柠檬酸钠与碳酸钠联合使用对无磷酸盐法兰克福香肠品质特性和感官属性的促进作用

本研究探究了柠檬酸钠（NC）与碳酸钠（SC）联合对无磷酸盐香肠品质及感官特性的影响。结果表明，NC与SC协同显著提高香肠pH值（P<0.05），降低烹饪损失并改善质地；电子鼻舌分析表明二者结合可优化风味与口感；在储存中，0.1-0.2% NC与0.15% SC有效抑制脂质氧化。0.2% NC与0.15% SC组合可作为磷酸盐替代品，提升无磷香肠品质。

　　

赵宏雷|孟园|张静明|曹传爱|孔宝华|孙芳达|刘倩|冯洋洋

中国黑龙江省哈尔滨市东北农业大学食品科学学院，邮编150030

摘要

本研究主要探讨了柠檬酸钠（NC）与碳酸钠（SC）联合使用对无磷酸盐法兰克福香肠品质和感官属性的改善效果。结果表明，NC与SC的结合显著提高了无磷酸盐法兰克福香肠的pH值（P < 0.05），并降低了烹饪损失，同时改善了其质地特性（P < 0.05）。电子鼻和舌觉分析表明，NC与SC的结合可能影响香肠的香气和味道，从而影响其感官属性。在储存过程中，0.1-0.2%（w/w）的NC与0.15%（w/w）的SC结合使用可以有效抑制无磷酸盐法兰克福香肠中的脂质氧化（P < 0.05）。进一步研究表明，0.2%的NC和0.15%的SC浓度是磷酸盐的有效替代品，这一结论得到了层次聚类分析的验证。因此，我们的研究结果表明，NC与SC的结合可以用作无磷酸盐法兰克福香肠中的碱性磷酸盐替代品，为低磷酸盐含量的乳化肉制品加工提供了一种有效的替代方案。

引言

在加工肉制品中，磷酸盐被用作合成添加剂以提升产品质量（Molina, Bohrer, & Mejia, 2023）。在肉类工业中，尤其是碱性磷酸盐，因其多功能性而受到重视。其主要作用包括通过调节pH值来增强水分保持能力，促进肉蛋白之间的静电排斥，提高体系的离子强度，并与氯化钠协同作用以优化乳液稳定性（Goemaere, Glorieux, Govaert, Steen, & Fraeye, 2021; Zhao et al., 2025; Feng et al., 2024）。随着加工食品消费量的增加，人们对磷酸盐添加剂的安全性重新进行了评估。欧洲食品安全局（EFSA）指出，规定的磷酸盐每日摄入量（ADI）对健康人群是安全的。然而，婴儿、儿童和青少年如果摄入高磷酸盐食物，其摄入量可能会超过ADI（Younes et al., 2019）。值得注意的是，高磷酸盐摄入，尤其是来自加工肉制品的磷酸盐摄入，可能会破坏钙磷平衡，并可能与不良的神经效应相关，从而增加健康风险（Ritz, Hahn, Ketteler, Kuhlmann, & Mann, 2012）。然而，先前的研究表明，减少磷酸盐含量可能会对乳化肉制品的多个质量参数产生不利影响，包括感官属性（风味、质地）和物理化学稳定性（颜色、抗氧化性）（Powell, Sebranek, Prusa, & Tarté, 2019; Chun, Chambers, & Chambers, 2020）。最近，人们探索了多种天然替代品来部分或完全替代肉制品中的碱性磷酸盐，包括植物来源的替代品（苹果渣、咖啡银皮）、油籽副产品（微粉化冷压芝麻籽饼）、水胶体系统（奇亚籽胶粉/凝胶形式）和基于真菌的成分（冬菇粉）（Thangavelu, Tiwari, Kerry, McDonnell, & álvarez, 2022; Cao, Yuan et al., 2022; Camara et al., 2020; Kim et al., 2024）。然而，一些磷酸盐替代品可能会对肉制品的感官评价产生负面影响，导致肉制品的颜色和风味不佳。许多新型纤维或食品副产品中的蛋白质分离物尚未实现商业化生产，导致成本高昂且供应不稳定（Precup et al., 2024）。因此，寻找能够保持产品质量的有效磷酸盐替代品仍然是乳化肉制品系统面临的关键挑战。

碳酸钠（SC）作为一种碱性调节剂，通过破坏肌原纤维蛋白中的非共价键来促进蛋白质水解和膨胀，从而改善肉制品的质地，如提高肉的嫩度和弹性（LeMaster, Chauhan, Wick, Clark, & Eric, 2019; Mkhwebane, Mokgobu, Nkosi, & Bekker, 2024; Pearce, Rosenvold, Andersen, & Hopkins, 2011）。同时，美国食品药品监督管理局（FDA）认可SC为食品中的GRAS（公认安全）物质。据报道，食品工业经常在新鲜肉类和海鲜产品中使用SC作为多功能添加剂，因为它具有出色的水分保持和品质改善性能（Tornberg, 2005）。许多研究已成功将碳酸盐用作无磷酸盐肉制品中的碱性磷酸盐替代品（Oztürk, & Serdarolu, 2018; Lu, Kang, Wei, & Li, 2021）。此外，我们之前未发表的研究表明，0.15%（w/w）的SC可以增强无磷酸盐法兰克福香肠的水分保持能力。然而，单独使用SC会在热加工过程中促进孔隙形成，导致产品颜色变暗和质地不均匀，从而影响产品质量。因此，后续研究应重点寻找其他添加剂与SC结合使用，以实现肉制品中磷酸盐的完全替代。

最近的研究发现，柠檬酸钠（NC）是一种可行的磷酸盐替代品，它可以提高乳液稳定性，减少热加工损失，并优化加工肉制品中的水分或油脂结合能力（Ruusunen et al., 2003）。同时，美国食品药品监督管理局（FDA）认可NC为食品中的GRAS（公认安全）物质。Kuwahara和Konno（2010）的研究表明，NC可以提高离子强度并溶解肌原纤维蛋白，从而在热加工过程中改善凝胶化性能。Yang等人（2025）的研究表明，NC的添加可以提高小黄鱼样品的水分保持能力和水分分散的均匀性，同时改善样品的质地，从而提高感官接受度。因此，我们推测NC与SC的联合使用可能成为一种可行的碱性磷酸盐替代品，有助于提升无磷酸盐法兰克福香肠的品质和感官属性。尽管具有潜力，但目前尚无研究探讨这一具体应用。本研究探讨了NC和SC如何相互作用，以提升无磷酸盐法兰克福香肠的品质和感官属性，为替代配方策略提供了理论支持。

材料与化学品

我们从当地商业供应商（中国哈尔滨市昊友多超市）获得了12公斤解冻后的瘦猪肉和6公斤背脂。SC、NC及其他食品级香料购自郑州的Tanggui Biotechnology有限公司。解冻后的瘦猪肉和背脂被分成三份相同的样品，用于建立三个不同的实验批次。所有肌肉样本在运输至分析设施的过程中均保持在0-4°C的温度下。

近似成分

表4展示了法兰克福香肠的近似成分（包括水分、蛋白质、脂肪和灰分）。与对照组相比，PF组的蛋白质、水分、脂肪和灰分含量显著降低（P < 0.05）。根据Desmond（2006）的研究，磷酸盐可以通过与氯化钠的协同作用提高肉基质中的离子强度，从而增强肌原纤维蛋白的溶解度，进而改善肉的水分保持能力。

结论

如何在不损害产品质量属性的情况下有效替代碱性磷酸盐是一个重大的科学挑战。我们的研究表明，结合使用NC和SC（这两种物质都具有提升pH值的优异能力）可以优化产品的品质和感官特性。特别是0.2%的NC与0.15%的SC的最佳组合效果更为显著。

作者贡献声明

赵宏雷：撰写初稿、数据可视化、方法设计、实验研究。孟园：软件操作、数据分析、研究监督、资金获取、概念构思。刘倩：撰写与编辑、研究监督、资金获取、概念设计。冯洋洋：数据分析、数据整理。曹传爱：数据分析。张静明：结果验证、方法设计。孙芳达：结果验证、实验研究、数据分析。孔宝华：资源协调、实验研究

未引用参考文献

AOAC, 2005; Cao et al., 2022; Cao et al., 2022; FDA, 2021; FDA, 2013; O’Flynn et al., 2014; Precup et al., 2024; Ruusunen et al., 2003; Sen et al., 2005; Shan et al., 2020.

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：32472383）和泰山产业专家计划（项目编号：tscx202507113）的支持。