中國肉類食品綜合研究中心、貴州大學釀酒與食品工程學院、貴州省農畜產品貯藏與加工重點實驗室的Li Mingming等綜述了加工過程中內源蛋白酶活性的變化以及減鈉策略、內源蛋白酶活性與產品質量的關系，并提出鈉替代與介導腌制相結合的減鈉策略觀點，旨在為干腌肉制品腌制技術的發(fā)展提供新視角，有助于干腌肉制品行業(yè)應對低鈉的挑戰(zhàn)。
2023年6月16日
來源：動物源食品科學微信公眾號
干腌肉制品以其獨特的風味和豐富的營養(yǎng)，在許多國家和地區(qū)特別受歡迎，干腌火腿、干巴、鴨肉、羊肉干和牛肉干屬于典型的干腌肉制品。干腌過程中需要大量的食鹽以防止變質，同時提高產品的質量特性，導致終產品中較高的鹽含量。目前，每日食鹽攝入量估計為9~12 g，遠超過世界衛(wèi)生組織（WHO）建議每天5 d的攝入量。過量攝入食鹽會增加健康風險，如高血壓、心血管疾病和腎臟疾病。飲食與健康的關系越來越受到人們的關注。低鈉干腌肉制品的研究和生產一直是研究和商業(yè)的熱點。如何在保證產品質量安全的同時，降低腌肉制品中的鈉含量，是干腌肉制品行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。
蛋白質水解是加工過程中重要的生化反應之一，對干腌肉制品的質構、風味和營養(yǎng)價值有重要影響。內源性蛋白酶是限制蛋白質水解的重要因素之一。因此，從內源蛋白酶的角度考慮減鈉策略十分具有可行性。
減鈉策略對內源性蛋白酶活性的影響
鹽的組成和加工技術是加工過程中內源蛋白酶活性的主要影響因素。減鈉策略意味著鹽組成和加工技術的變化，將導致內源性蛋白酶活性的變化。目前，NaCl被氯化鹽（KCl、CaCl2、MgCl2和ZnCl2等）部分取代是主要的減鈉策略。鈉替代策略對內源性蛋白酶活性的影響已被逐步揭示。對豬肌肉蛋白酶的體外分析結果表明，CaCl2、MgCl2、NaCl和KCl抑制組織蛋白酶、二肽基肽酶（DPP）III、DPP IV和丙氨酸氨基肽酶（AAP）活性。少量的MgCl2（<0.2 mol/L）、NaCl和KCl可以激活精氨酸氨基肽酶（RAP），而CaCl2表現(xiàn)出較強的抑制作用。低含量的KCl、CaCl2和MgCl2可以促進DPP I活性。用KCl、CaCl2、MgCl2和ZnCl2代替15%NaCl，發(fā)現(xiàn)MgCl2、CaCl2促進組織蛋白酶B活性，而ZnCl2抑制組織蛋白酶H和L活性。除單鹽替代外，多鹽氯化物同時替代NaCl也逐漸得到研究和應用。比較不同的減鹽配方（配方I，100%NaCl；配方II，50%NaCl＋50%KCl；配方III，55%NaCl＋25%KCl＋15%CaCl2＋25%MgCl2），配方II降低組織蛋白酶B活性、增加DPP-IV和亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性的作用最顯著。配方III則降低了DPP-II、AAP和MAP活性。此外，一些氨基酸（L-His、L-Lys和L-Arg）也被用作NaCl替代品。39.7%NaCl、51.3%KCl、7%L-Lys和2%L-His的低鹽配方不僅抑制了組織蛋白酶B和L的活性，而且降低了組織酶B和L相對表達。
研究者提出了調節(jié)鹽和水分在基質中遷移的滲透擴散途徑的介導腌制策略。介導腌制策略包括：物理介導，如高壓（HP）、超聲波（US）和脈沖電場（PEF）；以及外源性物質介導，如糖和甘油。其中，與傳統(tǒng)加工技術相比，物理介導的腌制技術被認為更環(huán)保、節(jié)能，還可以縮短加工時間。HP是干腌肉制品中應用最廣泛的綠色加工技術，其可以通過改變鹽和蛋白質之間的相互作用增強咸味感知，從而促進鈉離子的釋放。US引起的空化作用可以促進NaCl的擴散和均勻化。這主要是因為US可以通過破壞肌肉結構、改變肉基質，從而降低肉類腌制過程中的內外阻力，加速NaCl向肉類的滲透，增強傳質。對于PEF，其通過破壞細胞組織和影響傳質來促進NaCl擴散。PEF誘導的電穿孔已被證明可以增加肉制品中的肌原纖維間距，以促進質量轉移，從而增加肌肉對NaCl的吸收。在300 MPa和400 MPa下，HP提高了DPP IV的活性，而DPP I、DPP II和DPP III的活性降低。同樣，氨基肽酶的活性也因HP而減弱。當使用US輔助熱處理改善缺陷干腌火腿的蛋白水解時，在1 000 W、50°C下，組織蛋白酶B＋L和DPP I的活性分別降至24.71%和48.71%。在干腌肉制品加工過程中，介導技術與內源性蛋白酶的潛在關系尚未被完全揭示。介導腌制技術的應用顯示出調節(jié)干腌肉制品中內源性蛋白酶活性的潛力，但其潛在的相互關系有待進一步闡明和證實。
減鈉策略對干腌肉制品質量的影響
NaCl對干腌肉制品的質量形成具有突出貢獻。NaCl不僅可以促進蛋白質的溶解，有利于蛋白質凝膠的形成，而且可以通過影響脂質氧化和蛋白質降解改善產品的質構和風味。因此，與傳統(tǒng)產品相比，低鈉干腌肉制品的質量發(fā)生變化。
Strecker醛是干腌肉制品中氣味活度值較高的揮發(fā)性化合物，與消費者可接受性高度相關。鈉替代策略可以增加干腌肉制品中Strecker醛（3-甲基丁醛和2-甲基丁醛）的含量。其他揮發(fā)性化合物，如醛類、酯類和醇類等，也受到鈉替代策略的影響。使用70%KCl代替NaCl促進了干腌臘肉中揮發(fā)性化合物（總醛、總醇、總酯、乙酸等）的產生。己醛是最豐富的線性醛，與酸敗氣味有關。使用40%KCl和60%NaCl的腌制劑增加了己醛含量，而55%NaCl＋25%KCl＋15%CaCl2＋5%MgCl2的腌制劑不僅降低了己醛含量，還增加了醇含量，這可能是由于多種氯化物鹽的同時替代有助于干腌肉制品風味的形成。同樣，HP（600 MPa、0°C）處理降低了己醛含量，并使香氣變得更具青香和怡人。不僅如此，金華火腿中149種鑒定的揮發(fā)性化合物中有147種受到HP的影響。另一項研究表明，HP降低了直鏈醛（戊醛、己醛、庚醛和壬醛）的含量，對干腌火腿的風味產生積極影響。就滋味而言，鈉替代策略會導致苦味和金屬味，尤其是當NaCl替代率超過40%時。用KCl代替50%NaCl的干腌兔腿具有較低的滋味評分，而添加谷氨酸鈉并沒有改善這種評分。評價金屬離子與味覺的潛在相關性發(fā)現(xiàn)，CaCl2與苦味氨基酸和苦味后味呈正相關，而MgCl2與苦味和陳味氨基酸呈正相關。此外，KCl還可顯著改善異味氨基酸和苦味回味。如上所述，適當?shù)穆然锾娲壤粌H降低了鈉含量，而且避免了令人愉快滋味的損失。不幸的是，鈉替代策略可能會減弱咸味，這對干腌肉制品的滋味產生強烈的負面影響。物理介導的腌制技術有可能改善這種負面影響。HP引起肌原纖維的微觀結構變化和蛋白質變性，釋放出包覆的鈉離子，從而增加咸味。
減鈉策略對干腌肉制品的質構參數(shù)也有顯著影響。比較不同的減鹽配方（配方I，100%NaCl；配方II，50%NaCl＋50%KCl；配方III，45%NaCl＋25%KCl＋20%CaCl2＋10%MgCl2；配方IV，30%NaCl＋50%KCl＋15%CaCl2＋5%MgCl2），結果表明，配方II增加了干腌Lacón的剪切力，而其余的減鹽配方沒有顯著差異；類似地，配方IV對干腌鹿肉的剪切力也沒有顯著影響。在其他干腌肉制品中，據(jù)報道，30%KCl和70%NaCl的低鹽配方可以提高干腌里脊肉的硬度和咀嚼性。類似地，30%NaCl＋50%KCl＋15%CaCl2＋5%MgCl2的腌制劑也顯著改變了干腌里脊的質構參數(shù)（內聚力除外）。50%KCl＋50%NaCl的腌制劑顯著影響了干腌Cecina的彈性。HP會破壞肌肉的微觀結構，從而影響干腌肉制品的質地。HP（500 MPa）處理干腌火腿后，股二頭肌和半膜肌間隙減小，肌纖維束結合更緊密，導致硬度增加。HP（600 MPa）處理不僅增加了干腌火腿的硬度和黏性，而且降低了膠著性和糊口感。此外，在超聲波輔助熱處理的缺陷干腌火腿中觀察到黏附性降低和硬度增加。
關于顏色，鈉替代策略和100%NaCl之間沒有顯著差異。HP（350~400 MPa）處理使干腌肉的L*增加、a*降低，且與壓力顯著相關（r=0.95）。在600 MPa下處理6 min的干腌火腿中也觀察到類似現(xiàn)象。
介導腌制可能改善鈉替代的負面影響
苦味肽是干腌肉制品產生苦味的主要因素。DPPs和氨基肽酶是影響干腌肉制品中小肽和游離脂肪酸（FAAs）的關鍵內源性蛋白酶。體外實驗表明，低水平的KCl、CaCl2和MgCl2可以提高DPP I活性，這可能導致苦味肽的積累。盡管高水平的氯鹽可以部分抑制內源性蛋白酶的活性，但其引起的金屬味會損失產品的滋味。介導腌制可能是改善這種負面影響的一種策略。HP可以抑制內源性蛋白酶活性；US具有提高氨基肽酶活性以加速肽降解的潛力。這些方法均可能對減少苦味肽的積累，具有潛在的調節(jié)作用。
US可使肌纖維斷裂，對細胞膜造成損傷，并加速細胞中酶的釋放。已有研究證明，US處理可以通過促進組織蛋白酶從溶酶體中排出增加組織蛋白酶的活性。因此，US有可能改善由氯鹽代替NaCl引起的組織蛋白酶活性損失。同樣，HP也可以促進肌肉細胞中酶的釋放。這些技術均具有保持組織蛋白酶活性的潛力，從而促進FAAs和肽等滋味物質的釋放，有利于提高干腌肉制品的風味。
總體而言，鈉替代與介導腌制相結合生產高質量低鈉干腌肉制品是可行的。然而，將這一策略應用于干腌肉制品還需要更多的探索。合理設計技術參數(shù)是該策略未來的挑戰(zhàn)。
Future perspectives
鈉替代是目前主要的減鈉策略。然而，鈉替代對干腌肉制品的負面影響（苦味、金屬味、咸味損失和異味）仍然存在，這影響了消費者的接受度。目前，一些增味劑（谷氨酸鈉、堿性氨基酸、酵母提取物等）也被考慮用于減鹽，并取得了良好效果，然而其主要用于發(fā)酵香腸和魚類產品。此外，二價金屬離子的滲透和擴散速率比單價金屬離子慢，導致aw緩慢下降和加工時間延長。介導腌制技術有可能改善鈉替代策略的負面影響。例如，US具有提高氨肽酶活性以加速肽降解的潛力，這有利于降低產品的苦味?；诟视?、山梨醇和木糖醇的介導腌制可降低肉基質中的aw，這有可能加速由二價金屬離子引起的aw緩慢下降。選擇合適的組合方案可以維持內源蛋白酶活性的平衡，使蛋白水解度穩(wěn)定在合適的范圍內。替代法與介導腌制相結合的策略，一方面降低了鈉含量，另一方面可以防止過度或不充分的蛋白水解導致產品缺陷。這將有助于促進低鈉干腌肉制品生產技術的發(fā)展。因此，探索鈉替代與介導腌制相結合的方案值得進一步研究。這有利于降低干腌肉加工中的鈉含量，提高產品質量。此外，該策略還改善了干腌肉制品的健康特性。這將促進綠色低鈉臘肉制品的發(fā)展，有助于臘肉生產企業(yè)應對未來的挑戰(zhàn)。
Abstract
NaCl is the main curing agent in dry-cured meat products,and a large amount of NaCl addition leads to high salt content of final products.Salt content and composition are important factors affecting the activity of endogenous proteases,which in turn could affect proteolysis as well as the quality of dry-cured meat products.With the increasing emphasis on the relationship between diet and health,reducing sodium content without sacrificing quality and safety of products is a great challenge for dry-cured meat industry.In this review,the change of endogenous proteases activity during processing,the potential relationship between sodium reduction strategy,endogenous proteases activity,and quality were summarized and discussed.The results showed that sodium replacement strategy and mediated-curing had a complementary advantage in influencing endogenous proteases activity.In addition,mediated-curing had the potential to salvage the negative effects of sodium substitution by affecting endogenous proteases.based on the results,a sodium reduction strategy that sodium replacement in conjunction with mediated-curing based on endogenous proteases was proposed for the future perspective.
2023年6月16日
來源：動物源食品科學微信公眾號
