正解加工肉品中的食品添加物 2016-03-08

撰文/東海大學畜產與生物科技學系教授 吳勇初、中央畜產會 陳彥佑

當加工肉品經世界衛生組織列入確認致癌因子(1級),嚴重打擊加工肉品消費量,作為罪魁禍首的添加物首當其衝,尤其亞硝酸鹽更是頭號戰犯,一而再再而三不利的言論循環報導,更額外增加人們心中恐懼。隨健康安全食品為導向之輿論壓力,各國不得不開始轉換傳統食品加工方式,無論歐美都在尋找取代亞硝酸鹽之替代品,而這種想法稱為「無亞硝酸鹽醃漬肉品(nitrite-free meat-curing system)」。


亞硝酸鹽功能性

我們並無法考證開始利用亞硝酸鹽醃漬肉品是什麼時候,而歷史上有明確紀載使用硝石醃肉的紀錄為明朝韓奕《易牙遺意》中,清朝則有許多直接用硝石的紀錄,如李化楠《醒園錄》中的醃豬肉、風板鴨在製作時都加了硝,而趙學敏《本草綱目拾遺》中有:「藥鑒云︰家鄉肉,金華屬邑俱有之,秋即腌,給客販入省城市賣。其肉皮白,肉紅鮮,氣香美,不似他處腌豬肉色少鮮澤也(節錄:泛科學-香腸與亞硝酸鹽的那些事)。」

亞硝酸鹽賦予肉品色澤及風味外,一開始亞硝酸鹽作用是增加食品儲放時間,因古時候無良好包裝技術,更遑論冷藏冷凍儲藏設備(Pegg, 2004)。另外,亞硝酸鹽亦可作為抗氧化抗菌功能(Pegg, 2004; Sindelar & Milkowski, 2011)。最重要的是亞硝酸鹽可抑制肉毒桿菌生長,減少食物中毒機率。


肉毒桿菌

18世紀末,由於各國戰爭造成貧困與衛生水準下降,使德國南部的Württemberg邦國經常發生嚴重的食物中毒,尤其於1793年Wildbad村發生的一場中毒事件造成了6人死亡,經當地調查後,其肇因被歸類為一批香腸產品所造成,並且將其暫稱為「香腸毒(sausage poisoning)」。直到現在,我們已知道當年的食物中毒事件,就是肉毒桿菌所分泌的毒素(節錄:泛科學-香腸與亞硝酸鹽的那些事)。

肉毒桿菌的特性如下:(資料來源:衛生福利部網站-防治肉毒桿菌中毒專區)

一、 為革蘭氏陽性桿菌。

二、 菌體周邊有鞭毛,具運動性。

三、 為厭氧菌,在缺氧狀態下易培養且產生毒素,毒素不耐熱,經煮沸後毒性會消失。

四、 可以產生芽胞,芽胞非常耐熱。

五、 適合生長的 pH 值為 4.6~9.0(pH<4.5 以下的酸性環境,肉毒桿菌無法生存)。

六、 適合生長的溫度為 25~42℃。

七、 易被硝酸鹽/亞硝酸鹽抑制。

八、 產生的毒素分為 A、B、C、D、E、F 及 G 七型。


亞硝酸鹽如何醃漬肉品?

當肉品添加亞硝酸鹽開始醃漬同時,一連串機制便開始反應。亞硝酸鹽溶於水後,其離子(NO2-)與弱酸結合可形成亞硝酸根(HNO2),接下來,於醃漬肉品時必須添加之另一種食品添加物-抗壞血酸便開始作用,其作為還原劑存在將亞硝酸根(HNO2)轉變為一氧化氮(NO),接者一氧化氮(NO)取代肌紅蛋白上面氧氣(O2),持續反應使肉品產生紅色醃漬色澤,並且降低亞硝酸鹽含量。然而,產生粉紅色澤之加工肉品,是經由加熱處理後,與肉品產生反應之亞硝基肌紅蛋白(nitrosyl myoglobin)經蛋白質變性產生穩定及粉紅色澤之產物(nitrosohemochrome) (Pegg & Shahidi, 2000; Parthasarathy & Bryan, 2012)。

醃漬環境處於pH<7的情況下,亞硝酸根離子是一種不安定的物質,它容易與其他蛋白質如胺基酸、胺、酚醛類化合物及抗壞血酸反應(Toth, 1983),經儲放一段時間後,亞硝酸鹽殘留物大約只剩下10-20%可以被檢測出來(Cassens, 1997a)。


對人體是好是壞?

近來有多篇研究報告指出,亞硝酸鹽與致癌風險具有潛在相關性(Alahakoon et al., 2015),主要原因是當極度酸性環境及高溫烹調下(大於130°C)容易產生亞硝胺化合物(Cassens, 1995),雖有潛在風險,卻無直接證據證明加工肉品與癌症具有相關性(Alexander & Cushing, 2011),且世界衛生組織雖把加工肉品列入確定致癌物質(1級),亦尚未尋找出加工肉品與致癌相關性,也未具有足夠科學證據證明。

另一方面,近年來研究報告肯定亞硝酸鹽對人體之貢獻,因其代謝產生物質一氧化氮(NO)具有調控心肌控制血液流動、粒線體呼吸作用、活化動情素接受器、減少細胞凋亡及降低心血管疾病發生機率(Bryan & Ignarro, 2010)。另外,胃酸搭配亞硝酸鹽,對受到細菌感染的胃部具有抗菌的效果。雖然我們常將胃酸視為胃部抵禦入侵病菌的主要防線,然而研究報告指出大腸桿菌、沙門氏菌及其他細菌可以在胃中存活數小時,但在胃酸中添加高濃度的亞硝酸鹽,一個小時內就可殺死這些細菌(節錄:科學人-硝酸鹽洗刷污名?)。


取代亞硝酸鹽

當還沒有足夠證據證實亞硝酸鹽對人體無害且現今飲食指南強調食用生鮮肉品為導向,如何減少添加亞硝酸鹽及檢測出其殘留物,減少亞硝酸鹽食用量便是現階段各國肉品產業重要議題。依據目前研究成果,我們可分類為添加植物性物質取代、添加有機酸取代、添加細菌素及其他抗生素取代與利用高壓處理方式取代。


一、 添加植物性物質取代

國外研究報告指出利用植物性硝酸鹽取代醃漬時所使用之亞硝酸鹽,如芹菜、菠菜、蘿蔔、甜菜及萵苣中含有約2500mg/kg硝酸鹽,更可利用其乾燥磨粉品添加,其效果更甚於新鮮蔬菜,美中不足的是當添加量過度時,易造成風味改變及色澤不佳,降低消費者接受度(Santamaria, 2006; Sindelar et al., 2007)。

植物中酚醛類化合物、有機酸、類黃酮扮演著抗氧化及制菌重要推手(Oussalah et al., 2006),如小紅莓組成分花色素苷、黃酮醇及原花青素等作為抗氧化,而有機酸則作為限制細菌生長。當有機酸營造低酸性環境時,不但能加速亞硝酸鹽轉變亞硝酸根離子減少檢測出亞硝酸鹽殘留,亦可抑制細菌生長。更有許多研究指出一同添加亞硝酸鹽與植物性物質可減少亞硝酸鹽使用量(Deda et al., 2007; Eyiler & Oztan, 2011)。


二、 添加有機酸取代

乳酸是最被廣泛用於生鮮或加工食品使用上(Alahakoon et al., 2015),研究指出乳酸不只具有制菌能力,亦可增加肉品鹹味感受能力、改善生鮮肉品色澤穩定度及抗氧化力(Brewer et al., 1995; Shelef, 1994),許多研究指出乳酸可抑制好氧菌及厭氧菌生長,混和有機酸使用抑制肉毒桿菌更具有良好效果(Alahakoon et al., 2015)。其他於食品加工常用有機酸包含山梨酸及苯甲酸等。雖有機酸有著相當良好制菌能力,但卻無法完全取代亞硝酸鹽功能。


三、 添加細菌素及其他抗生素取代

細菌素如同抗生素一般,是由細菌生產之具有制菌功能蛋白質或胜肽,最常被使用之細菌素為乳酸鏈球菌素(Nisin)已經被廣泛使用30餘年(Alahakoon et al., 2015),Nisin除了可以抑制細菌生長,Fowler and Gasson, 1991研究指出還可以增加肉毒桿菌芽孢對熱之敏感度,更容易破壞其芽孢,但並非所有研究皆認同添加高劑量Nisin具有抑制肉毒桿菌功能(Scott & Taylor, 1981; Caserio et al., 1979)。但如同有機酸,尚無法完全取代亞硝酸鹽功能。


四、 利用高壓處理方式取代

高壓處理是近年來快速發展的制菌系統,高壓處理並非直接破壞或抑制細菌,而是利用高壓環境下改變脂肪酸組成、核醣體型態及細胞型態與蛋白質變性降低酵素活性(Rendueles et al., 2011; Simpson & Gilmour, 1997)。許多研究報告指出高壓處理無論對於生鮮肉品或加工肉品,其制菌能力皆達到一定水準,並可減少亞硝酸鹽使用量(Omana et al., 2011; Pietrzak et al., 2007)。


研究報告對亞硝酸鹽評論亦好亦壞,可能會產生亞硝胺增加罹癌風險是事實,對人體有益亦是事實,在還沒有更嚴謹學術研究證實當下,無亞硝酸鹽醃漬肉品(nitrite-free meat-curing system)是世界各國肉品產業努力目標,如何減量亞硝酸鹽使用甚至不使用,所造成的影響皆需受評估,但不可否認,亞硝酸鹽或硝酸鹽對於古今中外之醃漬肉品有著不可抹滅的貢獻。

目前國內肉類加工產品極少有亞硝酸鹽添加過量問題,在更有效的取代物出現之前,只要產品符合規定在NO2殘留量低於70ppm之下,應該沒有健康上問題。


參考文獻

衛生福利部網站,防治肉毒桿菌中毒專區。

艾俠。2014。香腸與亞硝酸鹽的那些事。泛科學(http://pansci.asia/)

明克爾。2004。硝酸鹽洗刷污名?惡名昭彰的防腐劑可能有助於對抗細菌。科學人雜誌,32。

Alahakoon, Amali U., Dinesh D. Jayasena, Sisitha Ramachandra and Cheorun Jo. 2015. Alternative to nitrite in processed meat: Up to date. Trends in Food Sci. & Tech., 45, 37-49.

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