P. Bernardo | M.J. Fernandes | M.H. Fernandes | M.P. Teixeira | B. Özkan | C.M. Alfaia | L. Patarata | M.J. Fraqueza
CIISA（里斯本大学兽医学院动物健康跨学科研究中心），Avenida da Universidade Técnica，1300-477 里斯本，葡萄牙
摘要
本研究评估了减少或替代亚硝酸盐对培根质量、安全性和感官特性的影响。共制备了七种配方：不含亚硝酸盐的对照组（F1）、含150 mg NaNO₂/kg的配方（F2）、含80 mg NaNO₂/kg的配方（F3）、Thymus citriodorus提取物配方（F4）、含有Thymus citriodorus和Staphylococcus equorum S2M7的配方（F5）、Salvia elegans提取物配方（F6）以及含有Salvia elegans和Staphylococcus equorum的配方（F7）。在整个加工过程中以及对最终产品进行了物理化学、微生物学和感官分析。将亚硝酸盐的添加量从150 mg/kg降低到80 mg/kg后，残留亚硝酸盐显著减少（P < 0.05），且未影响颜色（L*、a*、b*）、pH值、水分活度、盐分含量、脂质氧化程度或微生物群落。含有植物提取物的培根中未检测到残留亚硝酸盐，其使用延缓了脂质氧化（TBARS < 0.38 mg MDA/kg），并且生物胺含量较低（< 6 mg/kg），与含亚硝酸盐的产品相比。Staphylococcus equorum S2M7对微生物群落或生物胺的形成没有影响。所有样品中均未检测到Listeria monocytogenes和Salmonella菌株。感官评估显示，含亚硝酸盐的培根（F2、F3）具有“典型的腌制颜色”，且更受消费者青睐（P < 0.05），而不含亚硝酸盐的配方颜色较浅，被描述为“煮熟”或“棕褐色”。尽管如此，所有烹饪后的产品平均喜好评分均高于9分制的中间值，消费者的消费意愿也未受到影响。这些结果表明，将亚硝酸盐的添加量降至80 mg NaNO₂/kg符合欧盟标准，同时不会影响产品安全性和感官质量。此外，Thymus citriodorus和Salvia elegans提取物可能可以替代亚硝酸盐，有助于开发具有更好氧化稳定性的清洁标签培根。
引言
全球范围内，猪肉是一种消费量极大的肉类，2023年的产量约为1.247亿吨（联合国粮食及农业组织FAO，2025年数据）。然而，预计到2034年其消费量将增长5%，远低于家禽（21%）、羊肉（16%）和牛肉（13%）的增长预测（经合组织OECD和FAO，2025年数据）。尽管关于培根消费的全球统计数据较为稀缺且不够精确，但市场分析显示，2024年全球培根产业的价值超过700亿美元，反映了其重要的文化和经济意义（IMARC集团，2024年）。培根是一种传统上由猪腹部（胸腹区域）制成的肉类产品，可带或不带肋骨和皮。其生产过程通常包括添加腌制成分（如氯化钠NaCl和亚硝酸盐NO₂），随后进行适当的熏制和热处理（Deng等人，2021年；Laranjo、Elias、Patarata和Fraqueza，2022年；Soares等人，2016年）。亚硝酸盐是肉类产品配方中的重要添加剂，因为它在确保产品质量和安全性方面发挥着多种技术作用，例如抑制微生物生长、控制氧化过程以及调节典型的风味和颜色（Honikel，2008年；Majou和Christians，2018年；Zhang等人，2023年）。然而，在某些条件下，亚硝酸盐可能成为致癌物质N-亚硝胺的前体，尤其是在产品受到高温处理时（De Mey、De Maere、Paelinck和Fraeye，2017年；Fraqueza、Borges和Patarata，2018年；Oostindjer等人，2014年）。这些致癌化合物是国际癌症研究机构IARC将加工肉类归类为人类致癌物的原因之一（IARC人类致癌风险评估工作组，2018年）。为了减少N-亚硝胺的形成，近年来研究人员一直在尝试减少或消除/替代这些添加剂，但尚未找到明确的解决方案（Bernardo、Patarata、Lorenzo和Fraqueza，2021年；Jo、Lee、Yong、Choi和Jung，2020年）。根据欧盟委员会法规（EU）2023/2108号法规，自IARC分类后的十年间，欧盟生产的肉类产品中允许的亚硝酸盐含量被降低。现在，有必要了解降低亚硝酸盐添加量的后果，并寻找适合肉类产品的解决方案。一种潜在策略是不直接添加亚硝酸盐来生产肉类产品。其中，植物提取物是研究较多的替代品之一，它们具有抗氧化和抑菌作用（Bernardo等人，2021年；Zhang等人，2023年）。某些植物天然富含硝酸盐，硝酸盐可被硝酸盐还原微生物（如凝固酶阴性葡萄球菌）转化为亚硝酸盐，从而发挥与添加亚硝酸盐相似的技术功能（Flores和Toldrá，2021年；Premi、Rocchetti、Lucini、Morelli和Rebecchi，2024年；Sebranek和Bacus，2007年）。需要注意的是，没有一种解决方案适用于所有情况，因为“加工肉类”这一类别包含多种多样的产品。这些产品在生产工艺（如是否经过热处理、整块肌肉还是绞碎）以及典型消费方式（生食或熟食/油炸）方面存在差异（Mejborn等人，2019年）。最终，消费者的购买决策将决定产品的市场接受度。对于使用天然化合物和减少亚硝酸盐配方的加工肉类，消费者的支付意愿主要受整体感官喜好、熟悉度和颜色的影响（Hung和Verbeke，2018年）。本研究旨在评估：1）减少亚硝酸盐添加量的效果；2）使用Thymus citriodorus（柠檬百里香）或Salvia elegans（鼠尾草）提取物（无论是否添加Staphylococcus equorum发酵剂）对培根质量、安全性和感官特性的影响。
芳香草本植物水提取物的制备
本研究中使用了Thymus citriodorus（柠檬百里香）和Salvia elegans（菠萝鼠尾草）的干燥叶片。干燥的草本植物由CERCICA（葡萄牙卡斯凯斯市残障公民教育与康复合作社）提供。制备提取物时，选取了每种芳香植物的叶片并进行匀浆处理，然后用自来水以5%（w/v）的比例进行提取。混合物在持续磁力搅拌下加热至80°C（IKA设备）。
亚硝酸盐减少和替代对培根物理化学特性的影响
所有配方的培根最终产品（F1 - 不含NaNO₂的对照组；F2 - 含150 mg NaNO₂/kg；F3 - 含80 mg NaNO₂/kg；F4 - 含柠檬百里香提取物；F5 - 含柠檬百里香提取物和发酵剂；F6 - 含鼠尾草提取物；F7 - 含鼠尾草提取物和发酵剂）见图1。主要因素（配方和时间）及其交互作用（表1S）均未对残留硝酸盐含量产生影响。整个加工过程及最终产品中的残留硝酸盐水平均可忽略不计。
结论
将培根配方中的亚硝酸盐添加量从150 mg NaNO₂/kg降低到80 mg NaNO₂/kg并未对产品的质量和安全性产生任何影响，也未影响其感官特性，这表明类似产品的亚硝酸盐添加量可以降至欧盟新的最大允许值（80 mg NO₂/kg）以下。随着行业的发展，肉类科学家正与业界携手合作，推动基于证据的创新，以保障产品质量。
作者贡献声明
P. Bernardo：撰写初稿、进行形式分析、数据整理、概念构思。
M.J. Fernandes：进行形式分析、数据整理。
M.H. Fernandes：进行形式分析、数据整理。
M.P. Teixeira：进行形式分析、数据整理。
B. Özkan：进行形式分析、数据整理。
C.M. Alfaia：撰写、审稿与编辑、验证、数据整理。
L. Patarata：撰写、审稿与编辑、验证、监督、数据整理、概念构思。
M.J. Fraqueza：撰写、审稿与编辑。
出版同意
作者声明已获得所有参与研究的个体的知情同意。该研究获得了里斯本大学兽医学院伦理委员会（文件编号014/2022）的批准。
致谢
本研究得到了葡萄牙里斯本科学技术基金会（FCT）通过CIISA项目（项目编号：UID/00276/2025，doi: 10.54499/UID/00276/2025）和LA/P/0059/2020（AL4AnimalS项目，包括AL4A-PROJ-LT1项目）的财政支持。第一作者的奖学金由葡萄牙科学技术基金会（FCT）提供（项目编号：UI/BD/152824/2022，doi: 10.54499/UI/BD/152824）。
