基本介绍

　　护色剂又称发色剂，是能与肉及肉制品中呈色物质作用，使之在食品加工和保藏等过程中不致分解、破坏，呈现良好色泽的物质。这主要是由于亚硝酸盐所产生的一氧化氮与肉类中的肌红蛋白和血红蛋白结合，生成一种具有鲜艳红色的亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白所致，硝酸盐则需在食品加工中被细菌还原生亚硝酸盐后再起作用。亚硝酸盐具有一定毒性，尤其可与胺类物质生成强致癌物亚硝胺，因而人们一直力图选取某种适当的物质取而代之。但由于它除可护色外，尚可防腐，尤其是防止肉毒梭状芽孢杆菌中毒，以及增强肉制品风味的作用，直到目前为止，尚未见有既能护色又能抑菌，且能增强肉制品风味的替代品！权衡利弊，各国都在保证安全和产品质量的前提下严格控制使用。由于抗坏血酸、异抗坏血酸、烟酰胺等既可促进护色（护色助剂），且抗坏血酸与α-生育酚尚可阻抑亚硝胺生成，常与护色剂并用。中国批准许可使用的护色剂为硝酸钠和亚硝酸钠。国外尚许可硝酸钾和亚硝酸钾。 为了使肉制品呈鲜艳的红色，在加工过程中多添加硝酸盐与亚硝酸盐的混合盐，硝酸盐在细菌作用下还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐在一定的酸性条件下会生成亚硝酸。一般屠宰后的肉因含乳酸，pH约在5.6～5.8的范围，所以不需外加酸即可生成亚硝酸。　　亚硝酸很不稳定，即使在常温下也可分解产生NO：　　3HNO2=HNO3+2NO+H2O　　NO会很快与肌红蛋白（Mb）反应生成鲜艳的、亮红色的亚硝基肌红蛋白：　　Mb+NO=MbNO　　硝酸是氧化剂，它能把NO氧化，因而抑制了亚硝基肌红蛋白的生成。同时也使部分肌红蛋白被氧化成高铁肌红蛋白。因此，在使用硝酸盐和亚硝酸盐的同时并用L-抗坏血酸、L-抗坏血酸钠等还原性物质，可以防止肌红蛋白的氧化，同时它们还可以把氧化型的褐色高铁肌红蛋白还原为红色的还原型肌红蛋白，以助发色。若L-抗坏血酸与烟酰胺并用，则发色效果更好，并保持长时间不褪色。　　亚硝酸盐在肉制品中，对抑制微生物的繁殖有一定的作用，其效果受pH值的影响。尤其是对肉毒梭状芽孢杆菌有抑制作用，此外，亚硝酸盐对提高腌肉的风味也有一定的作用。但亚硝酸与蛋白质代谢的中间产物——仲胺反应生成亚硝胺，例如HNO2与二甲基（仲）胺反应生成二甲基亚硝胺，与胺也有同样的反应。亚硝胺从动物试验证明有很强的致癌性。虽然还没有直接的论据证实由于食品中存在硝酸盐、亚硝酸盐及仲胺而引起人类致癌。但是从食品卫生的角度出发，应予以高度重视。在加工肉制品时应严格控制亚硝酸盐及硝酸盐的使用量（中国规定NaNO3的最大用量为0.5G/kg，NaNO2的用量为0.15G/kg，肉制品中的残留量，以HNO2计不得超过0.03g/kg）。

性质介绍

　　护色剂，允许使用的主要是亚硝酸钠和硝酸钠。亚硝酸盐所产生的一氧化氮与肉类中的肌红蛋白和血红蛋白结合，可生成一种具有鲜红色的亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白而护色。硝酸盐则需在食品加工中被细菌还原成亚硝酸盐后再起作用。亚硝酸盐具有一定毒性，尤其可与胺类物质生成强致癌物亚硝酸，但由于它除可护色外，尚可防腐，尤其是防止肉毒梭状芽孢杆菌中毒，以及增强肉制品风味的作用，直到目前为止，各国都在保证安全和产品质量的前提下严格控制其使用量。由于抗坏血酸、异抗坏血酸、烟酰胺等既可促进护色，且抗坏血酸与α-生育酚尚可阻抑亚硝酸生成。

作用机理

　　为了有效解决色素的稳定性及保护色素在食品加工，贮运，销售过程不变色，不褪色，则要加入适当的护色剂。那么，什么是“护色剂”？护色剂的作用机理是什么呢？一般认为：所谓护色剂，就是一种对色素提高其可靠的稳定性，使色素经过加工、贮运、销售等过程中，颜色保持一致性的添加剂。它不同于着色剂，发色剂等制剂。食用护色剂，就是指能使用于食品加工中，在国标范围内，安全、卫生的食品用护色剂。　　因为色素类物质都是由于含有生色团和助色团才能呈现各自的特征颜色。而这些基团易被氧化、还原、络合作用；使基团的结构、性质发生变化，导致电子跃迁时所需的能量变化，吸收光的波长也改变，使颜色发生变化或褪色。知道了使颜色发生变化作用的因素和机理，则我们就针对各种色素，对这些因素的敏感程度，有目的的选用护色剂来保护食品的色泽。例如我们利用氯化亚锡与氢氧化钠与酸（如柠檬酸）反应所得的柠檬酸亚锡二钠盐具有一定的还原性能，如我们把它用于罐头食品中，能逐渐与罐中的残留氧发生作用，亚锡离子氧化成四价锡离子，而表现出良好的抗氧化性能，从而达到对食品色素的保护作用，广泛用于蘑菇、苹果、柠檬、板栗、银杏、青梅、百合、柑橘、芦笋、青豆、荔枝、椰汁等罐头食品中。对于多价金属离子的影响，我们可采用加入一些对金属离子有络合能力的酸和盐类如：植酸、柠檬酸、三聚磷酸钠、柠檬酸钠、复合磷酸盐，利用它们与金属离子结合，从而使金属离子对色素无（或减弱）作用，达到保护色素。在有些天然食品与天然色素中，呈色物质体现为维生素类，如维生素A、维生素C、维生素D、类胡萝卜素等易被氧化与褐变。如利用L－半胱氨酸盐酸盐是有还原性、抗氧化和防止非酶褐变作用，于天然果汁中防止维生素C被氧化和褐变。

原则介绍

　　1、作用对象色素的性质与结构形式。　　2、对色素有影响的各种因子。　　3、针对性的选择护色剂及考虑护色剂的加入对化合物呈色有没有负面影响。　　4、了解各种护色剂之间的相互影响（增效或相悖作用）。　　只有了解了色素的性状与结构，特别是其中的生色基团与助色基团的结构和色素所在的环境才能判断哪些因子对色素的稳定性有影响；再针对性地选择护色剂。当然一种护色剂，一般只有一种或两种功能特性有利于保护色素，如三聚磷酸钠对金属离子有一定的络合作用，可以抑制金属离子与色素发生作用。但却不能抑制色素受热、光、碱、氧化和还原作用。所以这就要求我们选择多种护色剂共同作用。各种护色剂之间存在的相互作用，有些是互相增效的，有些却是对护色作用是互相抑制的。如为防止油脂食品发生油脂氧化酸败，在使用酚类抗氧化剂的同时并用某酸性物质，如柠檬酸、磷酸、抗坏血酸等，能显著地提高抗氧化剂的作用效果。这是因为这些酸性物质对金属离子有螯合作用，使能促进氧化的微量金属离子钝化，从而降低了氧化作用。也有人认为，增效剂能与抗氧化剂的基团发生作用，使抗氧化剂再生。需要利用的是它们之间的协同增效作用。对于护色剂选择方面的工作是一个系统的、复杂的过程，如南昌泰康食品工业中心研制的TKH系列食品用护色剂，就是利用各护色剂单体进行有机，科学工艺复配在一起的复合护色剂。有TKH01通用型、TKH02型果品蔬菜等罐头食品、TKH03肉制品（红曲红天然色素专用）、TKH04油溶性色素专用护色剂等等。它们充分利用各护色剂协同互补性，取各家之长，使产品护色效果达到最理想效果。

肉制品运用

　　肉类加工过程中的发色、褪色和变色问题都是影响肉制品品质的重要因素。原料肉中的色素蛋白质主要是肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)。一般地，肌红蛋白约占70%～90%，是表现肉颜色的主要成分。肌红蛋白与氧气的结合程度不同，可呈现出三种不同的颜色：无氧状态下未被氧化的肌红蛋白呈紫红色；高氧分压下充分氧化的氧合肌红蛋白(Mbo2)呈鲜红色；而在低氧分压状态下未充分氧化所形成变性叽红蛋白(MetMb)则呈褐色。具体变化过程描述如下：新鲜肌肉呈紫红色，其切面暴露于空气中30-40分钟后，叽红蛋白就与氧结合，变成比较稳定的氧化肌红蛋白，其颜色变为鲜红色，这种变化的条件是肉保持在大气环境中有充足的氧气供应。这种颜色相对比较稳定，不易被氧化成褐色的变性肌红蛋白。但在氧气供应不足、氧分压相对较低状态下，氧合肌红蛋白就容易脱氧合变成还原型肌红蛋白，而后者又极易被氧化成褐色的变性肌红蛋白。由于肉自身存在的耗氧酶会消耗掉渗入肉中的氧气使肉中的氧分压降低，所以一般情况下肉在储存中容易产生褐变。上述褐变除与肉的PH值、温度、紫外线，特别是氧分压有关外，还与高铁肌红蛋白的还原活性有关，随肉品储藏时间的延长，其还原活性降低，肉的褐变现象加重。除了与氧结合外，肌红蛋白还与CO一、NO一结合。特别是与NO一结合生成亚硝基肌红蛋白(MbNO)，使肉呈鲜亮的红色，为此，肉制品的腌制过程中常要添加亚硝酸盐。　　亚硝酸盐的安全性问题是肉制品生产企业应该特别注意的，亚硝酸盐与氨基化合物(蛋白质分解产物)反应可产生致癌的N一亚硝基化合物，如亚硝胺。亚硝酸盐发色的同时，还有抑菌、抗氧化及增强风味的作用，尽管如此，由于安全性问题使其应用越来越受到限制，国内外都寻找理想的替代品。在没有理想的替代品之前，应把用量限制在最低水平，已使用的替代品有两类：一类是替代亚硝酸盐的添加剂，由发色剂、抗氧化剂，多价螯合剂和抑菌剂组成，发色剂用的是赤鲜红，抗氧化剂，多价螯合剂用的是磷酸盐，多聚磷酸盐，抑菌剂为对羟基苯甲酸和山梨酸及其盐类；另一类是在常规亚硝酸盐浓度下阻断亚硝胺形成的添加剂，抗坏血酸能与亚硝酸盐作用而减少亚硝胺的形成。此外，山梨酸、山梨酸醇、鞣酸等也可抑制亚硝胺的形成。此外，肉制品生产中还常常利用一些例如着色剂、营养强化剂、呈味剂等添加剂。随着经济发展和生活水平提高，肉制品的发展前景广阔，因此，大力推广各类食品添加剂在肉制品中的应用，使之色香味俱全，并能有效延长产品的保质期是肉制品研究开发人员的当务之急。