硝酸鹽與亞硝酸鹽的功與過 2016-04-13

文、圖表/國立中興大學動物科學系退休教授 陳明造 


硝酸鹽、亞硝酸鹽使用在肉品為時已久,添加的功用在於固定肉色,賦予特殊的風味,抑制微生物的生長,主要在抑制肉毒桿菌毒素形成所造成的中毒現象。且因其與肉中之肌紅蛋白結合,使加熱後肉中肌紅蛋白之鐵不會游離,以抑制脂肪的酸敗。 近年來,亞硝酸鹽已發現變成為某些嚴重問題的來源。最受人注目的是亞硝酸鹽可能會與存在肉中的二級胺類反應,形成致癌物質亞硝基胺類。無論如何,亞硝酸鹽對人體可能造成威脅,於是各國均努力設法,欲將亞硝酸鹽類自醃肉中去除,或降低其使用量,以減少亞硝酸胺形成潛在性。美國農部自1970年起成立一專門研究小組,負責進行這方面的調查研究。他們蒐集許多資料及試驗結果,溯至人類使用食鹽及硝石貯存食肉開始均加以考究,應用於煙燻肉類及煙燻鮭魚其最終成品之硝酸鹽及亞硝酸鹽殘留限量分別為500 ppm及200 ppm。     
亞硝酸鹽(Nitrite)的功能 
1、幫助肉品發色:亞硝酸鹽在肉中經有機酸作用變成亞硝酸(HNO2),經肉的還 原作用,亞硝酸右轉變成了亞硝根(NO),而此時亞硝根會與還原型肌紅蛋白 (myoglobin)結合而成nitrosomyoglobin(MbNO),而形成一種美麗的赤肉色, 但此化合物不很安定,遇光線或長時間貯存又會再與myoglobin分開而褪色, 但若nitrosomyoglobin經加熱處理變性後,能形成一種比較安定的化合物 (denatured nitrosohemochrome),而此顏色較能持久穩定,且肉色令人喜好。 
2、賦予特殊風味:新鮮肉與醃漬肉之間風味上的差距,主要是因亞硝有無的關 係。Wasserman曾以三種亞硝酸鹽(0 ppm,78 ppm,156 ppm)含量的法蘭克福香 腸做成風味品評試驗,結果發現添加亞硝酸鹽愈多(156 ppm >78 ppm >0 ppm) 的接受喜好性愈高。 
3、抑制脂肪酸敗:肉製品中脂肪的酸敗常因肌紅色素中的鐵(Fe3+)觸發氧化作 用,而產生酸敗情形。若在肉中添加亞硝酸鹽,亞硝根會將色素中的鐵還原成 亞鐵(Fe2+),為一種不活化的觸媒(inactive catalyst),且肌紅蛋白與亞硝鹽 結合後形成亞硝基肌紅蛋白,肉經加熱後無游離鐵產生,可抑制脂肪氧化酸敗。  
4、抗菌作用:亞硝酸鹽添加200 ppm於魚肉中,pH在6.0時可以廣泛的抑制許 多種細菌的生長,如Achromobactor, Aerobactor, Escherichia, Flavomobactor, Micrococcus及Pseudomonus等細菌,而pH若降至5.5以下時更能有效的抑制stapylococcus aureus的生長。但亞硝酸鹽最著名的功效就是能抑制肉製品中,一種能分泌強毒性外毒素的肉毒桿菌(C. botulinum) 生長,各種亞硝酸鹽添加量對抑制肉毒桿菌生長的效果如下:100 ppm添加時 只能抑制24小時肉毒桿菌的生長,而200 ppm則能抑制五天肉毒桿菌的生長。 

亞硝酸鹽抑制細菌生長的機制如下:(1)抑制細菌呼吸作用中酵素的活性;(2) 阻止氧化磷酸化的作用及能量的傳遞;(3)抑制氧的運送。 

肉製品中添加亞硝酸鹽的缺點 
1、致癌物的產生:亞硝酸鹽在酸性環境下,特別在pH值2.5~3.5間,亞硝酸 根(NO2-)會變成硝酸(nitrous acid),很快的又再轉變成亞硝酸酐(nitrous anhydride, N2O3),而此亞硝酸酐若遇到肉中或人體內結構為二級胺類 (R2NH),則結合成亞硝胺(nitrosamine)。其中式香腸發現N-Nitrosodiethylamine含量有些樣品可達 7.4ppb,N-Nitrosodimethylamine最高也有6.7 ppb,而N-Nitrosopyrolidine 含量亦有高達14 ppb之樣品出現。
2、中毒發生:此情形是發生再添加方式錯誤或混和不均而造成。亞硝酸鹽是一 種強毒性的藥物,成人中毒症狀出現劑量為0.6~1.5g,而小孩為0.2~0.3g, 另外成人的致死量在5~12g,致死原因是亞硝根(NO)與血中血紅素結合,而 阻礙氧的運輸造成死亡。

如何抑制或降低亞硝基胺化合物生成? 
1、亞硝酸鹽添加量的減少與己二烯酸鹽的添加:由於亞硝酸鹽與致癌問題間有  很大的關連性存在,所以有人建議可否不在食品中添加亞硝酸鹽,以防止致癌物的產生,但是亞硝酸鹽不添加則又增加肉毒桿菌的危險性,且肉色不好、 風味差及保存期限縮短等問題。所以又有人考慮減少亞硝酸鹽的使用量,使肉能發色,又有良好的風味;而在抑菌功能不足上,以添加己二烯酸或己二烯酸 鹽(Sorbate, Sorbicacid)來補足缺陷。 
2、己二烯酸鹽(Sorbate)在食品中的功能:單獨添加時,抑制芽孢的發育及阻礙 細胞的分裂增生。與亞硝酸鹽聯合使用,會遲緩亞硝根的消退,維持亞硝根的 抑菌作用。1976年Anonymous以40 ppm亞硝酸鹽添加量與2,600 mg/Kg己 二烯酸鉀聯合使用的效果如下: (1)抑制肉毒桿菌產生毒素的效果與添加亞硝酸鹽120 ppm具有相同效果; (2)降低亞硝的使用量,顯著的減少Nitrosoamine的產生; (3)低亞硝的添加同樣可以得到醃漬肉的特有顏色及風味; (4)產品之商品壽命增長; (5)己二烯酸鹽為一種天然物質,不會對健康有影響。 
 3、大蒜或大蒜硫化物的作用:大蒜是百合種蔥屬植物。依分析結果顯示,大蒜 含有胺基酸、蛋白質、酵素、醣類、核?酸類、維生素、脂肪、無機鹽及含硫 化合物等多種成分。大蒜中含有人體所需的所有必需胺基酸,以精胺酸、麩胺 酸、半胱胺酸等成分較高;大蒜中的礦物質以磷含量為最高,每100g鮮蒜含 有44mg磷,其次為鎂、鈣、鐵等,微量元素有硒、鍺。目前認為大蒜抗腫瘤 的主要生物性物質是含硫化合物。 大蒜中的含硫成分多達30幾種,其中最主要的有二烯丙基硫化 合物。此外,中國大蒜產地和常吃大蒜的地區,老年胃癌發生率低,如山東省蒼山縣盛產大蒜,該縣居民長年食蒜,其胃癌發病率僅是少食大蒜的胃癌高發病區十二分之一。 大蒜的抗腫防癌作用首先表現在它能阻斷亞硝胺的合成方面,亞硝胺 是一種有強制癌作用的化合物。由於人體內經常有亞硝胺的前驅物存在,並具 備合成亞硝胺的其他條件,因而亞硝胺可在體內合成。體內一旦形成亞硝胺就 會具有致癌作用。據報導大蒜中的含硫化合物能與二級胺競爭與亞硝鹽結合, 阻斷亞硝基胺類的合成。大蒜中的特異性硫基化合物-烯丙基硫醇可與亞硝酸 鹽反應形成SNO化合物。半胱胺酸也可與亞硝酸鹽形成SNO化合物。因此,大蒜阻斷亞硝基胺合成的機制可能是大蒜中所含的硫基化合物與亞硝酸鹽生成 硫代亞硝酸酯類化合物的緣故。 
4、抗壞血酸鹽和異抗壞血酸鹽:當鹽漬劑被導入肉類以後,發生的二項主要的反應是,變性肌紅蛋白被還原成為還原肌紅蛋白,和亞硝酸鹽還原成為一氧化氮。一氧化氮(亞硝基)與肌紅蛋白結合生成亞硝基肌紅蛋白。為加速這些反應以縮短鹽漬時間,常添加此等還原劑。最常被使用的為抗壞血酸鈉或異抗壞血酸鈉。此二種均具有促進上述二項反應的效果,且具有保色和抑制亞硝基胺形成的效果。  
回上頁