天然食品類替代物
一、蛋黃粉
蛋黃粉是新型肉制品發色劑之一。最先是陳寶妹[6]發明了用蛋黃粉代替亞硝酸鹽作為肉制品發色劑并應用于魚肉、畜肉中。使用的蛋黃粉是以新鮮雞蛋為原料，經過凍干或噴霧干燥等過程制成粉質（含大量硫化氫，其發色機理被認為是蛋黃粉中硫化氫具有與亞硝酸鹽相似功能（易與肌紅蛋白結合），而呈現鮮艷的紅色。
將5%~15%的蛋黃粉末，適量食鹽、抗壞血酸等的酸菜液中浸漬3~50 h，能使肉制品發色良好、色澤鮮艷。添加適量的食鹽、白砂糖、抗壞血酸、山梨糖醇等促進發色與縮短浸漬時間；因產品形態大小、目的不同，選取合適浸漬時間。
用9%蛋黃粉末和適量的抗壞血酸、食鹽、山梨糖醇、水制成的酸菜液腌漬豬肉與使用250 mg/kg 的亞硝酸鈉腌制的火腿顏色相近，但無亞硝酸鹽殘留。然而，使用亞硝酸鈉腌漬肉的硝酸鈉殘留量為35 mg/kg，明顯用蛋黃粉末進行腌制是安全可行的[7]。
二、芹菜粉
芹菜含有多種維生素、礦物質和黃酮類化合物，是一種天然硝酸鹽資源庫，硝酸鹽含量為2100 mg/kg。任小青等人[8]研究了3 種發酵芹菜粉替代亞硝酸鹽生產風干臘腸，結果表明在風干臘腸生產中，發酵芹菜粉可替代亞硝酸鹽進行發色、抗氧化作用。
天津農學院研究團隊對芹菜粉研究較多，劉彩紅等人[9]研究發現FCPmlz，FCP506，FCP504這3種芹菜粉均能起很好的抗氧化作用和抑制揮發性鹽基氮的產生。芹菜粉均能阻斷N-亞硝胺的合成，而肉制品色澤與使用硝酸鹽發色區別幾乎可以忽略。
Sebranek J G等人[10]研究發現，芹菜粉約含有3%的硝酸鹽，將0.2%~0.4%的芹菜粉加入到肉制品中可保持腌肉制品良好色澤與風味，過量會產生異味，可見芹菜粉可以替代亞硝酸鹽用于肉制品的發色、抑菌及抗氧化作用。
三、天然調味品
蔥、蒜、洋蔥是天然調味品。生姜有抗脂肪氧化功效，活性成分為姜辣素和六氫姜黃素，可防止油脂氧化。大蒜中的化學成分S - 鏈烯基半胱氨酸亞砜及其含硫成分，如二烯丙基二硫化物和二烯丙基三硫化物可抑制硝酸還原菌的生長[11]。
大蒜在切片時會產生大蒜素（一種抗真菌化合物）。姜黃可抑制金黃色葡萄球菌與肉毒梭狀桿菌，具有相當甚至優于亞硝酸鹽和抗壞血酸的強大的抗氧化性能[12]。
02
色素替代物
一、紅曲紅色素
紅曲紅色素，即紅曲色素，是紅曲霉的次級代謝產物。紅曲紅色素具有優異性能，如耐高溫、耐氧化、pH 值穩定和獨特的蛋白著色效果，是一種安全、無毒、高效的色素。
在發酵香腸制作中具有良好抗菌抑菌作用，在肉品低硝研發中效果顯著[13]。姚波等人[14]直接用紅曲紅色素作為發色劑代替亞硝酸鹽腌漬臘腸，結果表明添加紅曲紅色素0.03 g/kg 時，與添加亞硝酸鈉質量濃度0.15 g/kg 效果相近。
作為肉制品發色劑，紅曲紅色素生產成本過高，紅曲色素的提純及光穩定性，以及紅曲紅色素中的潛在危害性（桔霉素） 是影響紅曲紅色素擴大應用的主要攔路虎。故而，深入研究紅曲霉深層發酵過程，提高功能性紅曲活性成分含量與紅曲紅色素的光穩定性，是紅曲行業亟待解決的問題[15]。
二、甜菜紅
甜菜紅，又叫甜菜根紅，是一種天然色素，主要成分為甜菜花青素和甜菜黃素。試驗表明，添加甜菜紅32 mg/kg 的樣品，與添加50 mg/kg 亞硝酸鹽樣品對照色澤相似，但風味稍差；可通過加入一定量的抗壞血酸來優化。但甜菜紅對熱不穩定，故需加入茶抽汁和抗壞血酸以提高其熱穩定性[16]。
Sebranek J G 等人[17]將噴霧干燥的瑞士甜菜粉作為亞硝酸鹽的天然來源，其優點是不含過敏原。甜菜粉與芹菜粉類似，應以一定的濃度使用，過量會導致效果相悖。
三、番茄紅素
番茄紅素是存在于番茄、西瓜、辣椒等果蔬中的天然類胡蘿卜素，其晶體深紅，安全性高，著色色調自然，具有多種保健功能，如抗氧化、降血脂、提高免疫力、預防癌癥等[18-19]。
番茄紅素，具有呈色和抗氧化作用，同時易于氧化和異構化，穩定性較差，嚴重限制了其應用。而富含番茄紅素的番茄醬、番茄粉、番茄皮渣等番茄制品比番茄紅素純品穩定得多，且番茄制品呈酸性，可減緩微生物生長，提高產品貯藏穩定性并提高良好風味及良好色澤，因而番茄紅素及其制品為研究亞硝酸鹽替代品提供了可能。
四、胭脂樹紅
胭脂樹紅是從胭脂樹的果皮中提取的紅橙黃天然色素。胭脂樹紅對熱、光和氧穩定，安全無毒，無任何致突變、致癌和遺傳毒性作用。有研究發現，胭脂樹提取物對產氣莢膜梭菌和肉毒梭菌株有抗菌活性，具有抑制作用[20-21]；
Zarringhalami S 等人[22]研究發現，在香腸中使用胭脂樹紅部分代替亞硝酸鹽作為香腸發色劑，試驗發現含有60%胭脂樹紅的樣品顏色最佳，但在微生物和感官方面并未顯現優勢。
五、亞硝基血紅蛋白
亞硝基血紅蛋白是利用畜禽血液的血紅蛋白，合成制取亞硝基血紅蛋白。黃群等人[23]研究發現：亞硝基血紅蛋白對熱不敏感，但對光、氧化劑、二價鐵離子敏感；改變pH 值對亞硝基血紅蛋白有一定的降解作用；大部分金屬離子、食品輔料與亞硝基血紅蛋白不發生反應。
亞硝基血紅蛋白作為發色劑取代亞硝酸鹽添加到肉制品中，可以實現低硝、無硝肉制品開發。同時，可有效利用動物血液（含蛋白質、維生素、生物酶、微量元素等），使得產品優質、富營養化。故而，亞硝基血紅蛋白作為肉類發色劑毋庸置疑是國內外的研究熱點[24]。
03
其他物質
一、一氧化碳
國內外廣泛使用一氧化碳作為新型的氣體發色劑，尤其是畜禽等紅肉的加工。肉的顏色主要取決于肌紅蛋白含量及存在形式[25]。CO 與肌紅蛋白結合后極穩定，從而發色、護色效果較好。
目前，利用CO 直接或間接處理動物產品使產品色澤良好，主要方式有利用氣調包裝，將待加工肉放置在包裝袋中發色，如將肉放入含CO 的氣調包裝袋中，可使產品有效保存期由原來的3~7 d 延長至15~30 d，該技術已在牛肉產品中得到大量應用。
二、茶多酚
茶多酚具有優異的抗氧化功能，是一種優良的天然食品抗氧化劑。孫京新等人[26]在雞胸肉中加入食鹽、亞硝酸鹽、茶多酚、維C 來部分代替亞硝酸鹽，研究不同條件下的護色效果。結果顯示，亞硝酸鹽、維C 和茶多酚復配使用，既能促進雞肉制品發色，又能有效保護其顏色；但其發色和護色效果仍受一些因素的影響，如溫度、光線、氧氣、蒸煮加熱與否等加工或貯藏條件等的影響顯著。
姚宏亮等人[27]研究了不同發色劑組合（以抗壞血酸、茶多酚、蛋黃粉、紅曲紅色素等發色（助） 劑形成一定的組合）對廣式臘肉感官及亞硝酸鈉殘留量的影響。結果顯示，添加0.3%茶多酚、7%蛋黃粉、0.04%紅曲紅配方組的臘肉發色好且亞硝酸鈉殘留量極低。可見。茶多酚與其他添加劑的混合使用能增強其護色發色效果。
三、氨基酸
添加0.3%的氨基酸和肽的結合物且用10×10-6的亞硝酸鈉或0.5%的賴氨酸鹽和精氨酸等量混合物，可使肉制品色澤良好。可見氨基酸類物質有可能大幅度降低亞硝酸鈉的用量。
04
復合配方替代物
一、碳酸鈉與五碳糖
寇德運[28]研究發現，在豬肉、牛肉和禽肉火腿中添加碳酸鈉與五碳糖（木糖）、加入10%~30%煙酞胺或維C 作為發色助劑；由于氨基酸能加快發色反應的速度，其中含硫氨基酸效果最好。因而，加入含硫氨基酸有助于發色和緩解褪色現象，得到的產品發色效果與亞硝酸鹽、硝酸鹽近似，且安全性高。
二、乙基麥芽酚和檸檬酸鐵
乙基麥芽酚是利用淀粉發酵制備的一種增香劑，檸檬酸鐵則是營養強化劑。在肉類加工中，不添加亞硝酸鹽，而是在某工序中添加乙基麥芽酚、檸檬酸鐵，其效果與使用亞硝酸鹽色澤相同，且能長期護色。麥芽酚與氨基酸的反應，增加了肉的香味。劉登勇等人[29]研究發現，檸檬酸鐵與麥芽酚應用于烤羊腿內層肉的發色劑，發色效果好且穩定。
三、L - 抗壞血酸和煙酰胺
L - 抗壞血酸和煙酰胺是較為常用的食品發色助劑。在肉制品加工中加入亞硝酸的同時，加入L - 抗壞血酸及其鈉鹽、煙酞胺混合使用，可使肉制品呈色良好。抗壞血酸的使用量通常是原料肉的0.02%~0.05%，煙酞胺的添加量為0.01%~0.02%，也可以在腌制時，將原料肉浸泡在0.02%的混合物水溶液中[4]。
四、其他
姚宏亮等人[27]試驗證實茶多酚、蛋黃粉、紅曲紅復合使用可獲得良好發色效果。有試驗證實，亞硝酸鹽、茶多酚、維C 能部分代替亞硝酸鹽，且產品發色效果一致。
梁成云等人[30]通過加入紅曲紅色素、高粱紅色素與亞硝酸鈉的復配物到香腸中。結果顯示，3 種色素：高粱紅色素0.08 g/kg，紅曲紅色素0.03 g/kg，亞硝酸鈉0.01 g/kg 的使用配方發色效果最佳，且減少了亞硝酸鈉在香腸中的使用，實現了低硝肉制品加工。
05
生物性發色劑
生物性發色劑近年來逐步成為研究熱點。目前，生物性發色劑主要有耐鹽性乳酸菌及乳酸菌素和葡萄球菌。
乳酸菌是不產孢子的G+ 菌，能利用Cm(H2O)n并產生乳酸，近年來在食品中的應用成為熱門[31]，肉制品中將乳酸菌作為添加劑應用的有火腿、午餐肉、烤腸等。
耐鹽性乳酸菌應用到腌制肉加工中能抑制腐敗菌生長、有效提高肉制品儲存性能，降低亞硝酸鹽的生成，而且發色良好，也給腌臘肉制品帶來了特有風味。故而在肉制品加工中加入乳酸菌作為發色劑具有一定的研究性。
乳酸鏈球菌素（Nisin）屬多肽，作為防腐劑，具有天然、高效、無毒特點，對于食品腐敗菌中的革蘭氏陽性菌有良好抑菌作用，但其抗菌譜窄，故不能單一替代亞硝酸鹽。
肉葡萄球菌廣泛用于發酵肉制品，具有硝酸鹽還原酶活性，在15~200 ℃便可以將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，300 ℃時轉化效率更高。在培養基和肉基質中肉葡萄球菌均可將高鐵肌紅蛋白轉化為紅色肌紅蛋白衍生物。有學者曾在香腸中接種葡萄球菌部分替代亞硝酸鹽并觀測香腸發色情況，得到的香腸發色良好。
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