替代品之前，一直将用量限制在最低水平。随着对肉制品安全性的越来越重视，硝酸盐和亚硝酸盐的用量受到严格限制，世界各国的肉类科研机构和厂家都在积极寻找安全可靠、经济适用、能替代硝酸盐和亚硝酸盐的肉制品发色剂。