食鹽的主要成分為氯化鈉(NaCl),作為人類日常飲食中不可缺少的一種調(diào)味劑,它不僅能夠賦予食品咸味與鮮味,還可以有效地掩蓋苦味、澀味等不良風(fēng)味。然而,大量研究表明,長期攝入過量的食鹽會顯著增加高血壓、心腦血管病等慢性疾病的發(fā)生風(fēng)險,這已成為威脅公眾健康、導(dǎo)致居民壽命損失的重大危險因素之一。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院的李曉珺、毛立科*,澳門科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院的徐文驍?shù)热讼到y(tǒng)闡述食鹽在不同種類食品中的功能特性,分析國內(nèi)外人群食鹽攝入現(xiàn)狀及高鈉飲食帶來的健康風(fēng)險,重點探討目前主要的減鹽策略與咸味評估方法,旨在為新型食鹽產(chǎn)品、低鈉健康食品的開發(fā)提供理論依據(jù)。
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1 食鹽在食品工業(yè)中的作用及其對人體健康的影響
食鹽作為日常生活中不可或缺的調(diào)味料,它不僅能夠改善產(chǎn)品的功能特性,增強其品質(zhì)穩(wěn)定性,還能夠有效延長食品貨架期,在食品加工過程中發(fā)揮著不可替代的作用。從營養(yǎng)學(xué)角度而言,鈉是一種重要的礦物質(zhì),是人體必需的微量元素,也是維持人體正常生理功能的重要組分。鈉離子作為細(xì)胞外液的主要陽離子,不僅能夠維持人體內(nèi)的水鹽平衡,調(diào)節(jié)細(xì)胞和血液之間的滲透壓,還能夠通過多重調(diào)控機制參與機體代謝,確保細(xì)胞代謝的正常進(jìn)行。因此,食鹽作為人類膳食體系中不可或缺的電解質(zhì),在維持機體生理穩(wěn)態(tài)和食品加工領(lǐng)域都具有至關(guān)重要的作用。
1.1 食鹽在食品工業(yè)中的作用
食鹽作為食品加工過程中不可缺少的輔料,是影響食品品質(zhì)的關(guān)鍵因素。一方面,食鹽在提供咸味的同時能夠改善食品的加工特性及其質(zhì)構(gòu),增強產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定性;另一方面,食鹽能夠通過降低食品水分活度、提高滲透壓和氯離子的直接作用抑制腐敗及有害微生物的代謝活動,從而延長食品貨架期,提高貯藏穩(wěn)定性。
食鹽是加工肉制品中的重要成分,對肉制品的保水性、質(zhì)構(gòu)、微生物穩(wěn)定性等有重要影響。食鹽的添加能夠提高離子強度,促進(jìn)肌原纖維蛋白的溶解,溶出的肌原纖維蛋白作為天然乳化劑,在體系中形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性凝膠,提高了肉制品的持水性與黏結(jié)強度。同時,Cl-被束縛在肌原纖維間,提高了蛋白質(zhì)所帶凈電荷數(shù)量,增強了分子間靜電斥力,使得肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)松散,持水力增強,從而提升了肉制品的嫩度與多汁性。食鹽還會影響一些生化反應(yīng),如蛋白質(zhì)水解、脂肪分解和脂質(zhì)氧化。低鹽能夠促進(jìn)脂肪氧化分解,產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪源風(fēng)味物質(zhì),有利于肉制品特殊風(fēng)味的形成,而繼續(xù)添加食鹽,脂肪氧化則受到抑制。此外,較高的食鹽濃度能夠通過提高滲透壓、降低水分活度抑制微生物生長,從而達(dá)到延長肉制品貨架期的目的。
在面包、糕點等烘焙食品加工過程中,食鹽往往作為面團改良劑使用。在小麥面粉中添加食鹽可以使面筋蛋白快速吸水,增加面團的延展性和抗拉伸性能。適量的食鹽能夠促進(jìn)氫鍵的形成,優(yōu)化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使面團體系中形成面筋聚集體,提高其黏彈性與加工性能。同時,食鹽還可以調(diào)節(jié)面團發(fā)酵,通過提高滲透壓抑制面團中酵母的過度繁殖,防止過度發(fā)酵,避免面團產(chǎn)生的氣孔過大或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻等問題,有利于內(nèi)部組織的均勻性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
乳制品加工過程中食鹽同樣不可或缺,尤其是奶酪的鹽漬和成熟過程。一方面,在原料乳發(fā)酵、凝乳后添加食鹽,通過調(diào)節(jié)離子強度對蛋白質(zhì)的水合作用和溶解度產(chǎn)生積極影響,從而改善奶酪的質(zhì)構(gòu)。另一方面,食鹽還能夠促進(jìn)酪蛋白網(wǎng)絡(luò)的膨脹,使蛋白質(zhì)基質(zhì)占據(jù)的面積增加,提高了奶酪的硬度。同時,食鹽通過離子交換與酪蛋白中的鈣發(fā)生相互作用,促進(jìn)酪蛋白聚集并形成更加致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),進(jìn)一步增加了奶酪的硬度和切割性。此外,食鹽能夠通過提高滲透壓來促進(jìn)水分和乳清的排出,有助于控制奶酪的水分含量和最終質(zhì)地,從而為奶酪的成熟和貯藏過程提供更佳的物理穩(wěn)定性和風(fēng)味基礎(chǔ)。食鹽還具有限制發(fā)酵微生物活力和抑制雜菌繁殖的作用,對確保食品安全以及賦予奶酪特有風(fēng)味具有重要意義。
1.2 食鹽攝入與人體健康
人體的生命活動離不開食鹽,氯化鈉作為食鹽的主要成分,是維持人體新陳代謝的關(guān)鍵物質(zhì),承擔(dān)著多項重要的生理功能。適當(dāng)?shù)氖雏}攝入能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞與血液之間的滲透壓、維持血液的酸堿平衡、調(diào)節(jié)心肺功能和促進(jìn)營養(yǎng)吸收。食鹽在體內(nèi)可以解離為鈉離子和氯離子,鈉離子主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)血液、神經(jīng)與肌肉收縮的傳導(dǎo)活動,氯離子主要在消化液中發(fā)揮作用,有助于胃酸的分泌,促進(jìn)食物的消化吸收。然而,食鹽的過量攝入會引發(fā)一系列健康安全問題,大量研究表明,高鹽飲食與非傳染慢性疾病之間存在因果關(guān)系。高鹽飲食會導(dǎo)致人體內(nèi)鈉離子過多,增加血容量,從而引起血壓升高。每年全球有760萬 人死于高血壓,占死亡人數(shù)的13.5%。有研究表明,減少鈉鹽攝入能夠使血壓降低,Huang Liping等為了驗證膳食鈉的減少與血壓變化之間的劑量-反應(yīng)關(guān)系,對133 項涉及12 197 名參與者的研究結(jié)果(血壓與膳食鈉攝入量隨機試驗數(shù)據(jù))進(jìn)行meta分析,發(fā)現(xiàn)減少鈉攝入與其所帶來的血壓降低幅度呈現(xiàn)出劑量-反應(yīng)關(guān)系,并且在老年人群、非白人人群以及血壓較高的人群中,血壓降低幅度更大。在不足15 d的試驗中研究者觀察到,24 h尿鈉排泄量每減少50 mmol,收縮壓降低1.05 mmHg,這表明減少食鹽攝入量能夠顯著降低血壓升高的風(fēng)險。此外,長期高鹽飲食還會導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生,如心肌梗死、腦卒中等,同時也會增加骨質(zhì)疏松、胃癌、腎衰竭等疾病的患病風(fēng)險。因此,控制食鹽的攝入對于預(yù)防和控制非傳染性慢性疾病具有重要意義。
2 國內(nèi)外食鹽攝入現(xiàn)狀及減鹽行動
2.1 國內(nèi)外食鹽攝入現(xiàn)狀
目前,隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展,工業(yè)化國家和發(fā)展中國家居民的生活方式和飲食方式發(fā)生了很大變化,含有大量能量、脂質(zhì)、添加糖和鹽的高度加工食品的消費量增加,因此,世界上大多數(shù)國家的食鹽攝入量均超過WHO的推薦標(biāo)準(zhǔn)(圖1),尤其是包括中國在內(nèi)的東亞地區(qū),居民的食鹽攝入量位居全球前列。在日本,約有63%的膳食鈉來源于醬油、商業(yè)加工的海產(chǎn)品、咸湯及腌制果蔬;印度居民的每日食鹽攝入量有55%以上來源于豆類、谷物等傳統(tǒng)飲食;中國居民約75%的鈉鹽攝入源于家庭烹飪,只有較少部分來源于加工食品。與亞洲國家相比,美國、英國等歐美國家居民的鈉鹽攝入量主要來源于快餐和加工食品,占總攝入量的75%以上,僅有低于10%的鈉鹽來源于天然食品。不同國家居民的鈉膳食來源如表1所示。
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2.2 全球減鹽行動
全球范圍內(nèi)的減鹽行動至關(guān)重要。研究數(shù)據(jù)顯示,2014年已有75 個國家制定了減鹽戰(zhàn)略,相較于2010年報告的32 個國家,增長了一倍多,這表明各國在應(yīng)對食鹽攝入對公共健康影響的緊迫性上逐漸達(dá)成共識。其中芬蘭是最早開始采取減鹽策略的國家,使用礦物鹽代替普通食鹽和對高鈉鹽食品進(jìn)行強制性警示標(biāo)簽,使芬蘭的居民鈉鹽攝入量從1979年的12 g/d降至2007年的9 g/d,并且有效減少了與高血壓相關(guān)的疾病發(fā)生率。英國自2004年起啟動了全國性的減鹽行動,2006年推出了一項以人群為基礎(chǔ)的減鹽方案,結(jié)合透明獨立的監(jiān)測機制、清晰的食品包裝標(biāo)簽和廣泛的健康宣傳,使得英國居民的鈉鹽攝入量從2005年的8.1 g/d降至2018年的7.5 g/d。我國也在近年來積極響應(yīng)全球減鹽行動,采取了多項措施以降低鹽的攝入量。2017年國務(wù)院辦公廳出臺了《國民營養(yǎng)計劃(2017—2030)》,明確提出“到2030年要實現(xiàn)全國人均每日食鹽攝入量降低20%的目標(biāo)”,通過實施全民營養(yǎng)計劃以及重點人群干預(yù)指導(dǎo)居民日常飲食,從而控制鈉鹽攝入。2019年國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告(2020年)》顯示,我國減鹽行動已初步取得成效,從2015年的10.5 g/d下降到2019年的9.3 g/d,但仍高于WHO推薦標(biāo)準(zhǔn)。因此,為了實現(xiàn)2030年減鹽目標(biāo),我國需要繼續(xù)加強政策執(zhí)行力度,推動食品行業(yè)改革,嘗試不同的減鹽策略,并結(jié)合公眾健康教育,形成全社會共同參與的減鹽氛圍。
3 食品減鹽策略
食鹽在食品中扮演著重要的角色,如何在確保食品感官品質(zhì)、加工特性及食用品質(zhì)不受影響的前提下降低食品的含鹽量是食品工業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。目前,食品減鹽的技術(shù)策略主要包括以下幾個方面:1)逐步降低食品中鹽含量,調(diào)整消費者的咸味閾值,使其逐漸適應(yīng)新的咸味水平;2)采用食鹽替代物,如鹽酸鹽、乳酸鹽、磷酸鹽和咸味肽等彌補低鹽食品咸味的缺失;3)多感官協(xié)同作用增強咸味感知,通過嗅覺-味覺的協(xié)同效應(yīng)彌補低鹽食品中咸味下降的問題;4)優(yōu)化食鹽晶體結(jié)構(gòu),加快食鹽的溶解速率,增強人體咸味感知;5)優(yōu)化食品結(jié)構(gòu)設(shè)計,調(diào)控食鹽在食品基質(zhì)中的空間分布及其在口腔中的釋放行為,實現(xiàn)整體鈉含量的降低;6)利用新興加工技術(shù)輔助減鹽,包括超高壓、超聲波、微波等技術(shù)。不同減鹽策略的特點及應(yīng)用如表2所示。
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3.1 逐步降低食品中鹽含量
降低包裝食品中鈉鹽含量是最直接有效的減鹽方法,被稱之為隱形降鹽法,即在相對較長的時間內(nèi)循序漸進(jìn)地降低鈉鹽含量,調(diào)整消費者的咸味閾值,從而使消費者逐漸適應(yīng)新的咸味水平,增強其咸味感知能力,實現(xiàn)減鹽目標(biāo)。這種方法主要在英國得以實施并初見成效,3 年內(nèi)超市銷售的大多數(shù)加工食品的鈉鹽含量下降了約20%~30%。胡越等觀察到,將食鹽添加量從3%降低至2.5%,哈爾濱紅腸能夠表現(xiàn)出更好的抗脂肪氧化能力和更低的菌落數(shù),同時咸味適中,在貯藏期間能夠保持其良好的品質(zhì)特征。Tobin等探究了不同食鹽水平變化對豬肉香腸理化特性和感官品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,相比于高鹽組(2.4%、2%、1.6%),含1.4%和1.0%食鹽的香腸顏色更淺,更嫩,肉味更濃郁,更容易被消費者接受,這說明直接降低食鹽含量的策略可能依產(chǎn)品的不同效果不盡相同。然而,直接減鹽也存在一些局限性,例如鹽添加量過低可能會對食品的風(fēng)味、口感、安全性等方面產(chǎn)生負(fù)面影響,縮短產(chǎn)品保質(zhì)期。
3.2 鈉鹽替代物
3.2.1 氯化鹽替代物
在食品生產(chǎn)中,常使用的無機鹽替代物包括氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣等,其中氯化鉀因其與氯化鈉相似的咸味特性而被廣泛應(yīng)用。鉀是維持體液和電解質(zhì)平衡的必要營養(yǎng)素,可以降低成人的收縮壓和舒張壓,調(diào)節(jié)血壓并維持心臟健康。研究表明,減少鈉攝入量、增加鉀攝入量是減少高血壓等相關(guān)心血管疾病的最具有成本效益的策略之一。倪云梅等研究發(fā)現(xiàn)采用氯化鉀替代20%的氯化鈉時,對低鹽青魚的營養(yǎng)成分、色澤結(jié)構(gòu)、硫代巴比妥酸值等均無顯著影響,產(chǎn)品仍具有良好的感官接受度。Ojangba等用氯化鉀替代25%氯化鈉并結(jié)合高壓處理技術(shù),發(fā)現(xiàn)牛肉香腸能夠獲得較高的氣味活性值,在改善風(fēng)味的同時還能夠減少產(chǎn)品冷藏過程中的脂質(zhì)氧化。這些與Braschi等的研究結(jié)果一致,即氯化鉀替代鈉鹽的比例應(yīng)該控制在20%~30%之間。較高比例的氯化鉀替代可能會在食品中引入不良風(fēng)味,如辛辣味、苦味或金屬味,使得消費者對產(chǎn)品的接受度降低。在干腌培根中,當(dāng)氯化鉀替代比例超過40%時,其中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)(醛類、醇類、羧酸類、酮類、酯類、烴類)的形成和分布會發(fā)生變化,使得產(chǎn)品接受度降低,不利于健康低鹽食品的創(chuàng)新。同樣地,當(dāng)氯化鈉替代比例等于或高于40%時,吐司面包的感官特性發(fā)生顯著性變化,苦味、異味和金屬味增加,感官接受度下降。
為了彌補這一缺陷,通常采用添加風(fēng)味增強劑的方式或利用天然多糖與鉀離子的特異性結(jié)合掩蔽不良風(fēng)味,增強替代鹽的咸味。目前,在低鹽食品中添加的風(fēng)味增強劑主要包括酵母提取物、核苷酸、氨基酸等。付麗等向低鈉復(fù)合鹽牛肉丸中添加2%的酵母提取物,結(jié)果表明,添加酵母提取物不僅能夠減少產(chǎn)品中50%的氯化鈉添加量,還能夠有效改善鉀鹽所帶來的不良風(fēng)味。李沛等發(fā)現(xiàn)對醬油直接減鹽20%和30%時,醬油的關(guān)鍵理化指標(biāo)和揮發(fā)性芳香物質(zhì)成分會受到損失,而加入醬香型酵母抽提物能夠協(xié)助減鹽醬油的游離氨基酸、小分子肽和揮發(fā)性芳香成分重新恢復(fù),醬油味接近減鹽前水平。Liu Shixin等向氯化鉀替代氯化鈉的低鹽干腌牛肉中添加L-賴氨酸和L-組氨酸,發(fā)現(xiàn)其整體風(fēng)味、外觀、質(zhì)地相較于全鹽組無明顯變化,加入的兩種氨基酸不但能夠增強咸味,還能夠有效抑制由于高比例氯化鉀替代所帶來的感官缺陷。此外,利用天然多糖與鉀離子的特異性結(jié)合來掩蓋氯化鉀替代鹽異味的策略已被證實。Lu Wei等向氯化鉀溶液中引入κ-卡拉膠,發(fā)現(xiàn)加入卡拉膠可顯著降低氯化鉀溶液的苦味。這是因為卡拉膠可以通過其半乳糖單元上的硫酸基團與鉀離子特異性結(jié)合,從而減少鉀離子在口腔中的釋放,同時,卡拉膠具有增加氯化鉀溶液黏度的作用,可以降低釋放的鉀離子在味覺細(xì)胞表面的擴散,從而實現(xiàn)其苦味掩蔽作用。基于此,將卡拉膠引入含有0.3% NaCl和0.3% KCl的混合溶液中,發(fā)現(xiàn)卡拉膠在降低苦味的同時還能夠提高混合溶液整體的咸味,且當(dāng)添加量達(dá)到0.15%時,能夠?qū)崿F(xiàn)以氯化鉀替代50%氯化鈉的目標(biāo)。該團隊的另一項研究也表明κ-卡拉膠能夠通過與鉀離子的特異性結(jié)合降低不同鉀鹽溶液的苦味,并且通過對卡拉膠分子動態(tài)結(jié)構(gòu)變化的分析發(fā)現(xiàn):卡拉膠與鉀離子特異性結(jié)合的分子基礎(chǔ)是卡拉膠分子從無規(guī)卷曲到雙螺旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,這是因為卡拉膠在形成雙螺旋聚集體時具有最強的離子結(jié)合能力,與鉀離子發(fā)生特異性結(jié)合使其釋放量減少,從而降低了苦味強度。Huang Rong等基于簡單鹽溶液模型中氯化鉀和κ-卡拉膠的協(xié)同作用,將基質(zhì)擴展到復(fù)雜的肉類基質(zhì),探究了氯化鉀和κ-卡拉膠對低鈉香腸咸味感知和感官品質(zhì)特性的影響,結(jié)果表明,氯化鉀和卡拉膠部分取代氯化鈉組香腸,其質(zhì)構(gòu)和凝膠基質(zhì)的穩(wěn)定性均有顯著提升,這主要是因為卡拉膠會發(fā)生溶解變性形成凝膠,該凝膠可以與肉類蛋白質(zhì)共價結(jié)合,從而增強香腸的質(zhì)地特性。并且氯化鉀與卡拉膠的結(jié)合降低了蛋白中無規(guī)卷曲含量,促進(jìn)了α-螺旋與β-折疊的形成,從而增強了香腸凝膠基質(zhì)的穩(wěn)定性。同時,該研究還發(fā)現(xiàn),在10%~30%的低鹽替代水平下,卡拉膠能夠降低香腸凝膠基質(zhì)的苦味水平,同時卡拉膠的引入還使得凝膠結(jié)構(gòu)更加疏松多孔,加速了鈉離子在口腔中的釋放,在低替代水平下仍能夠維持較高的咸味感知。胡子寧等的研究也有類似結(jié)論,在低鈉面條生產(chǎn)中,κ-卡拉膠的添加能夠在掩蓋氯化鉀所帶來的金屬苦澀味和實現(xiàn)50%高效減鹽的同時,通過自身的膠凝及其與蛋白質(zhì)的相互作用增強面筋網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)更為致密緊實的微觀結(jié)構(gòu),從而提升面條硬度、彈性和咀嚼性。
除氯化鉀外,單獨添加其他氯化鹽也會給產(chǎn)品帶來不良風(fēng)味,如氯化鎂的金屬味和氯化銨的魚腥味,因此在低鹽制品加工中常使用多種復(fù)合鹽替代鈉鹽,從而在降低食品中鈉含量的基礎(chǔ)上維持食品的品質(zhì)特性。在發(fā)酵香腸加工過程中,采用30%氯化鉀、7%氯化鈣、5%甘氨酸部分替代氯化鈉,能夠在一定程度上改善產(chǎn)品的色澤和質(zhì)構(gòu),鮮味和豐富度與全鹽組無顯著差異,且對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生沒有負(fù)面影響,能夠保持良好的風(fēng)味品質(zhì)。吳強等采用25%氯化鉀、20%氯化鈣和10%氯化鎂替代鈉鹽對雞肉丸進(jìn)行腌制,發(fā)現(xiàn)多種復(fù)合鹽能夠顯著增加蛋白質(zhì)含量和明度值L*,具有較高的綜合品質(zhì)且可以達(dá)到最大的鈉鹽替代量。張佳偉等探究低鈉復(fù)合鹽對午餐肉品質(zhì)特性的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)替代鹽比例分別為30%氯化鉀、15%氯化鈣、10%氯化鎂時,其感官評分最高,且加熱后通過掃描電鏡觀察,替代組與全鹽組具有相近的均勻緊密的結(jié)構(gòu),初步證明了基于該技術(shù)生產(chǎn)低鈉午餐肉的可行性。
綜上,風(fēng)味增強劑、天然多糖等食品組分能夠掩蔽氯化鉀等替代鹽的天然金屬苦澀味,繼而提升基于替代鹽技術(shù)的低鈉食品感官品質(zhì);此外,多種替代鹽復(fù)配使用有望克服單一種類替代鹽使用所帶來的弊端,這對于維持低鈉食品的品質(zhì)具有非常重要的意義。
3.2.2非氯化鹽替代物
除了上述氯化鹽外,其他鹽也可以作為鈉鹽代替物實現(xiàn)產(chǎn)品的“減鹽不減咸”,主要包括乳酸鹽、磷酸鹽、檸檬酸鈉、抗壞血酸鈣等,它們在降低鈉攝入的同時,還具有其他功能。通常將乳酸鹽添加到肉類制品中,其不僅可以作為天然防腐劑以抑制病原體和腐敗微生物的生長,還能夠維持肉類在加工過程中的品質(zhì)特性,包括顏色、嫩度等。此外,乳酸鹽還可以利用其保濕特性提高產(chǎn)品的烹飪產(chǎn)量。Fulladosa等發(fā)現(xiàn)將乳酸鉀添加進(jìn)干腌火腿中能夠減少干腌火腿工藝第1階段微生物菌群的生長,并且在降低鈉鹽含量的同時能夠維持產(chǎn)品的顏色、風(fēng)味和質(zhì)地。Devlieghere等的研究表明,添加2%或3%的乳酸鉀與二乙酸鈉混合物能夠使熟肉制品的鈉鹽含量減少40%,且該復(fù)配體系能夠抑制總需氧嗜冷菌數(shù)與乳酸菌的生長,顯著延長減鹽產(chǎn)品的貨架期,并且對熟肉制品的感官特性不產(chǎn)生負(fù)面影響。此外,磷酸鹽也被證實在低鈉制品中發(fā)揮著重要的作用,它通常被認(rèn)為是肉制品的品質(zhì)改良劑,可以通過提高肉制品的pH值,使其偏離肌原纖維蛋白的等電點,從而增強蛋白質(zhì)分子間的靜電斥力,促使肌原纖維結(jié)構(gòu)松散并暴露更多親水基團,顯著提升蛋白質(zhì)的持水能力,繼而提高肉制品的嫩度和多汁性。Ruusunen等的研究從不同角度證實了磷酸鹽在低鈉肉制品加工中的積極作用。研究顯示,在蒸煮火腿制作過程中,添加磷酸鉀能夠減少烹飪過程中的水分損失,同時使鈉含量降低約20%。此外,該團隊的另一項研究表明,在高脂肪、低鈉配方的肉餅加工中,磷酸鹽的應(yīng)用可有效降低蒸煮損失,且在較低鈉含量條件下便可達(dá)到與高鈉配方相當(dāng)?shù)挠捕取5⒁猓^多磷酸鹽的攝入會對人體產(chǎn)生一定危害,因此磷酸鹽需在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)使用。此外,檸檬酸鹽也常作為食鹽替代物應(yīng)用于水產(chǎn)品加工中。王曜等以日本方頭魚為原料,利用檸檬酸鈉代替食鹽制作鹽干品,發(fā)現(xiàn)添加檸檬酸鈉能夠顯著降低肌肉組織中的鈉離子濃度,并且有效提升了產(chǎn)品表皮顏色,同時其鮮味特征物質(zhì)肌苷酸和新鮮度(K值)等品質(zhì)指標(biāo)較食鹽組無顯著性差異。李銘傲等探究了一定比例檸檬酸鈉、酒石酸鈉替代氯化鈉對魷魚魚糜凝膠品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種有機鹽與氯化鈉配比為2∶1時,魚糜的凝膠強度、硬度以及持水性與全鹽組相比無顯著差異,且有機鹽的添加能夠顯著減輕魚糜在熱誘導(dǎo)過程中內(nèi)源性蛋白酶所導(dǎo)致的凝膠劣化。食品中食鹽替代物的種類、組成、應(yīng)用及減鹽效果如表3所示。
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3.2.3天然提取物
一些呈咸味的天然植物提取物及其衍生物也可以作為食鹽替代物,常見的天然提取物主要來源于鹽生植物、草藥和香料等。鹽生植物由于其在高鹽環(huán)境中較強的生存能力以及含有豐富的礦質(zhì)元素和有機鹽,因此其提取物具有較強咸味,可以作為食鹽替代物運用于低鹽食品中。此外,草藥和香料對咸味的增強主要是由于其活性成分與上皮細(xì)胞中特異性受體結(jié)合,激活鈉離子通道,促進(jìn)鈉離子進(jìn)入味覺細(xì)胞,增強咸味感知信號,從而實現(xiàn)減鹽的目的。Seong等以鹽沼鹽生植物海篷子經(jīng)熱風(fēng)干燥、超微粉碎后制得的海篷子粉替代4 種不同干腌火腿中50%的食鹽,未對其色澤、質(zhì)構(gòu)、感官造成任何缺陷,且能降低23%~37%的鹽含量,因此被認(rèn)為是一種潛在的減鹽策略。Lee等從五味子、枸杞、海篷子等13 種植物水提物中,通過主成分分析法選出3 種代表咸味和鮮味的植物水提物(枸杞、海帶、海篷子)作為食鹽替代物,在達(dá)到與氯化鈉相同咸味感知強度的條件下,這3 種提取物的鈉含量僅為純氯化鈉的57%。
3.2.4咸味增強肽
咸味增強肽是指從食物中提取或者由氨基酸合成的一類具有咸味增強作用的低聚肽,主要來源于動植物以及微生物發(fā)酵制品,可通過提取法、水解法、微生物發(fā)酵法以及合成法獲得。咸味增強肽本身不具備咸味,它是通過激活人體口腔中的味覺受體細(xì)胞從而增強咸味感知,主要包括鮮味肽、美拉德反應(yīng)肽等多種呈味肽。咸味增強肽最早是由Tada等在合成酪蛋白水解物N端類似物時發(fā)現(xiàn),它們不僅可以呈現(xiàn)鮮味,還可以增強咸味感知。目前,許多研究從牛骨蛋白、醬油和酵母提取物中發(fā)現(xiàn)了咸味增強肽。在低鹽香腸制品中,添加1%氯化鈉和1%豬骨肽對香腸的色澤、口感、風(fēng)味產(chǎn)生積極影響,顯著改善了產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性,且替代組的咸味、鮮味和豐富度均優(yōu)于對照組,能夠?qū)崿F(xiàn)香腸產(chǎn)品的減鹽不減咸。Zhao Xu等在酵母提取物中篩選出咸味增強肽,其中6 種肽在0.30%氯化鈉溶液中均顯著增強了咸味強度,延長了咸味感知時間,這可能是因為這些肽能夠通過協(xié)同作用或加和效應(yīng)增強鹽溶液的咸度強度。Xie Xiangning等從火腿和菲律賓花蛤中分別分離純化得到了12 種和14 種肽并與氯化鈉混合,構(gòu)建了跨膜通道樣蛋白4(TMC4)受體,開展分子對接實驗,結(jié)果表明,Lys-Glu-Met-Gln-Lys-Asn等10 種肽具有咸味增強作用,可將0.3%氯化鈉溶液的咸味增強至與0.4%~0.6%氯化鈉溶液相當(dāng)?shù)乃剑且环N極具潛力的咸味增強劑。
3.3 多感官協(xié)同作用
多感官協(xié)同作用是指通過嗅覺-味覺的協(xié)同效應(yīng)共同增強咸味感知,從而彌補低鹽食品中咸味下降等問題。大量研究表明,具有咸香特征的物質(zhì),如火腿、沙丁魚、奶酪、酵母提取物和醬油中的香氣能夠顯著增強咸味感知,在低質(zhì)量濃度鹽溶液(3.0 g/L)條件下以醬油氣味的咸味增強能力最強,這一現(xiàn)象稱之為氣味誘導(dǎo)的咸味增強法,已應(yīng)用于多種咸味食品。氣味可以來自于外界環(huán)境擴散,在吸入鼻腔后刺激嗅覺上皮細(xì)胞產(chǎn)生特異性信號(正鼻嗅覺),也可以在進(jìn)食過程中從口腔內(nèi)部產(chǎn)生,通過口腔的內(nèi)擴散刺激嗅覺上皮細(xì)胞產(chǎn)生嗅覺感知(后鼻嗅覺)。Blankenship等研究證明經(jīng)過口腔加工的后鼻嗅覺在味覺處理相關(guān)腦區(qū)引起神經(jīng)激活,而正鼻嗅覺不引起神經(jīng)激活。后鼻嗅覺和味覺之間發(fā)生了跨通道的相互作用。當(dāng)香氣和滋味特征表現(xiàn)出一致性時,兩種刺激物具有協(xié)同作用,從而增強了咸味感知。Qiu Yue等通過正鼻和后鼻兩種途徑分別分析了鴨肉與辣椒一起燉煮時的揮發(fā)性化合物,結(jié)果表明,后鼻途徑的揮發(fā)性化合物對咸味增強的效果顯著高于正鼻途徑,這可能是因為后鼻途徑中的揮發(fā)性化合物能夠通過氫鍵和疏水作用與咸味受體相互作用,從而顯著增強了咸味感知。這與Pu Dandan等的研究結(jié)果類似,其通過水蒸氣蒸餾法收集煙熏臘肉燉制之后的揮發(fā)性物質(zhì),發(fā)現(xiàn)后鼻途徑中的2-甲氧基-4-乙烯基苯酚對咸味的增強作用最強,其次是二烯丙基硫醚、2,5-二甲基噻吩、2,6-二甲基苯酚、2,5-二甲基吡嗪和2,3-丁二酮。
3.4 食鹽晶體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
食品在咀嚼過程中,食鹽在口腔中溶解釋放Na+,刺激味覺細(xì)胞使人產(chǎn)生咸味感知,因此,可以通過提高食鹽晶體的比表面積加速其在口腔中的溶解速度。目前常通過優(yōu)化食鹽形狀和改變顆粒大小提高食鹽與口腔的接觸面積,從而加快溶解輸送速率,增強人體咸味感知。
相較于一般顆粒狀和立方體形態(tài)的食鹽,一些具有特殊形貌的食鹽往往在口腔中具有更快的溶解速率,能夠傳遞更深刻的咸味。目前市售的具有特殊形貌的食鹽晶體(圖2)包括Cargill生產(chǎn)的顆粒鹽、海鹽、片狀鹽和Morton生產(chǎn)的樹枝狀鹽。Alberger?片狀鹽是具有獨特中空金字塔形狀的食鹽晶體,擁有較低的堆積密度,能夠在口腔中傳遞更尖銳的咸味。與顆粒鹽相比,它可在達(dá)到相同咸味感知的情況下減少50%的鈉鹽用量。同時,這種獨特的晶體形狀賦予了低鹽食品優(yōu)良的功能特性,包括快速溶解性、強大的黏附性以及良好的水-脂肪結(jié)合能力,在食品應(yīng)用中更具優(yōu)勢。Lutz將片狀鹽運用于紅肉面糊中,面糊呈現(xiàn)出優(yōu)異的脂肪和水結(jié)合特性,并且在提高pH值、增加蛋白質(zhì)溶解度和減少蒸煮損失等方面表現(xiàn)出優(yōu)良特性。STAR FLAKE?樹枝狀鹽具有空化多孔、星形的改良立方體形態(tài),與片狀鹽性質(zhì)相似,其獨特多樣的物理結(jié)構(gòu)使其具有低堆積密度、快速溶解率、高流動性以及較強的液體吸附能力,可迅速產(chǎn)生咸味感知,較顆粒狀鹽快約2 倍。此外,噴霧干燥是將標(biāo)準(zhǔn)鹽晶體變?yōu)榫哂兄锌战Y(jié)構(gòu)晶體微球的有效技術(shù),空心結(jié)構(gòu)顯著增加了鹽與味蕾的接觸面積,加快了其在口腔中的溶解速率,在降低鹽含量的同時能夠保證相同的咸味感知。市售空心鹽SODA-LO?鹽微球可以有效提升味覺感受器的敏感程度,在不改變風(fēng)味的情況下,使各類食品中鈉鹽含量降低25%~50%。Chindapan等將氯化鉀部分替代氯化鈉的溶液進(jìn)行噴霧干燥,制得一種高表面粗糙度的空心結(jié)構(gòu)鹽顆粒。相較于市售顆粒鹽,該噴霧干燥鹽具有更小的粒徑和更低的堆積密度。研究表明,隨著氯化鉀取代水平的增加,較小鹽顆粒間表現(xiàn)出更廣泛的團聚性質(zhì),顆粒團聚使得該空心鹽結(jié)構(gòu)中孔隙增多,表現(xiàn)出更高的吸濕性,從而加快了顆粒在口腔中的溶解速率,進(jìn)一步增強咸味感知。此外,空心鹽的制備還依賴于具有表面活性的大分子物質(zhì),包括單一多糖、麥芽糊精-多糖復(fù)合物及皂苷類,它們均可作為空心鹽的表面活性劑。Yi Cheng等使用噴霧干燥工藝制備了以殼聚糖為壁材,與乙酸、乳酸或檸檬酸相結(jié)合的殼聚糖/酸/氯化鈉空心鹽微球,其均具有良好的吸濕性,能夠在口腔唾液中迅速溶解,從而產(chǎn)生咸味。該研究表明,有機酸的類型會影響鹽微球中氯化鈉的分布,其中乙酸和乳酸組的氯化鈉晶體分布在顆粒表面,因此能夠產(chǎn)生更強烈的咸味。Wang Xuyue等通過噴霧干燥技術(shù)成功開發(fā)出一種包含魔芋葡甘聚糖、氯化鉀和檸檬酸的多元復(fù)合空心鹽顆粒,所得顆粒呈現(xiàn)出均一的中空球形形態(tài),具有優(yōu)異的吸濕性、較低的堆積密度和較高的表面鈉含量。該研究的體外動態(tài)模擬實驗和感官評價結(jié)果表明,含0.75%魔芋葡甘聚糖的中空鹽展現(xiàn)出最優(yōu)結(jié)構(gòu),能顯著加速鈉在唾液中的溶解,并且魔芋葡甘聚糖的存在會減少鉀離子的釋放與擴散,有效抑制苦味。同時,檸檬酸作為增味劑,通過酸-鹽相互作用進(jìn)一步掩蓋了氯化鉀的苦味。在油炸大豆中的應(yīng)用測試表明,該中空鹽顆粒在降低20%鈉含量的同時仍保持產(chǎn)品理想的風(fēng)味和口感。Chen Xiaowei等利用皂樹皂苷的自組裝特性包埋檸檬油和蒜油形成納米乳液,通過噴霧干燥制備了一款皂苷基空心鹽微球,研究表明,負(fù)載風(fēng)味油的空心鹽顆粒可以顯著增強特征香氣屬性并提升咸味感知,有望作為一種新型低鈉載體。
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此外,食鹽顆粒的尺寸大小在一定程度上決定了鈉離子的釋放速率。大量研究表明,食鹽晶體的粒徑越小,比表面積則越大,越容易獲得強烈的咸味感知。Rama等為了研究食鹽晶體大小對鈉釋放速率以及咸味產(chǎn)生的影響,采用不同粒徑的食鹽顆粒對油炸薯片進(jìn)行調(diào)味,并在65 s內(nèi)測量咸味。結(jié)果表明,最小粒徑的食鹽晶體溶解和擴散到口腔及唾液的速度最快,具有最高的咸味強度。Rios-Mera等用60 目篩篩分普通食鹽得到微粉化食鹽,并應(yīng)用于漢堡的肉糜生產(chǎn),發(fā)現(xiàn)使用微粉化食鹽可以將食鹽的添加量從1.5%降低到1.0%,而不影響漢堡的功能特性和感官特性。因此,使用小顆粒食鹽能夠在降低鈉鹽攝入量的基礎(chǔ)上保證食品的特性,能夠在食品工業(yè)中廣泛使用。
3.5 食品結(jié)構(gòu)設(shè)計
優(yōu)化食品結(jié)構(gòu)是通過調(diào)控食鹽在食品基質(zhì)中的空間分布及其在口腔中的釋放行為,以實現(xiàn)咸味感知的優(yōu)化與整體鈉含量的降低。其中,非均勻空間分布減鹽是通過將食鹽分布于食品的多個層次,形成高鹽與低鹽區(qū)共存結(jié)構(gòu),使鈉離子在口腔處理過程中以間歇性的方式刺激味覺感受器,從而引發(fā)更強烈的神經(jīng)響應(yīng)。與均勻分布所造成的穩(wěn)定刺激相比,這種在口腔中產(chǎn)生的咸味對比效應(yīng)能夠在增強咸味感知的同時維持消費者對食品的接受度。目前已有研究表明,面包、奶酪和肉制品等固體食物已利用這種味覺對比原理有效地減少了鈉鹽消耗。Konitzer等研究發(fā)現(xiàn),在面包中使用粗粒氯化鈉可顯著提高面包咸度,并且可以減少25%的鈉鹽添加。這是因為粗粒鹽的添加造成了面包內(nèi)鹽分的非均勻分布,局部形成高鹽區(qū)域,從而增強了味覺對比度并加速咸味感知。Sinesio等研究了鹽的非均勻分布對小麥面包感官品質(zhì)及消費者接受度的影響,實驗分為3 組:1.5%氯化鈉面包、1.0%氯化鈉面包和鹽分布不均勻的1.0%氯化鈉面包。結(jié)果表明,鹽分布不均勻的減鹽面包與1.5%處理組面包具有相同的嗅覺和稠度特征,并且能夠在保持整體風(fēng)味的基礎(chǔ)上實現(xiàn)33%的鈉鹽含量降低。G?uchowski等對比了6 種鹽分非均勻分布配方對牛肉漢堡肉餅感官特性及消費者感知的影響,結(jié)果表明,位于肉餅外部的鹽非均勻分布會增加肉餅的硬度,而當(dāng)鹽位于肉餅內(nèi)部時,鹽的不均勻空間分布會增加咸味強度和多汁性,具有比均勻分布樣品更佳的消費者偏好。因此,通過調(diào)節(jié)鹽在食品基質(zhì)種的空間分布以增強咸度感知是一種極具前景的減鹽策略。此外,包埋技術(shù)作為一種食品結(jié)構(gòu)設(shè)計手段,是通過將食鹽包裹在脂類、蠟類或其他包埋材料中,實現(xiàn)鈉離子在食品基質(zhì)中的非均勻分布,進(jìn)而增強咸味感知。Noort等使用30%高熔點脂肪包埋70%的鹽分,應(yīng)用于面包加工中,結(jié)果表明,使用1%大粒徑包埋鹽制備的面包,其平均咸味強度等同于使用2%普通鹽所制備的面包。上述以高熔點脂肪包埋的顆粒鹽在烘焙后可在面包中形成“咸味點”,其產(chǎn)生的感官對比效果取決于包埋顆粒的粒徑。粒徑在1 000~2 000 μm之間的包埋鹽晶體可在不影響面包消費者喜好度的前提下實現(xiàn)50%的減鹽目標(biāo)。
3.6 新興加工技術(shù)在減鹽策略中的輔助作用
隨著減鹽技術(shù)的不斷發(fā)展,一些新興的非熱加工技術(shù)也在減鹽食品工業(yè)中得到應(yīng)用,包括超聲波技術(shù)、超高壓技術(shù)、脈沖電場等,能夠在保證食品風(fēng)味和質(zhì)地的同時實現(xiàn)減鹽的目的,目前研究主要集中在減鹽肉制品加工方面。
3.6.1超聲波技術(shù)
超聲波作為一種新型的綠色非熱加工技術(shù),因其高效瞬時、非熱環(huán)保等特點成為輔助減鹽技術(shù)中最具有應(yīng)用價值的方法之一。超聲波通過產(chǎn)生機械和空化效應(yīng),增加了細(xì)胞膜的通透性,促進(jìn)了電解質(zhì)離子的滲透和擴散。此外,超聲波對食品基質(zhì)的沖擊可以產(chǎn)生高壓和局部高溫,強化了細(xì)胞內(nèi)外的傳質(zhì)效率,進(jìn)一步促進(jìn)離子的滲透,改善其在制品中的分布,從而提高咸味感知。Ojha等發(fā)現(xiàn),與靜態(tài)腌制系統(tǒng)相比,在超聲強度54.9 W/cm2的條件下,豬肉樣品內(nèi)含鹽量顯著增加且傳質(zhì)系數(shù)增大,這說明超聲處理可以增強鹽在肉基質(zhì)中的擴散,且擴散系數(shù)隨超聲強度的增加呈指數(shù)增加。Inguglia等將超聲波輔助鹽漬與氯化鉀替代結(jié)合使用,發(fā)現(xiàn)其能夠通過在肉表面形成微通道從而實現(xiàn)短時間的降鹽,且對肉的pH值、水分活度無顯著影響。同時,超聲波技術(shù)還可以通過破壞肌原纖維結(jié)構(gòu)有效地改善肉的嫩度,在不影響產(chǎn)品適口性和消費者接受度的前提下實現(xiàn)減鹽。
3.6.2超高壓技術(shù)
超高壓技術(shù)是指在常溫條件下利用100 MPa以上的靜水壓力對食品進(jìn)行處理,屬于新型的非熱加工技術(shù),是減鹽制品加工過程中維持感官品質(zhì)與營養(yǎng)價值的常用方法。超高壓技術(shù)主要應(yīng)用于肉制品,通過超高壓的機械力使肌動蛋白、肌球蛋白解離,并且加劇了肌原纖維蛋白的崩解,從而改善了肌肉中蛋白質(zhì)的功能特性,這與食鹽對肌原纖維蛋白的作用類似。此外,低鹽食品中鹽添加量的降低會使肉制品微生物安全性下降,超高壓處理作為一種常用的殺菌方式,能夠殺滅病原體和有害微生物,延長低鹽制品貨架期。因此當(dāng)超高壓技術(shù)應(yīng)用于肉制品時,能夠降低肉制品加工過程中對高鹽濃度的依賴,起到了減鹽但不犧牲口感的作用。Picouet等發(fā)現(xiàn)利用600 MPa超高壓處理能夠使干腌火腿的咸味顯著增強,這是因為超高壓使鈉離子和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間相互作用發(fā)生變化,并且由于加壓后制品的肌原纖維內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)受到干擾,使得更多鈉離子釋放到味覺感受器,從而表現(xiàn)出更高的咸味感知。在法蘭克福香腸加工中,Crehan等利用超高壓技術(shù)在低鹽水平下處理香腸,發(fā)現(xiàn)超高壓能夠通過改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能特性,改善低鹽肉制品的凝膠性能。在低鹽(1.5%)和常規(guī)鹽(2.5%)水平下,150 MPa的超高壓處理顯著降低了烹飪損失,并增強了蛋白質(zhì)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),彌補因低鹽而導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)地和持水性下降。
3.6.3脈沖電場
脈沖電場技術(shù)作為一種非熱物理加工手段,是利用電場強度為0.1~80 kV/cm的短持續(xù)時間電場脈沖作用于放置在兩電極之間或穿過兩電極的食品,通過高強度的瞬時電場改變食品基質(zhì)結(jié)構(gòu)和傳質(zhì)效率。該技術(shù)能夠誘發(fā)電擊穿或孔隙的形成,增加細(xì)胞膜通透性,加速腌制的傳質(zhì)效率,從而使得鹽分在肉基質(zhì)中的滲透更加快速和均勻,在咀嚼過程中能夠獲得更強烈的咸味感知。同時,脈沖電場可能會影響肌肉蛋白的結(jié)構(gòu)和功能,改變蛋白質(zhì)和鹽的相互作用,使得肌肉的嫩度提高。因此,該技術(shù)在保證食品營養(yǎng)、品質(zhì)以及微生物安全的基礎(chǔ)上能夠降低傳統(tǒng)工藝對高鹽的依賴,有助于減鹽食品的開發(fā)。Cropotova等將鱸魚樣品在鹽漬前進(jìn)行脈沖電場處理,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理的產(chǎn)品可以有效地縮短鹽漬時間,且能夠?qū)⑹雏}吸收率提高到77%,這可能與脈沖電場的電穿孔效應(yīng)有關(guān),通過增加肌肉中的細(xì)胞空間及多孔結(jié)構(gòu)來促進(jìn)鱸魚對鹽的吸收,同時確保其在肌肉中的均勻分布。綜上,低鹽肉制品經(jīng)過脈沖電場處理后,即使鹽添加量下降,也不會對肉制品的蒸煮損失、感官品質(zhì)、理化特性等產(chǎn)生不良影響。
4 減鹽策略的評價指標(biāo)
減鹽策略的有效性需通過一些評價指標(biāo)進(jìn)行驗證,目前研究中通常使用的評價指標(biāo)包括感官評價、鈉含量直接測定、儀器模擬味覺感知以及分子生物學(xué)機制研究等,以確保在降低鈉含量的同時,不影響食品的風(fēng)味口感和營養(yǎng)價值。
4.1 感官評價
感官評價是減鹽策略的核心評價指標(biāo)之一,它是基于科學(xué)方法,通過感知食品特征信息,評估人們對食品的反應(yīng),同時減少其他因素對感知的干擾,從而對食品進(jìn)行定性和定量分析,直接反映消費者對減鹽產(chǎn)品的接受度。目前,人工感官評定方法主要分為區(qū)別檢驗、描述性分析和情感檢驗3 類,各具其判定標(biāo)準(zhǔn)。其中,區(qū)別檢驗主要用于判斷樣品之間是否存在顯著的感官差異,常用的方法包括成對比較檢驗法和三點檢驗法,二者廣泛應(yīng)用于減鹽制品早期階段的配方篩選。描述性分析則通過訓(xùn)練8~12 名評價員,建立鹽度、鮮味、苦味等≥20 個屬性詞匯表,采用定量描述分析等標(biāo)準(zhǔn)化方法,通過9 分或15 cm線性尺度量化多個感官屬性的強度,適用于風(fēng)味構(gòu)成復(fù)雜的食品,如湯類、加工肉制品等。陳沙等評價了雙孢菇提取物在3 種肉湯體系中的協(xié)助減鹽效果,該研究設(shè)置了12 名成員組成的感官評價小組,對上述3 種湯類進(jìn)行描述性感官分析和時間強度感官評價,感官評分采用5分標(biāo)度法。感官分析結(jié)果表明,雙孢菇提取物對3 種肉湯均能起到減鹽增鮮作用,并且能夠延長咸味在口腔中的持續(xù)時間,整體風(fēng)味增強。Heir等的研究對礦物鹽和有機酸鹽替代氯化鈉處理的冷熏三文魚進(jìn)行了完整的感官描述性分析,研究者組織了訓(xùn)練有素的感官評定小組對23 項與氣味、味道和質(zhì)構(gòu)相關(guān)的感官屬性進(jìn)行強度評分,評分采用15 cm無結(jié)構(gòu)線性尺,所有數(shù)據(jù)通過專業(yè)感官軟件轉(zhuǎn)化為1~9的強度值。感官評定結(jié)果表明,減鈉三文魚與常規(guī)鈉鹽產(chǎn)品在整體風(fēng)味上無顯著差異,為健康肉制品開發(fā)提供了簡便可行的技術(shù)路線。情感檢驗主要面向消費者群體,通常采用如9點喜好法評價其對產(chǎn)品整體喜好度與接受程度。在小麥面包加工中,Sinesio等以1.0%非均勻分布氯化鈉為處理組,與標(biāo)準(zhǔn)含鹽組(1.5%)和減鹽組(1.0%)進(jìn)行比較。描述性感官分析結(jié)果表明,與標(biāo)準(zhǔn)含鹽組相比,非均勻分布的減鹽面包在整體風(fēng)味、鹽味強度和質(zhì)構(gòu)特征上無顯著差異。此外,203 位消費者的喜好測試顯示,無論氯化鈉分布如何,消費者都無法區(qū)分兩種含1.0%氯化鈉的面包。由此表明非均勻鹽分布作為物理修飾的一種形式,能夠在不犧牲產(chǎn)品整體感官質(zhì)量的前提下實現(xiàn)減鹽目標(biāo)。Barretto等對超聲輔助減鈉重組熟火腿進(jìn)行評價,研究共招募了115 位非受訓(xùn)消費者參與感官測試,采用9點喜好量表對火腿制品的顏色、味道、質(zhì)地和整體接受度進(jìn)行評價,結(jié)果表明,超聲處理改善了消費者對低鈉火腿味道、質(zhì)地的感官接受度,并且減鹽量50%時重組熟火腿的購買意愿增加,這可能是由于超聲波處理能夠使鹽分在基質(zhì)中擴散得更好。但是,感官評價結(jié)果容易受到評價人員個體差異(如情緒、生理狀態(tài)變化及味覺適應(yīng)性)的影響,導(dǎo)致結(jié)果存在一定的主觀性偏差。
4.2 鈉含量的直接測定
鈉含量的直接測定是評估食品減鹽效果的核心技術(shù)手段,主要通過實驗室儀器分析實現(xiàn)精準(zhǔn)定量。常用的方法包括火焰原子吸收光譜法、火焰原子發(fā)射光譜法以及電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)法等,這些方法基于鈉元素的特征光譜強度與濃度線性關(guān)系進(jìn)行檢測,具有高靈敏度和準(zhǔn)確性。其中火焰原子吸收光譜法和火焰原子發(fā)射光譜法作為GB 5009.91—2017《食品中鉀、鈉的測定》中的第一、二法,具有選擇性好、分析速度快、操作簡單等優(yōu)點,但在實際樣品測定時,兩種方法由于線性范圍較窄,需要在進(jìn)樣前對樣品溶液進(jìn)行多次稀釋,這可能會影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。馬春麗等采用火焰原子吸收光譜法系統(tǒng)研究了氯化鉀部分替代氯化鈉對低鹽切達(dá)干酪鈉含量的影響,實驗結(jié)果表明,以氯化鉀替代25%、50%、75% NaCl時,成熟期干酪鈉含量顯著降低,且50%替代組產(chǎn)品硬度、風(fēng)味與全鹽組無顯著差異,彌補了低鹽干酪松散易碎、硬度較小且呈苦味的缺陷。ICP-AES具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、線性范圍較寬等優(yōu)點,可以同時測定多種元素,常用于奶粉、蛋黃粉、固體調(diào)料等樣品中鈉含量的測定。但該方法準(zhǔn)確度易受復(fù)雜樣品基質(zhì)的干擾,如蒜粉、糖果等,因此需要添加鋰作為內(nèi)標(biāo)以降低基質(zhì)效應(yīng)。周黎等利用ICP-AES法測定了不同比例低鈉鹽替代對皮蛋蛋清和蛋黃的鈉鉀含量的影響,發(fā)現(xiàn)100%低鈉鹽組在腌制20 d時,蛋清鈉含量為5 748 μg/g,較傳統(tǒng)鹽組降低21%。蛋黃鈉含量則從6 585 μg/g降至4 610 μg/g,降幅達(dá)30%。
4.3 電子舌傳感技術(shù)
在減鹽策略的評價中,電子舌通常用于檢測食品的咸味、苦味以及其他滋味特征,具有檢測速度快等優(yōu)勢,通常作為輔助判斷方法與感官評價結(jié)合使用。趙紅姣等探究了低鈉復(fù)合鹽對茶腸在貯藏期間理化性質(zhì)及風(fēng)味的影響,結(jié)果表明經(jīng)過減鹽處理(氯化鈉∶氯化鉀∶風(fēng)味組分(麥芽糊精、L-賴氨酸、L-丙氨酸、檸檬酸和乳酸鈣)配比為7∶2∶1)的茶腸在貯藏期間的pH值、b*值、水分活度、硬度和咀嚼性等品質(zhì)最佳。電子舌主成分分析結(jié)果表明,該低鈉復(fù)合鹽組的滋味和風(fēng)味相似,較大程度保持了茶腸原有的鮮味和滋味,并且成功降低了茶腸中的氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)(30%),表明該低鈉配方制成的產(chǎn)品總體接受度最高。班鑫榮等以納米粉碎的雙孢蘑菇、大球蓋菇和草菇粉為原料,通過電子舌分析其減鹽增鮮潛力。結(jié)果表明,與0.5%氯化鈉溶液相比,額外添加0.5%的納米粉碎樣品后,溶液的咸味和鮮味響應(yīng)值顯著提升。折算氯化鈉當(dāng)量,3 種納米食用菌粉分別能夠?qū)⒌刃然c質(zhì)量分?jǐn)?shù)提升至0.78%、0.75%和0.75%,且能夠替代40%以上的氯化鈉,說明納米粉碎后的樣品與鹽溶液之間可能存在協(xié)同增效作用,可作為替代鹽或風(fēng)味增強劑在低鈉制品中使用。
4.4 味覺細(xì)胞模型
味覺細(xì)胞模型的建立以味覺傳導(dǎo)機制為基礎(chǔ),與人類對味覺感知的感官評價密切相關(guān),已成為一種更為靈敏的咸味評估方法。這一方法主要依賴于味覺受體細(xì)胞對咸味化合物的反應(yīng),通常需要經(jīng)歷3 個階段:1)鈉的釋放:在咀嚼過程中食物基質(zhì)中的氯化鈉在口腔內(nèi)接觸唾液后溶解,促進(jìn)鈉離子從食物中釋放;2)鈉的傳遞:在唾液的作用下,鈉離子由離子梯度攜帶傳遞至舌頭表面的味蕾,刺激味覺感受器,引起膜發(fā)生去極化;3)咸味感知:去極化的味覺感受細(xì)胞刺激外周神經(jīng),釋放神經(jīng)遞質(zhì),并將神經(jīng)信號傳遞至延髓味覺中樞,再進(jìn)一步傳遞至丘腦和大腦皮層的味覺感知區(qū),從而最終形成咸味的感知。目前已有的研究表明,咸味有兩種不同的傳導(dǎo)途徑:阿米洛利敏感途徑和阿米洛利不敏感途徑,前者主要感知低鹽濃度(<100 mmol/L NaCl),后者則感知高鹽濃度(>300 mmol/L NaCl),二者會引起相反的行為反應(yīng)。較低的鹽濃度范圍會刺激食欲,而高鹽濃度則會使人對食物產(chǎn)生強烈的厭惡感,引起排斥行為。如圖3所示,阿米洛利敏感的低鈉途徑主要依賴于鈉離子上皮通道(ENaC),該通道由結(jié)構(gòu)同源的α、β和γ 3 種亞基組成,被認(rèn)為是嚙齒動物咸味感知的主要受體。在此途徑下,鈉離子通過ENaC流入味覺細(xì)胞,引起細(xì)胞膜去極化并產(chǎn)生動作電位,強烈的膜去極化打開了由CALHM 1和CALHM 3組成的電壓門控神經(jīng)遞質(zhì)釋放通道,引起ATP釋放。釋放的ATP作用于傳入神經(jīng)纖維上的P2X2/3受體,這些受體是離子型受體,激活后會導(dǎo)致神經(jīng)纖維的去極化,從而將味覺信號傳遞到大腦。當(dāng)鈉離子在口腔中積累到一定濃度時,ENaC會產(chǎn)生特異性反應(yīng),這種反應(yīng)可以被利尿藥阿米洛利抑制。而阿米洛利不敏感的高鈉途徑是區(qū)別于傳統(tǒng)ENaC依賴性咸味感知的重要機制,主要參與高濃度鈉鹽感知。有研究表明,瞬時受體電位通道(TRP)可能在該途徑中發(fā)揮作用,主要依賴于一種辣椒素受體亞型TRPV1,被高濃度鈉鹽激活的受體能夠參與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo),釋放神經(jīng)遞質(zhì)或血清素。2021年日本團隊提出了一種電壓依賴性、特異性識別氯離子的新型通道——TMC4,其在投射至舌咽神經(jīng)的輪廓乳頭和葉狀乳頭中強烈表達(dá),可被高濃度氯化鈉激活,介導(dǎo)氯離子內(nèi)流,對阿米洛利不敏感。
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目前味覺細(xì)胞的來源主要集中在嚙齒動物、人舌組織中,將細(xì)胞與刺激物接觸數(shù)分鐘后,根據(jù)細(xì)胞反應(yīng)評估該樣品的咸味強度,這在探究咸味增強肽的咸味增強機制中已被廣泛應(yīng)用。Chen Yanping等通過大鼠味覺細(xì)胞模型對中國腐乳中存在的味覺活性肽進(jìn)行了咸味評估,發(fā)現(xiàn)EDEGEQPRPF是最強效的增咸肽,在50 mmol/L氯化鈉溶液中加入0.4 mg/mL該肽,其咸味水平相當(dāng)于63 mmol/L氯化鈉溶液的咸度,因此被認(rèn)為能夠作為一種食鹽替代品,在不影響咸味的情況下有效減少鈉的攝入量。此外,人類胚胎腎HEK293細(xì)胞也被用于構(gòu)建咸味受體細(xì)胞模型,該模型已成功用于咸味增強劑增咸效果的評價。
5 結(jié)語
“減鹽不減咸”已成為全球食品工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,本文總結(jié)并討論了目前主要的減鹽方法,如利用食鹽替代物減鹽、通過嗅覺-味覺的協(xié)同效應(yīng)增鮮、優(yōu)化食鹽物理結(jié)構(gòu)、優(yōu)化食品結(jié)構(gòu)設(shè)計以及利用新興加工技術(shù)輔助減鹽等,在不改變食品品質(zhì)的同時實現(xiàn)“減鹽不減咸”的目標(biāo)。
對于減鹽策略的研究目前已取得顯著進(jìn)展,然而在實際推廣與應(yīng)用過程中,仍存在一定局限性。例如,部分食鹽替代物如鉀鹽可能帶有苦味和金屬味,影響消費者接受度;嗅覺-味覺協(xié)同增咸策略在不同食品基質(zhì)中的適用性尚待確認(rèn);不同新興輔助減鹽技術(shù)對低鈉食品的影響機制仍未完全明確,且技術(shù)開展成本較高。此外,消費者對低鹽食品的接受度、市場推廣的可行性以及成本控制等問題也在一定程度上限制了減鹽策略的應(yīng)用。未來可以聚焦于將多種減鹽策略有機結(jié)合,彌補單一技術(shù)的不足,例如將食鹽替代物和新興輔助減鹽技術(shù)結(jié)合,在降低鈉鹽的同時,改善食品的感官品質(zhì)和功能特性。同時,加強公眾健康教育,提高消費者對低鈉飲食的認(rèn)知和接受度,為低鹽食品的推廣與應(yīng)用提供新思路。
作者簡介
通信作者:
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毛立科,博士,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院副教授,博士生導(dǎo)師,從事食品功能配料開發(fā)與應(yīng)用方面的研究,在食品口腔加工、食品凝膠、油脂結(jié)構(gòu)化、營養(yǎng)素遞送體系、健康飲品等方面具有良好的研究基礎(chǔ)與應(yīng)用經(jīng)驗。發(fā)表SCI論文100余篇,授權(quán)/申請發(fā)明專利11 項;主持國家自然科學(xué)基金項目3 項、國家重點研發(fā)計劃項目子課題2 項、北京市自然科學(xué)基金項目2 項、地方省市項目及各類橫向技術(shù)服務(wù)課題10余項;獲中國輕工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步獎一等獎、中國市場技術(shù)協(xié)會金橋獎優(yōu)秀項目獎各一項(排名第二);2022、2023、2024年連續(xù)三年入選科睿唯安“全球高被引科學(xué)家”。兼任中國輕工業(yè)健康飲品重點實驗室副主任、北京食品學(xué)會青委會主任委員,
Food Hydrocolloids, Fundamental Research, Journal of Future Foods等期刊編委。
第一作者:
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李曉珺,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院食品工程碩士研究生。本科就讀于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院食品質(zhì)量與安全專業(yè),研究生就讀于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院食品工程專業(yè),研究方向為食品成分檢測標(biāo)準(zhǔn)化研究,連續(xù)兩年獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品與營養(yǎng)工程學(xué)院學(xué)業(yè)獎學(xué)金。
引文格式:
李曉珺, 徐文驍, 尚靖雯, 等. 食品減鹽策略研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(21): 362-375. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250625-186.
LI Xiaojun, XU Wenxiao, SHANG Jingwen, et al. Research progress on salt reduction strategies in foods[J]. Food Science,2025, 46(21): 362-375. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250625-186.
實習(xí)編輯:安宏琳;責(zé)任編輯:張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)
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為匯聚全球智慧共探產(chǎn)業(yè)變革方向,搭建跨學(xué)科、跨國界的協(xié)同創(chuàng)新平臺,由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心(動物替代蛋白)、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志(EI收錄)、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志(SCI收錄)、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志(ESCI收錄)主辦,西南大學(xué)、 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、 重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、重慶工商大學(xué)、重慶三峽學(xué)院、西華大學(xué)、成都大學(xué)、四川旅游學(xué)院、西昌學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)協(xié)辦的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會 ”, 將于2026年4月25-26日 (4月24日全天報到) 在中國 重慶召開。
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為系統(tǒng)提升我國食品營養(yǎng)與安全的科技創(chuàng)新策源能力,加速科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,推動食品產(chǎn)業(yè)向綠色化、智能化、高端化轉(zhuǎn)型升級,由北京食品科學(xué)研究院、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志(EI收錄)、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志(SCI收錄)、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志(ESCI收錄)主辦,合肥工業(yè)大學(xué)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、安徽省食品行業(yè)協(xié)會、安徽大學(xué)、合肥大學(xué)、合肥師范學(xué)院、北京工商大學(xué)、中國科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院臨床營養(yǎng)科、安徽糧食工程職業(yè)學(xué)院、安徽省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、安徽科技學(xué)院、皖西學(xué)院、黃山學(xué)院、滁州學(xué)院、蚌埠學(xué)院共同主辦的“第六屆食品科學(xué)與人類健康國際研討會”,將于 2026年8月15-16日(8月14日全天報到)在中國 安徽 合肥召開。
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