得克萨斯A&M肉类科学家开发出不添加亚硝酸盐的腌肉

想象一下您最喜欢的腌肉，如牛肉干、意大利辣香肠或培根，没有添加任何目前颜色和保质期所需的任何来源的亚硝酸钠。WesOsburn 博士正是这样做的。

在中心，德克萨斯 A&M 大学肉类科学家 Wes Osburn 博士正在他的实验室与学生 Tanner Wright 和 Arlie Reeves 一起研究一种新的不添加亚硝酸盐的腌制肉系统。(得克萨斯州 A&M AgriLife 照片由 Michael Miller 拍摄)

得克萨斯 A&M农业与生命 科学学院动物科学系肉类科学副教授 Osburn 已着手寻找一种创新方法来产生腌制肉类和家禽产品所需的一氧化氮和残留亚硝酸盐，但无需添加天然或合成亚硝酸盐来源。

大多数加工肉类产品的传统腌制方法包括在肉类中添加亚硝酸钠以保存肉类并减少烹饪和冷藏过程中肉毒杆菌或产气荚膜杆菌等细菌的潜在生长。

腌肉

多年来，Osburn 一直在研究一种新型氨基酸替代腌制系统的想法。2022 年，他获得了 农业部50 万美元的农业和食品研究计划资助，以确定添加氨基酸 以激活一氧化氮合酶系统 的可行性 。

加入他的研究是动物科学系教员朗达米勒博士，肉类科学教授; Guoyao Wu，博士，特聘教授，大学教员和德州 A&M 农业生命研究所动物营养学教员;Sapna Chitlapilly Dass，博士，微生物生态学和微生物组相互作用助理教授;和 Chris Kerth，博士，肉类科学副教授;与俄克拉荷马州立大学肉类科学教授 Ranjith Ramanathan 博士一起。

由德克萨斯 A&M 大学肉类科学家 Wes Osburn 博士领导的团队使用天然存在的亚硝酸盐和硝酸盐，正在努力确保他们能够获得腌制肉类的粉红色。(得克萨斯州 A&M AgriLife 照片由 Michael Miller 拍摄)

虽然用合成亚硝酸钠腌制肉类既安全又高效，但长期以来人们一直担心该过程会引发癌症。为了应对这些担忧，肉类加工商开发了“未腌制”的肉类产品，其中“除了天然存在的物质外，不添加任何硝酸盐或亚硝酸盐”。

这种替代腌制系统使用从芹菜中提取的植物粉作为亚硝酸盐的天然来源来腌制肉制品。但 Osburn 说，这些产品可能会导致肉有明显的蔬菜味，而腌制肉的味道不太好，或者呈粉红色。

知道亚硝酸盐和硝酸盐天然存在于人类和某些食物中，Osburn 认为可以在肉中添加氨基酸 L-精氨酸，激活其中所含的一氧化氮合酶 NOS。NOS 酶将 L-精氨酸转化为一氧化氮 NO 和另一种氨基酸 L-瓜氨酸。

一氧化氮分子产生与腌制肉类相关的特征性腌制粉红色。此外，两个一氧化氮分子可以结合形成亚硝酸盐，用作抗氧化剂和抗菌剂，以延长产品保质期和安全性。

奥斯本说，他正在听一位医生朋友内森·布赖恩 (Nathan Bryan) 博士讲述人体内的内皮一氧化氮合酶 eNOS 系统，以及它如何利用 L-精氨酸生成一氧化氮，从而促进血液循环和血液流动。就在那时连接被点击了，他想知道是否可以通过添加 L-精氨酸来激活 eNOS 酶以产生一氧化氮并腌制肉类。

Osburn 说：“可能这种方法实际上是一种‘自然固化过程’，它通过向一种主要功能是产生一氧化氮的酶中添加一种氨基酸来实现。” “我没有添加任何硝酸盐或亚硝酸盐。”

使用天然氨基酸

Osburn 说，添加氨基酸 L-精氨酸会激活一氧化氮合酶系统，自然产生一氧化氮和亚硝酸盐来腌制肉类和家禽产品。

这种基于氨基酸的新型替代腌制方法有望消除在腌制肉制品中直接或间接添加亚硝酸钠的需要。他们的研究将有助于更好地了解有助于 NOS 系统功能的相互关联的生化机制。

研究团队计划为肉类加工商制定加工和操作程序，以有效地使用 NOS 系统以一致且可预测的方式加工肉类和家禽产品。

奥斯本说，他们必须验证该过程的可行性并确保其有效，并确保它在各种条件下跨物种和物种内的产品有效。他说，需要一段时间才能对不同类型的腌制牛肉、猪肉和家禽产品进行研究。

“不同肉类的不同肌肉群中 NOS 酶的数量存在差异，”他说。“这种酶与线粒体密切相关，因此用于运动的肌肉中往往含有更多的 NOS 酶。肌红蛋白(肉色素)的含量也有差异，所以如果我们能通过NOS酶产生一氧化氮，腌制的肉颜色可能会有所不同。

“这就是我们正在努力解决的问题，通过我们基于氨基酸的腌制系统开发出一种均匀的腌制粉红色，以便与传统腌制肉类相媲美。”

肉在哪里?

“我们仍在努力回答的问题是，NOS 酶是否会产生足够量的一氧化氮以产生可接受的腌肉颜色和足够的残留亚硝酸盐以确保产品安全，无论是夏季香肠、意大利辣香肠或其他一些产品?” 奥斯本说。“想想看，如果我们能通过这个过程制作意大利辣香肠，可能会产生巨大的经济影响，因为我们在这里消费了很多意大利辣香肠”

在德克萨斯 A&M 大学肉类科学家 Wes Osburn 博士的实验室拍摄的未添加亚硝酸钠的腌制肉类产品。(得克萨斯州 A&M AgriLife 照片由 Michael Miller 拍摄)

他说他正在开发一种原型氨基酸腌制火腿产品，该产品将通过腌制色素、挥发性化合物、感官和质地分析以及保质期的制造感官分析。

他的研究团队正在操纵多个因素，例如精氨酸浓度、肉的 pH 值、温度和时间，以确定 eNOS 酶产生一氧化氮的最佳条件。

“我们正处于 USDA-NIFA 资助的第二阶段，”Osburn 说。“我们正在从台式生产转向中试生产，因此这是我们第一次生产商业化腌肉产品，并从颜色、保质期、香气和感官特性等方面评估产品的各个方面。这些信息将提供更多证据，向感兴趣的公司表明该系统有效。”

他的研究团队计划将这种新的腌制系统应用于五种腌制产品——重组火腿、牛肉干、培根、发酵夏季香肠或萨拉米香肠和家禽法兰克福香肠——所有产品都需要不同的加工步骤，以验证氨基酸腌制系统可有效腌制不同的肉类产品。

移动到腌肉箱

“如果根据我们的研究结果，数据表明我们的新固化系统在安全性、保质期和感官属性方面可与传统固化产品相媲美，那么行业采用这一工艺的机会就很大，”奥斯本说。“这种新的固化系统必须能够与当前的固化系统竞争。如果我们不能接近它，它永远是一个新奇的东西。公司可能想也可能不想加入。”

奥斯本说，虽然他在这个过程中得到了肉类公司的很多兴趣，但仍有很多研究要做，以及农业部即将做出的一些裁决，这些裁决将决定当前替代品或“未腌制的”肉制品。

Texas A&M AgriLife Research 知识产权和商业化办公室的高级许可经理 Robert Brummett 与 Osburn 合作，为替代肉类腌制工艺寻求知识产权保护。2020 年 12 月向专利商标局 USPTO 提交了专利申请。

根据 Brummett 的说法，该专利申请目前正在接受专利商标局的审查，该过程可能还需要 18 个月或更长时间才能完成。与此同时，Osburn 和 Brummett 正在积极寻求公司对技术许可权的兴趣和/或与 Osburn 合作进一步研究工业使用该技术。