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食盐是日常生活中最常见的调味品之一,其主要成分氯化钠是一种中性的无机盐,具有咸味,是人体必不可少的物质。食盐作为一种重要的食品加工原料,可以改善腌渍蔬菜、腊肉、火腿等食品风味,并延长其保质期。但过量摄入食盐会导致人体内的钠浓度增加、渗透压升高、血管张力与心排血量增加,进而引发高血压,增加心血管疾病的患病风险。
北京市食品风味化学重点实验室,北京工商大学的陕怡萌、蒲丹丹、张玉玉*等对当前主要的减盐方法如非钠盐替代、添加天然提取物或咸味肽、多感官协同作用增强咸味感知、优化食盐晶体结构与食品质构等进行详细阐述,并综述各种方法的机理、特点以及研究进展,旨在为满足人类健康需求的高品质低钠食品创制提供理论指导。
1、食盐在食品加工中的功能特性
食盐促进脂质氧化作用的主要机制有以下3种:1)破坏细胞膜从而促进氧化剂接触脂质底物;2)促进铁离子释放增强了肉制品中Fe 3+ 的活性,催化氧化过程中羰基的形成;3)影响其他氧化反应进程从而促进脂肪氧化,如通过影响肌肉细胞中的内源性抗氧化酶活性来间接影响脂质氧化。食盐对加工肉制品类的结构特性也具有重要影响。氯化钠通过溶解肉中的功能性肌纤维蛋白或激活蛋白质增加与水结合的能力,最终减少烹饪损失,提高肉制品的嫩度与多汁性,改善质地。食盐还是一种抑菌剂,它可以通过降低产品的水分活度来抑制微生物的生长能力,如在生肉中加入食盐降低其水分活度延缓腐烂变质,延长保质期。总之,在食品加工中食盐具有改善食品感官特性和延长食品保质期等多种重要作用。
2、国内外减盐现状
2000年,法国食品安全局建议减少盐的摄入量,在发布建议之后,2000—2011年成年人的盐摄入量从每天8.1 g下降到每天7.7 g。2001—2006年间,法国盐业委员会称向食品制造商销售的食盐量下降了15%,同时家用盐的销售量也下降了5%。2005年,英国食品标准局对消费者进行教育活动,普及关于过量摄入食盐会增加心血管疾病患病机率的相关知识,从国民健康角度推广减盐政策,2008年,英国平均每人每天食盐的摄入量减少了0.90 g。随着世界范围内对低钠饮食的倡导以及国民健康意识的提高,中国人均每日钠盐摄入量已从2002年的12.0 g下降到2012年的9.6 g。
3、减盐方法与研究进展
加工方式
01.
非热杀菌技术(温度低于巴氏杀菌温度)可保证食品中有害微生物被杀灭的同时维持食品较好的口感、质地。非热杀菌技术包括高压、辐照、脉冲电场和超声波技术等,其中高压和超声波技术可用于低盐食品的加工。超声波技术在肉类腌渍过程中可以增加盐的扩散系数,增强渗透过程中的传质,破坏肌肉组织的结构并加速盐的渗透。
任倩等发现火腿肠经过一定高压处理后,其钠含量可降至118 mg/100 g,符合GB/T 23789—2009《低钠食品》关于低盐肉制品的限量(≤120 mg/100 g)。基于超高压加工技术,陈松等通过对控湿控温新工艺的探讨,开发了含盐量仅为传统火腿50%左右的低盐火腿。该低盐火腿在风味品质、卫生质量指标和贮藏性能等方面均与传统工艺火腿接近。利用超高压技术结合低盐腌制配方可以有效改善低盐火腿肠的质构、增加乳化稳定性、提高低盐火腿肠的品质,且经高压后的产品蒸煮损失及凝胶保水性甚至优于正常含盐量的产品。
非钠盐
02.
钾、钙等元素由于在元素周期表中与钠元素位置临近而具有相似的理化性质,因此可采用全部替换或部分替换的方式应用到食品领域以解决钠盐添加过多的问题。研究发现盐酸盐、乳酸盐、磷酸盐等作为食盐替代物具有很好的应用价值。
目前以盐酸盐作为食盐替代物的研究最为成熟。Vidal等发现采用氯化钾替代50%的氯化钠,对牛肉干的理化、微生物和感官特性均无显著影响,是减少牛肉干中钠含量的良好策略。陈佳新等研究在低钠盐肉脯中用氯化钾替代20%~30%的氯化钠时,发现肉脯仍具有良好的感官接受度。汤鹏宇等通过肉汤模拟实验得出西式火腿中氯化钾最大替代量为30%,用氯化钙替代25%的氯化钠能提升西式火腿品质。
天然提取物
03.
新型的植物天然提取物及其衍生产品具有呈味特性,其中呈咸味的物质可以作为食盐的替代品。具有香料特性的物质与上皮细胞中表达的特异性受体相互作用会产生一定的化学感觉,主要依赖于激活瞬时受体电位通道(TRP)这一阳离子通道家族的各类成员。TRP受到刺激后促进钠离子进入味觉细胞,从而增加咸味感知强度。有研究发现辣椒素及其类似物能够激活TRPV1受体,产生辛辣感;TRPM8可以被薄荷中的活性成分薄荷醇和其他凉感化合物激活,产生清凉感;肉桂、辣根、大蒜和芥籽油中的活性成分如肉桂醛、异硫氰酸酯和大蒜素等能够激活TRPA1受体;樟树干中提取的樟脑能够激活TRPV1和TRPV3受体;穿心莲中的内酯类化合物能够激活TRPV4受体(图1)。
咸味肽
04.
咸味肽是一种从食品中提取或直接由氨基酸合成的呈咸味的低聚肽,通常分子质量为200~1 500 Da,大部分咸味肽与谷氨酸、天冬氨酸片段有关。人体对咸味的感知主要由两种途径介导:一种是味觉细胞中对阿米洛利敏感的钠离子通道,其选择性地响应钠离子;另一个通道是TRP(图1)。
多感官协同作用增强咸味感知
05.
多感官协同作用增强咸味感知是利用嗅觉对味觉的协同效应来弥补氯化钠添加量减少而导致的咸味降低。具有咸香特征的物质能够显著增强氯化钠溶液的咸味感知强度,这种现象为气味诱导的咸味增强。香气化合物通过鼻腔吸入,与嗅觉上皮细胞结合产生特异性电信号,随后经嗅球细胞编码和大脑皮层处理产生嗅觉感知,称之为前鼻腔香气感知;而食品口腔加工过程中,食物破碎释放出的香气化合经呼吸气流通过后鼻腔路径传递至嗅觉上皮细胞,进而产生的嗅觉感知,称之为后鼻腔香气感知。研究发现后鼻腔香气感知有味觉皮质的参与(图3),后鼻腔香气感知与味觉之间存在交互作用,当香气特征与味觉特征具有一致性时嗅觉感知在一定程度上可以增强味觉感知强度。因此,采用具有咸香气味的化合物通过嗅觉补偿来增强咸味感知是有效的减盐策略之一。
目前利用多感官协同作用增强咸味感知的方法多采用酱油、肉类、沙丁鱼、奶酪等物质中的咸香特征来增强咸味感知以达到减盐效果,其中酱油的咸香对咸味感知强度的增强效果最为显著。Lawrence等发现Comté奶酪气味和沙丁鱼气味可显著增强咸味。Zhou Ting等利用气相色谱-嗅闻仪测定从酱油中分离出具有咸香气特征的化合物,如3-甲硫基丙醛、1-辛烯-3-醇、2,5-二甲基吡嗪、3-甲硫基丙醇均可显著增强咸味感知,其中3-甲硫基丙醛的咸味感知增强能力最强,气相色谱-质谱联用/嗅闻技术与滋味感知结合技术示意图如图4所示;随后将3-甲硫基丙醛添加至不同浓度的盐溶液中,发现在低浓度水平下(质量分数0.30%)增咸效果最佳。Dermiki等发现干香菇水提液中的1-辛烯-3-醇、二甲基二硫等挥发性化合物可减少肉制品中的氯化钠添加量而不影响咸味感知强度。
优化食盐晶体结构与食品质构
06.
食盐晶体的形状和颗粒大小差异会影响食盐在唾液中溶解的速度,从而影响消费者的咸味感知强度。此外,还可通过调整配方或加工方式控制钠离子在食品基质中的分布(如层次分布或不均匀分布),最大程度增加食盐与口腔的接触面从而增强对咸味感知的强度。在口腔加工过程中,食物的质地通过咀嚼、剪切、混合和加热或冷却而不断发生改变。食品在口腔加工过程中的咸味感知主要包括3个阶段(图5):第一阶段,食品在咀嚼破碎过程中迅速增加钠离子与唾液的接触面,促进钠离子释放到唾液中;第二阶段,在唾液的传导作用下将钠离子转运至舌头表面的味蕾细胞;第三阶段,钠离子从舌头表面流入味觉受体细胞(TRCs)刺激钠离子通道(ENaC),激活ENaC的同时TRCs内的钙离子通道打开,钙离子内流使得神经递质释放激活下一级神经元,待神经信号传递到中枢区域刺激脑岛和眶额皮质将电信号编码为味觉信号,从而产生咸味感知。
结 语
“减盐不减咸”是健康美味食品发展的必然趋势,当前的减盐方法各有特点。非钠盐替代的研究较为成熟,但存在安全性争议问题。添加咸味肽与天然提取物丰富了食品口味、增强了醇厚感,但其成本较高,未来可通过采用生物合成技术大规模合成咸味肽、优化天然提取物的萃取工艺来降低成本。多感官协同作用增强咸味感知,从认知神经科学角度阐明嗅觉诱导味觉感知的减盐策略是最安全的方法,其作用机理将会成为未来减盐策略的研究热点。优化食盐晶体结构与食品质构、利用钠离子的不均匀分布可在一定程度上减少食盐的添加量,但由于在食物内加工的复杂性尚未广泛应用。
本文《食品减盐方法研究进展》来源于《食品科学》2022年43卷13期267-275页,作者:陕怡萌,蒲丹丹,张玉玉,李沛。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210413-177。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
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