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01
肉制品的发色
肉制品颜色的形成包括发色、助色、增色、护色。发色是内因, 助色、增色、护色是外因。
发色主要是原料肉中的肌红蛋白和血红蛋白与发色剂在一定条件下起反应产生的结果。这里面包括分解和化合反应。因此需要一定的腌制时间, 即呈色时间。
发色剂：亚硝酸盐、硝酸盐、烟酞胺；辅助发色剂主要有：维生素C、异vc钠、δ-内酯、葡萄糖等。
02
肉制品常用色素汇总
食用色素按其来源和性质分为食用天然色素和食用合成色素两大类，食用天然色素主要由动、植物组织中提取的色素，包括微生物色素。食用天然色素中除藤黄对人体有剧毒不能使用外，一般对人体无害，较为安全，但天然色素价格较高，稳定性稍差。
食用合成色素亦称合成染料，属于人工合成色素。食用人工合成色素多以煤焦油为原料制成，成本低廉，色泽鲜艳，着色力强，色调多样，但大多数对人体健康有一定的危害且无营养价值，因此，在肉制品加工中一般不宜使用。
天然色素的开发和应用是当今世界发展的趋势，在肉制品中常用的天然色素有焦糖色素、红曲红、高粱红、亚硝基血红蛋白色素、番茄红素等。
一、 焦糖色素
焦糖色素，又名酱色、焦糖色，是以淀粉糖浆、蔗糖、木糖母液等为原料采用氨法、亚硫酸铵法、普通法制成的有特殊的甜香气和愉快的焦苦味的一种粉状或液体胶状物，溶于水中呈鲜艳的红褐色，它由一百多种化合物组成。
焦糖色素根据加工过程中使用催化剂的不同可将其分为4类，即普通焦糖、苛性亚硫酸盐焦糖、氨法焦糖、亚硫酸铵法焦糖。焦糖色素易溶于水，不溶于通常的有机溶剂及油脂。水溶液呈红棕色，透明无混浊或沉淀。对光和热稳定。具有胶体特性，有等电点。其pH依制造方法不同而异，通常在3~4.5。
焦糖色素具有胶体性质，均带有小小的电荷，可以是正电荷，可以是负电荷，视生产方法及所用食品的pH而定。在选用时必须注意，否则将会对使用的效果有影响，如在可乐饮料中使用的耐酸性胶体色素要带负电荷，等电点小于1.5，而在酱油、黄酒中就用带正电荷的焦糖色素。
从微生物学观点来讲，焦糖色素是很稳定的产品，因细菌不能在焦糖色素中生存，所以保质期规定为12 个月。
焦糖色素的pH值在应用中是很重要的指标，焦糖的pH值因种类不同而异。如果焦糖的pH>5.0，则容易污染微生物，如果pH值<2.5，则在短时间就会树脂化，pH越低，这种变化越快。耐酸焦糖，其pH应为2.8～3.3，平均为2.9～3.0，这种焦糖多用于饮料工业。
等点电在4.5～5.0 的焦糖加入啤酒及酱油中，由于不改变介质的pH，且与溶液的带电性相一致，所以溶解度增大。焦糖的pH一般是由加工的原料工艺决定的，可以根据不同需要加以调节。
焦糖色素被广泛地应用于肉制品中，如罐装肉和炖肉以及植物蛋白为原料的模拟肉。肉制品中可以用正负电荷的焦糖色素，选用时应考虑红色指数问题。焦糖色素在肉制品中的应用主要具有增香、抗氧化和掩盖异味的作用。
二、 红曲红
红曲色素来源于微生物，是红曲霉发酵产生的一种天然色素。红曲色素由红斑素、红曲红素、红曲素、红曲黄素、红斑胺、红曲红胺等6种基本色素组成。
红曲色素为红色或暗红色液体、粉末糊状物，略有异臭，熔点约60℃，溶于乙醇、乙醚、冰醋酸，不溶于水、甘油，可以认为其对pH值稳定，耐热性强（100℃以上），耐光性，几乎不受氧化剂和还原剂的影响，对蛋白质的染色性好，一旦着色后经水洗也不褪色。
红曲色素具有良好的着色性能，能赋予肉制品特有的颜色和风味，同时红曲色素具有较强的抑菌作用。日本远藤章氏的抑菌试验结果表明，红曲霉菌在生长代谢过程中可以产生具有杀菌或抑菌作用的活性物质，试验证明抗菌活性物质中部分是色素成分。
红曲色素作为一种天然色素，应用在肉制品中，可以部分代替肉制品中的发色剂亚硝酸盐。德国肉类研究中心对此进行了研究和探讨，在腌制类产品中添加红曲素后，可将亚硝酸盐量减少60%，而其感官特性和可贮性不受影响。如果再进一步降低亚硝酸盐用量，则产品风味略有别于原产品。添加红曲色素并减少60%的亚硝酸盐量的产品，不仅色泽均匀，其颜色稳定性也远优于原产品。
李开雄等人研究了红曲米色素的添加对驴肉火腿颜色影响。研究发现，用红曲米色素不但可以使肉制品的红度值提高，而且可以大大降低NaNO2 用量，肉制品更安全，色泽更令人满意。研究发现红曲红色素在腊肉中代替亚硝酸钠发色作用的应用效果，结果显示红曲红色素可以以注射形式添加到腊肉中，添加量为肉重的0.001%。注射时要求增加注射点，减少每点注射量，使注射均匀。从色泽、水分含量、质构角度分析，均能达到类似亚硝酸钠的水平，腊肉无硝发色剂的尝试基本是可行的。
三、 高粱红
高粱红色素是由黑紫色高粱壳提取制得，其主要着色物质为芹菜苷配基。高粱红色素为深红色液体、膏状或粉末；易溶于水、乙醇，不溶于油脂；水溶液在酸性时呈红色，在碱性时呈紫色，对光和热非常稳定，但易受金属离子影响，特别遇铁离子变褐，添加微量焦磷酸钠能抑制金属离子的影响。
高粱红色素对蛋白质有良好的着色性能，色调贴近肉的自然色，有真实感，并有很好的保质期和保色性能，被广泛应用于肉制品加工中。根据国家标准 GB2760 规定，高粱红色素应用于熟肉中最大使用量为0.4g/kg，在火腿、香肠等灌肠制品中，以0.3~0.5g/kg的量添加，可达到理想的着色效果。
研究发现高梁红色素作香肠、火腿着色剂，感官状态完全接近红曲色素着色效果，并且具有很强的耐光性和耐热性，有利于解决我国目前肉灌制品加工中的褪色问题。
四、 亚硝基血红蛋白色素
亚硝基血红蛋白色素是直接用畜禽血液中的血红蛋白或猪血中的血红素与亚硝基结合生成的。亚硝基血红蛋白对光、Fe 2+ 敏感，易受过氧化物氧化破坏，对热稳定性良好，溶解性较高，使用无特殊要求。
亚硝基血红蛋白代替亚硝酸盐作为发色剂应用于肉制品中取得了较好的效果，既保证了肉制品呈现鲜亮的玫瑰红色，又降低了肉制品中NO 2- 残留量。有研究人员利用猪血中血红蛋白和亚硝酸钠中NO - 工合成亚硝基血红蛋白，将其作为肉制品发色剂添加到香肠中。经试验分析和检测，产品发色效果良好，稳定持久，风味独特，并具有一定防腐效果，而香肠中 NO 2- 残留量仅为1.75×10 -6 ，可实现肉制品的低硝化。
五、番茄红素
番茄红素是一种非维生素A前提的类胡萝卜素，是一种由植物或微生物合成的天然色素，是一种新型的肉制品添加色素。番茄红素是一种深红色的脂溶性色素，不溶于水，难溶于甲醇、乙醇等，可溶于乙醚、石油醚等，油溶液呈黄橙色。
番茄红素不仅具有多种保健和抗氧化功能，而且具有良好的的着色效果，成为肉制品加工企业研究开发的一种代替亚硝酸盐的新型肉制品天然色素。
有研究人员将番茄产品（如番茄酱等）加入到肉馅中，对肉馅在贮藏中的理化性质及微生物的生长情况的变化进行了研究。研究发现，加入番茄红素的肉馅抗氧化性能有所提高，而且颜色在贮藏过程中比较稳定。同时由于番茄产品本身的酸性会降低肉馅的pH值，从而会抑制一些腐败微生物的生长。
从这个实验可以得出，番茄红素在一定的程度上可以部分的替代亚硝酸盐，作为肉类食品的防腐保鲜剂，而同时也是一种不错的天然防腐剂。
03
肉制品褪色原因分析及解决方案
传统的发色剂如亚硝酸盐、硝酸盐是通过降解后与肉中的肌红蛋白和血红蛋白起反应生成一氧化氮肌红蛋白和一氧化氮血红蛋白。这两种物质很不稳定,光照容易分解或与其它物质发生取代反应而褪色。这就是传统的腌制方法生产的肉制品容易褪色的原因之一 。
产品的褪色原因包括氧化褪色、光照褪色、微生物腐败褪色。
氧化褪色主要包括脂肪氧化褪色、肌红蛋白氧化褪色和染色剂氧化褪色。
氧化褪色原因有氧存在,重金属离子催化氧化。
解决方法：抽真空, 添加维生素、异vc钠、BHT、BHA、没食子酸丙醋、 TBHQ、 茶多酚、鳌合物（植酸类、乙二胺四乙酸二钠）等。
光照褪色包括肌红蛋白褪色和染色剂褪色。光照褪色原因:光分解。
解决方法:避光存放或采用不透光包装,选用好的发色剂和染色剂。
微生物腐败褪色原因:微生物大量生长, 产酸和其它分泌物而改变pH值。
解决方法：低温存放, 添加防腐剂。
一个好的产品颜色应该兼顾产品本身的发色和外加色素的赋色。另外,颜色原料的用量, 根据产品的出品率、肉块的大小、工艺滚揉或斩拌等情况调整添加量。肉块大的色素添加量少,肉块小的色素添加量多。
04
肉制品护色机理以及护色剂的选用
护色剂的作用机理
肉制品的色泽是影响其品质的重要指标之一，直接影响其可接受性。护色剂，亦称发色剂、呈色剂，是指能与肉中呈色物质作用，使之在食品加工、保藏等过程中不致分散、破坏，呈现良好的色泽。
原料肉中的红色是由肌红蛋白（Mb）和血红蛋白（Hb）共同呈现的一种感官性状，其中是肌红蛋白是肉类呈色的主要物质。
肌红蛋白是一种复杂的蛋白，由一条多肽链和一个亚铁血红蛋白辅基组成。血红蛋白分子是一个具有卟啉结构的小分子。在卟啉分子中心，由卟啉中四个吡咯环上的氮原子与一个亚铁离子配位结合，肽链中第8位的一个组氨酸残基中的吲哚侧链上的氮原子从卟啉分子平面的上方与亚铁离子配位结合，有一个水分子从卟啉环下方与亚铁离子配位结合。如果肌红蛋白被氧化，Fe2+氧化成Fe3+，则肉变成褐色。
作用机理
硝酸盐在亚硝酸菌作用下，还原成亚硝酸盐，亚硝酸酸盐在一定的酸性条件下，生产亚硝酸。宰后成熟的肉因含乳酸而呈酸性环境，故反应生成亚硝酸。主要反应式如下：
NaNO2+CH3CHOHCOOH?HNO2+CH3CHOHCOONa（1）
亚硝酸很不稳定，即使在常温下也可分解产生一氧化氮（NO）：
3HNO2?H++NO3-+2NO+H2O （2）
此时分解产生的一氧化氮（NO）会很快与肌红蛋白反应生成鲜艳的、亮红色的亚硝基肌红蛋白（MbNO），其反应式如下：
Mb+NO?MbNO （3）
亚硝基肌红蛋白遇热后，放出巯基（-SH）变成了鲜红色的亚硝基血色原。
由反应式（2）可知亚硝酸分解成NO，也生成少量的硝酸，而且NO在空气中也可以被氧化成二氧化氮（NO2），进而与水反应生成硝酸。其反应式如下：
2NO+O2=2NO2（4）
2NO2+H2O→HNO3+HNO2 （5）
亚硝酸和硝酸产生的NO，可以取代水分子的位置，生成稳定的亚硝基肌红蛋白（3），呈现熟肉色，不易褐变，使肉长期保持鲜艳色泽。亚硝酸生成的NO遇到空气被氧化成NO2（4），NO2遇水则生成硝酸（5），硝酸能使部分肌红蛋白和血红蛋白氧化成高铁肌红蛋白和高铁血红蛋白。因此，在肉制品加工中，使用硝酸盐和亚硝酸盐的同时加入护色剂如D-异抗坏血酸及其钠盐，常能增强护色效果。
二、肉制品中常见的护色剂
（一）硝酸盐
硝酸钠（CNS号 09.001；INS号 251）：
国家标准：《GB 1886.5-2015 食品安全国家标准 食品添加剂 硝酸钠》，分子式为NaNO3，分子量为84.99，白色,或稍带淡灰色、淡黄色的细小晶体。
理化指标：
硝酸钾（CNS号 09.003；INS号 252）：
国家标准：《GB 29213-2012 食品安全国家标准 食品添加剂 硝酸钾》，分子式为KNO3，分子量为101.1，无色透明或白色，粒状晶体或结晶状粉。
理化指标：
硝酸盐的毒性作用主要是其在食物中、水中或在肠道内，尤其是在婴幼儿的胃肠道内被还原成亚硝酸盐所致。
硝酸盐ADI为每千克体重0-3.7mg。在硝酸盐中，硝酸钾的毒性较强。此外，硝酸钾所含的钾离子对人体心脏有影响。
肉制品中加入硝酸盐后，硝酸盐在微生物的作用下或被肉中还原物质还原形成亚硝酸盐。
亚硝酸盐可与肉中色素蛋白发生化学反应形成亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，两者在加热条件下可形成亚硝基血色蛋白原，形成诱人的腌肉红色。
硝酸钠、硝酸钾允许使用品种、使用范围以及最大使用量或残留量如下：
（二）亚硝酸盐
亚硝酸钠（CNS号 09.002；INS号 250）：
国家标准：《GB 1886.11-2016 食品安全国家标准 食品添加剂 亚硝酸钠》，分子式：NaNO2， 分子量为69，白色或微带淡黄色的斜方晶体。
理化指标：
亚硝酸钾（CNS号 09.004；INS号 249）：
国家标准：《GB 1886.94-2016 食品安全国家标准 食品添加剂 亚硝酸钾》，分子式：KNO2，分子量为85.1，白色或微黄色细小颗粒或棒状晶体。
理化指标：
亚硝酸钠在肉中所含乳酸的作用下游离出亚硝酸，进而分解出亚硝基（—NO），后者能与肌红蛋白生成鲜红的亚硝基肌红蛋白而起护色作用，并能产生特殊的风味。
亚硝酸钠是食品添加剂中急性毒性较强的物质之一。过量摄入会导致头晕、恶心、呕吐、全身无力、心悸、全身皮肤发紫，严重者呼吸困难、血压下降、昏迷、抽搐。如不及时抢救，人会因呼吸衰竭而死亡。
虽然在腌肉中使用亚硝酸盐存在致癌风险，但由于亚硝酸盐具有抑制肉毒杆菌等腐败微生物生长、呈色、抗氧化、增加腌肉风味等作用，尤其是亚硝酸盐对肉毒杆菌的抑制作用，大大降低了因肉毒杆菌毒素中毒而引起的死亡。因此，至今尚没有能完全替代它的物质。对于肉毒杆菌不构成威胁的保藏食品，可以不添加硝酸盐和亚硝酸盐。
亚硝酸钾和亚硝酸钠的ADI为每千克体重0-0.06mg。需在食品加工中严格控制用量，避免超量使用或误食导致中毒。
亚硝酸钠、亚硝酸钾允许使用品种、使用范围以及最大使用量或残留量如下：
三、护色剂在肉制品中的应用
注意事项
（1）控制亚硝酸盐和硝酸盐的用量，使之达到最低水平。所有食品添加剂的应用都应以最小使用量达到最佳效果为原则。
（2）在降低使用量的同时，必须从工艺角度出发，采取措施减少腐败风险，如提高杀菌强度或添加其他防腐剂等，以充分防止肉毒杆菌的繁殖和肉毒杆菌毒素的产生。
（3）为减少硝酸盐或亚硝酸盐用量，并提高护色效果，护色剂一般配合护色助剂使用。如亚硝酸盐一般配合异抗坏血酸钠使用，0.01-0.03g/kg的亚硝酸钠，加上0.05g/kg的异抗坏血酸钠即可成功腌制。
（4）在选用护色剂替代品时，不能忽略替代品对肉毒杆菌抑制效果的评价。
肉制品加工中护色剂的选用
一般情况下，使猪肉发色，使用0.06g/kg的亚硝酸钠就足够，而使牛、羊肉发色，需用0.1g/kg的亚硝酸钠，因为牛、羊肉中含有较多的肌红蛋白和血红蛋白，需要结合较多的亚硝酸盐。但是仅用亚硝酸盐的肉制品，在贮藏期褪色较快，故对生产过程长或需要长时间存放的制品，最好使用硝酸盐腌制。
在现代肉类工业中，综合各方面因素，亚硝酸盐的应用更为广泛。一般认为，亚硝酸盐的添加量在24mg/kg以下护色不良，在24-40mg/kg护色较好。
在肉制品加工中，硝酸盐的最大使用量为0.5g/kg，亚硝酸盐的最大使用量为0.15g/kg（以亚硝酸钠计）。残留量依据产品类别要求各不相同。
来源：肉制品联盟
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