亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期安全品质的影响

培根（Bacon）起源于西方国家，是由猪肋腹部肉经盐水注射、真空滚揉、干燥、烟熏等工艺制成的低温西式肉制品[1]。西式培根因具有肥瘦均匀、咸淡适中、风味醇厚等特点，深受世界各国消费者喜爱，西式培根产品在我国市场所占份额及生产规模逐年扩大。然而，前期通过对市售10 种品牌西式培根产品营养及安全品质进行调查研究发现，市售西式培根产品间营养成分差异较大，大部分产品中均检出致癌物N-亚硝胺，特别是许多样品中N-二甲基亚硝胺（N-nitrosodimethylamine，NDMA）含量均超过GB 2762—2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》[2]规定的限量值（3.0 μg/kg），因此，西式培根产品的安全性引起广泛关注。影响腌肉制品中N-亚硝胺形成的因素是多方面的，包括原料肉新鲜程度、硝酸盐/亚硝酸盐添加量、加工和贮藏条件等[3]。其中，硝酸盐/亚硝酸盐的添加具有发色、抗氧化、提高风味和抑制致病菌（肉毒梭状芽孢杆菌）生长繁殖的作用[4]。但是，硝酸盐/亚硝酸盐也会与肉制品富含的蛋白质分解产物（如二级胺）在一定环境和条件下经亚硝化反应生成N-亚硝胺[5]。因此，在尽可能发挥亚硝酸盐以上作用的同时，应尽量降低致癌物N-亚硝胺的形成量。GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》[6]规定，腌肉制品中亚硝酸盐的最大添加量为0.15 g/kg，但降低亚硝酸盐添加量对西式培根产品贮藏过程中的品质和安全性有何影响鲜有文献报道。本研究对不同亚硝酸盐添加量西式培根产品贮藏过程中的感官评分、菌落总数、pH值、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid resctive substances，TBARs）值、亚硝酸盐残留量、8 种生物胺及7 种N-亚硝胺含量进行测定，通过分析比较不同亚硝酸盐添加量对西式培根产品品质和安全性的影响，为提高西式培根品质稳定性和安全性提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜猪肋条肉天津市康宁肉制品有限公司；胡椒、生姜、花椒、八角、辣椒、食盐、白糖、鸡蛋、味精、白酒、葡萄糖天津市红旗农贸综合批发市场；复合磷酸盐、卡拉胶郑州凯之裕食品添加剂有限公司；亚硝酸钠、抗坏血酸钠、烟酰胺、大豆分离蛋白粉（均为食品级）郑州裕和食品添加剂有限公司。

二氯甲烷（色谱纯）、乙腈（色谱纯）、氯化钠、无水硫酸钠天津市风船化学试剂科技有限公司；硫酸、高氯酸、丙酮、丹磺酰氯、氨水、氢氧化钠、碳酸钠、硼砂、亚铁氰化钾、乙酸锌、无水对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、硫代巴比妥酸（thiobarbital acid，TBA）、三氯乙酸、丁基羟基茴香醚、乙二胺四乙酸、氯仿、氯化钾国药集团化学试剂有限公司；7 种N-亚硝胺（NDMA、N-二乙基亚硝胺（N-nitrosodiethylamine，NDEA）、N-甲基乙基亚硝胺（N-nitrosomethylethylamine，NMEA）、N-二丁基亚硝胺（N-nitrosodibutylamide，NDBA）、N-二丙基亚硝胺（N-nitrosodipropylamine，NDPA）、N-亚硝基哌啶（N-nitrosopiperidine，NPIP）、N-亚硝基吡咯烷（N-nitrosopyrrolidine，NPYR））标准品、8 种生物胺（色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺、精胺及亚精胺）标准品美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

7890A气相色谱仪（配备氮磷检测器）、1200高效液相色谱仪（配备紫外吸收检测器）美国安捷伦公司；PB-10酸度计德国赛多利斯科学仪器有限公司；RE-2000A旋转蒸发仪上海亚荣生化仪器厂；DW-5120低温泵上海振捷实验设备有限公司；LLJ-A10T1搅拌机广东小熊电器有限公司；HS07-314恒温水浴锅天津华北实验仪器有限公司；BZSQ-II盐水注射器、BVRJ-40真空滚揉机、BYXX-50烟熏炉浙江嘉兴艾博实业有限公司；ST40R离心机美国Thermo公司；18Basic匀浆机德国IKA公司；FA2004精密电子天平上海精密科学仪器有限公司；T6新世纪型紫外-可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司；CM-5色差仪日本Konica Minolta公司；UKOEO猛犸象烤箱珠海家宝德科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西式培根的制备

基础腌制液配方：100 kg猪肋条肉，配制20 kg腌制液（腌制液注射量20 mL/100 g）；在提前熬制好的20 kg香料水（五香风味）中添加食盐1.8 kg、复合磷酸盐0.3 kg、异抗坏血酸钠0.011 kg、白糖1 kg、大豆分离蛋白粉0.16 kg、烟酰胺0.02 kg、葡萄糖0.4 kg、鸡蛋液0.4 kg；将配制好的腌制液置于0～2 ℃冷库中冷却备用。

工艺流程：原料肉选择、整理→注射腌制液→真空滚揉→静腌→干燥→烟熏→冷却→速冻→切片→真空包装→（4±1） ℃贮藏

操作要点：1）原料肉选择、整理：选择肥瘦比例适中的猪肋条肉，切成宽6～8 cm、长40～45 cm的肉条，置于0～2 ℃冷库中备用；2）注射腌制液：将配制好的腌制液通过均质机均质后，按照20 mL/100 g注射量用盐水注射机注入原料肉中；3）真空滚揉：将注射后的原料肉放入真空滚揉机中，设置正反滚揉各15 min，间歇5 min，完成第1次真空滚揉，取出放入不锈钢盆中，上覆保鲜膜，置于0～2 ℃冷库中静腌2 h，再进行相同方式的第2次真空滚揉，然后置于0～2 ℃冷库中静腌12 h；4）干燥、烟熏、冷却：将滚揉好的原料肉吊挂在架车上，推入烟熏炉中，在80 ℃条件下热风干燥1 h，然后在55 ℃条件下烟熏5 h，烟熏结束后，取出、冷却；5）速冻、切片、真空包装：将冷却至室温的西式培根在-35 ℃速冻箱中速冻1 h，之后用冻肉切片机切成2 mm薄片，真空包装，（4±1） ℃贮藏。

烧烤培根：打开真空包装袋，将西式培根片摆在铺好锡纸的烤盘中，放入烤箱，上下火皆为200 ℃条件下烤制5 min。

1.3.2 实验方案设计

共设置4 组，每组肉质量5.0 kg：1）空白对照（control check，CK）组：向西式培根原料肉中注射20 mL/100 g不含有亚硝酸钠的基础腌制液；2）低亚硝酸盐添加量（low nitrite content，LNC）组：在基础腌制液中添加0.08 g/kg亚硝酸钠（按原料肉质量计，下同）；3）中亚硝酸钠添加量（medium nitrite content，MNC）组：在基础腌制液中添加0.12 g/kg亚硝酸钠；4）高亚硝酸盐（high nitrite content，HNC）组：在基础腌制液中添加0.15 g/kg亚硝酸钠；HNC、MNC、LNC组腌制液注射量均为20 mL/100 g。按照1.3.1节制备加工4 组西式培根成品，速冻、切片后真空包装，（4±1） ℃贮藏，分别在贮藏0、5、10、15、20、50 d对各样品进行感官评分、菌落总数、pH值、TBARs值、亚硝酸盐残留量、8 种生物胺及7 种N-亚硝胺含量测定，分析亚硝酸盐添加量对西式培根安全品质的影响，实验均重复3 次。其中感官评分在烤箱烤制后评定，其他参数烤制前测定。

1.3.3.1 感官评定

选择10 位食品专业富有经验的师生组成感官评定小组，对烧烤（200 ℃/5 min）后的西式培根按照表1的评定标准进行评定。样品采用统一碟子盛装，3 位数随机编号，要求感官评定人员每评定1 个样品后均以清水漱口，且整个评定过程中各评定人员相互独立，杜绝交谈。评分结果去掉最高分和最低分，取剩下8 组数据的平均值计为样品得分。

1.3.3.2 菌落总数测定

参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》。

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》。

1.3.3.4 TBARs值测定

参考Faustman等[7]的方法。

1.3.3.5 亚硝酸盐残留量测定

参照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》。

1.3.3.6 生物胺含量测定

参照杜智慧[8]的方法。

1.3.3.7 N-亚硝胺含量测定

参照GB 5009.26—2016《食品安全国家标准食品中N-亚硝胺类化合物的测定》。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2010软件进行数据基本运算，采用Statistix 8.1软件进行显著性分析；采用SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期感官品质的影响

由表2可知，冷藏0 d时，HNC、MNC和LNC 3 组烧烤熟制西式培根的色泽评分均在9.0以上，且三者差异不显著。对于CK组，由于没有添加亚硝酸盐，产品色泽呈暗灰色。在50 d的冷藏过程中，各组烧烤西式培根红色均呈缓慢下降趋势，冷藏50 d时，LNC组红色偏浅淡（色泽评分7.4），HNC组枣红色略偏暗（色泽评分7.8），MNC组色泽评分仍然较高（8.0），而CK组色泽评分降为4.5 分，外观色泽较暗，没有光泽。因此，如果仅为了发色效果，亚硝酸盐添加量可降为0.12 g/kg，甚至可降为0.08 g/kg。由于本研究加工的西式培根经过腌制（腌制液中含有多种香辛料成分）和5 h的低温熏制过程，形成了产品独有的鲜香、浓郁熏制香味，4 组烧烤西式培根的气味分值差异不显著。CK组由于色泽分值较低和产品粗糙，滋味和整体可接受度评分显著低于其他3 组（P＜0.05），而HNC、MNC和LNC 3 组间差异不显著。

2.2 亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期菌落总数的影响

菌落总数是评价肉制品生物安全的重要指标[9]。由图1可知，4 组西式培根贮藏前期（0～20 d）的菌落总数呈极缓慢上升趋势，均维持在2.0～2.5 （lg（CFU/g）），呈波动变化，贮藏后期（20～50 d），4 组西式培根菌落总数均呈显著升高趋势，贮藏末期（50 d），CK组的菌落总数升高至4.0 （lg（CFU/g）），但仍符合国标要求的5.0 （lg（CFU/g）），而LNC（3.3 （lg（CFU/g）））、MNC（2.9 （lg（CFU/g）））和HNC（2.6 （lg（CFU/g）））3 组的菌落总数均低于3.5 （lg（CFU/g））。各组西式培根菌落总数控制在较低水平的原因可归因于几方面的屏障效应：一是真空包装可阻隔空气中氧的作用，抑制或减缓好氧性微生物的生长繁殖；二是培根烟熏时的熏烟成分[10]（酚类、醛类、酮类物质等）均具有抑菌作用；三是培根中添加了亚硝酸盐，亚硝酸盐具有很强的抑制微生物繁殖作用，特别是可以抑制肉毒梭状芽孢杆菌生长；四是培根的pH值处于较低水平。因此，HNC组西式培根的菌落总数在4 组中一直是最低的，其次为MNC组和LNC组，CK组的菌落总数最高。

2.3 亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期pH值的影响

pH值是肉制品质量检测的重要指标，pH值的大小和变化规律可直接反映肉制品中微生物的生长繁殖情况[11]。由图2可知，整个贮藏期，4 组西式培根贮藏前期（0～20 d）的pH值呈极缓慢降低趋势，在pH 5.4～5.8呈波动变化，这可能是由于真空包装、冷藏条件下西式培根产品中存在的细菌组成不同，贮藏初期包装袋内残存的少量氧气可以使某些好氧微生物繁殖，代谢产酸后使产品pH值下降，低pH值环境下，产品中的腐败微生物得到很好控制，这也解释了4 组西式培根贮藏前期（0～20 d）菌落总数较低的原因（图1）。此外，烟熏过程中产生的甲醛不仅本身具有防腐性，而且还能与蛋白质或氨基酸等所含的游离氨基结合，使碱性减弱，酸性增强，从而降低产品pH值，同时也能增加产品的防腐作用。贮藏中后期时，厌氧嗜冷性微生物类群开始占据主导地位，成为产品中的特定腐败菌[12]，产品pH值逐渐升高，贮藏50 d时，各组pH值显著高于贮藏20 d的pH值（P＜0.05），CK组pH值（5.7）显著低于其他3 组（P＜0.05），这进一步解释了CK组贮藏结束时感官品质较差的原因，培根产品在低pH值条件下加热，蛋白质保水性降低，使得产品蛋白质变性时失水严重，从而造成口感粗糙。

2.4 亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期TBARs值的影响

TBARs值是评价生鲜猪肉脂肪氧化程度的重要指标，一般不高于0.5 mg/kg[13]，主要反映脂肪次级氧化产物丙二醛的含量[14]。

由图3可知，整个贮藏期，4 组西式培根的TBARs值整体呈现下降趋势，从高到低顺序依次为CK组＞LNC组＞MNC组＞HNC组。刚加工的培根产品TBARs值较高的原因可能是培根加工过程中，在氧气、光、热等加工条件下，催化或促进产品发生轻度脂质氧化[15]，进而产生某些醛类、酯类、醇类等风味物质[16]，特别是醛类物质使TBARs测定值较高。

本研究中4 组培根产品冷藏过程中TBARs值呈逐渐降低的变化趋势，与许多学者报道肉制品在冷藏过程中TBARs值升高的变化趋势不一致[17-19]，分析其原因，可能是由于西式培根加工过程中的烟熏环节可产生具有极强抗氧化作用的酚类物质（如烷基酚类、愈创木基型酚类和紫丁香基型酚类）[10]，加之亚硝酸盐的强抗氧化作用，二者共同作用可很好地控制脂肪的进一步氧化。此外，产品冷藏过程中，各种小分子风味物质之间也许会发生交互作用，形成新的物质[19]，这可能是造成贮藏期间各组产品TBARs值波动的原因。

2.5 亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期亚硝酸盐残留量的影响

GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定，肉制品中亚硝酸盐的使用量不得超过0.15 g/kg，且腌肉制品中的亚硝酸盐残留量应≤30 mg/kg。由图4可知，4 组西式培根产品中亚硝酸盐残留量均未超过GB 2760—2014规定的腌肉制品亚硝酸盐残留量限量标准（≤30 mg/kg）。在整个贮藏期，除未添加亚硝酸盐的CK组亚硝酸盐残留量几乎为0外，其他3 组产品亚硝酸盐残留量均呈下降趋势，且从高到低的顺序依次为HNC组＞MNC组＞LNC组，说明产品中亚硝酸盐残留量与亚硝酸盐添加量呈正相关。产品冷藏过程中亚硝酸盐残留量呈显著降低趋势的原因可能是添加的亚硝酸盐在充分发挥其护色、抑菌和抗氧化等作用过程中会不断消耗，也可能是残存的亚硝酸盐会发生分解。

2.6 亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期生物胺含量的影响

肉制品中生物胺生成的条件包括三方面：形成生物胺的前体物质（游离氨基酸）；能够产生氨基酸脱羧酶的微生物；具有适合脱羧反应条件和适宜微生物生长的环境[20]。因此，产品中微生物的代谢活动是影响肉制品中生物胺形成的重要因素。

由表3可知，整个贮藏期，4 组西式培根中检测到的5 种生物胺（色胺、苯乙胺、尸胺、组胺和精胺）及生物胺总量大体呈先增加后降低的变化趋势。其中，组胺含量（除极个别样品外）基本均在欧盟规定的限量（100 mg/kg）范围内，生物胺总量未超过美国食品药品监督管理局规定的限量（1 000 mg/kg）[21]。4 组西式培根产品中均未检测到毒性较大的酪胺以及增强组胺毒性的腐胺，说明本研究的4 组西式培根贮藏期间由于微生物数量较少（图1，菌落总数均不超过4.0 （lg（CFU/g））），各组的生物胺形成量也相对较低。因此，本研究的4 组西式培根在生物胺方面相对比较安全。

2.7 亚硝酸盐添加量对西式培根贮藏期N-亚硝胺含量的影响

亚硝酸盐因其特殊作用被广泛应用于腌肉制品加工，但是亚硝酸盐作为N-亚硝胺的前体物极易与二级胺类物质发生反应，生成强致癌物质N-亚硝胺。由表4可知，整个贮藏期，4 组西式培根中检出的7 种N-亚硝胺及总量整体呈降低趋势，这是由于生成N-亚硝胺的前体物亚硝酸盐在西式培根中的残留量逐渐降低的缘故。

N-亚硝胺对人体器官有明显的亲和性，结构不同的N-亚硝胺会有选择性地诱发特定器官肿瘤，如NDMA经口服摄入可引起肝癌，NDEA可引起肾癌、食管癌，NDBA还可引起膀胱癌[22-23]。GB 2762—2012规定，肉制品（肉类罐头除外）中NDMA含量不得超过3.0 μg/kg。在整个贮藏期间，MNC组和HNC组西式培根的NDMA含量均超过国家限量标准（3.0 μg/kg）。在本研究测定的N-亚硝胺中，NDEA含量最高，有研究表明，NDEA在肉制品中更容易形成[24]。NMEA和NDPA含量较低。NDBA一般存在于用橡皮袋包装的肉制品中，其本身不是在肉制品中形成的，而是从包装袋迁移到肉制品中的，所以，本研究测得的NDMA由包装袋迁移至肉制品中。NPIP和NPYR含量较高，NPIP可能与直接前体物质哌啶的存在有关，有研究[25-27]指出，肉制品加工过程中添加的较多调味料（本研究的香料水由胡椒、生姜、花椒、辣椒等熬制而成）可能是哌啶和哌啶衍生物（如胡椒碱）的主要来源。我国对肉制品中的NPYR限量没有作出规定，但本研究检测到的NPYR含量均未超过美国食品药品监督管理局对肉制品中NPYR的限量要求（≤10 μg/kg）[28]。从NDMA的形成量来看，亚硝酸盐添加量会影响到西式培根的安全性，所以，在西式培根制作过程中如何降低产品N-亚硝胺含量对于腌肉制品安全品质控制具有非常重要的意义。

3 结论

贮藏期间，CK组西式培根色泽灰暗，整体外观较差，HNC、MNC和LNC组的色泽、滋气味和整体可接受性呈缓慢下降趋势，贮藏50 d时，HNC、MNC和LNC组西式培根色泽美观，特别是MNC组仍保持枣红色，香味浓郁，感官评分最高。随着贮藏期的延长，4 组产品的各项指标变化有所不同，贮藏前期（0～20 d），菌落总数在2.0～2.5 （lg（CFU/g））波动，后期虽呈增长趋势，但未超过4 （lg（CFU/g）），pH值和TBARs值呈先缓慢降低后升高趋势，亚硝酸盐残留量在整个贮藏期一直呈降低趋势，且各组亚硝酸盐残留量与亚硝酸盐添加量呈正相关；生物胺含量未呈规律性变化，整体处于安全水平；各组N-亚硝胺的形成量整体呈降低趋势，其中MNC和HNC组的NDMA检出量均超过3.0 μg/kg，且与亚硝酸盐添加量呈正相关。由此说明，亚硝酸盐添加量影响西式培根的安全性，在保证西式培根产品品质及安全的前提下，亚硝酸盐添加量应低于0.12 g/kg。

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