《肉类研究》2023年37卷6期刊载了成都大学肉类加工四川省重点实验室、四川高金实业集团股份有限公司、四川大学农产品加工研究院的王卫、文瑜、张锐、白婷、张佳敏、吉莉莉、吴周林、唐春、高颖的论文《碳酸氢钠对肉制品产品特性和品质的影响研究进展》。该论文由：国家现代农业产业技术体系四川生猪创新团队项目（scsztd-2023-08-07）；四川省科技成果转移转化示范项目（2023ZHCG0079；2022ZHCG0063）；四川大学-遂宁校市合作专项（2020CDSN-19）资助。
碳酸氢钠是广泛用于食品、饲料和医药行业的添加剂，在食品中常被用作米面食品的膨松剂和酸度调节剂，传统烹饪中则用于一些畜禽肉菜肴的嫩化。研究表明，碳酸氢钠在肉制品中具有增加盐溶性蛋白溶出、增强凝胶特性、改善保水性和嫩度、延长产品保质期等作用。但作为一种碱性化合物，使用不当也存在破坏B族维生素、导致蛋白质凝固影响可消化性、产生不良味道等副作用。
成都大学肉类加工四川省重点实验室、四川高金实业集团股份有限公司、四川大学农产品加工研究院的王卫、文瑜、张锐、白婷、张佳敏、吉莉莉、吴周林、唐春、高颖对碳酸氢钠应用于肉制品的功能特性，以及可能导致的对产品品质的不利影响研究进展作概要综述。
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碳酸氢钠及其应用概述
碳酸氢钠（NaHCO3）又名小苏打，为白色无毒粉末，易溶于水，是制碱业和造纸业主要的工业制剂，也被广泛用作食品、饲料和医药行业的添加剂（表1）。在食品行业，主要是作为酸碱平衡剂和膨松剂，中和酸性物和膨松淀粉类食品，还在一些食品的烹饪中发挥促进淀粉糊化、增强动物蛋白保水性等作用。在饲料中主要是作为胃酸中和剂和抗应激剂，增进畜禽食欲并提高饲料消化性，增强畜禽抗热应激能力。在医药上则主要是调节胃肠道酸碱度和碱化尿液，维持机体代谢平衡。
在GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中，对碳酸氢钠作为食品添加剂的应用主要是限于作为膨松剂，同时又在该标准的表A2中将其列入可在各类食品中按生产需要适量使用的食品添加剂名单。碳酸氢钠在50 ℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、水和CO2气体，产生的CO2气体可赋予食品膨松可口的特性，因此常利用此特性作为制作饼干、糕点、馒头、面包的膨松剂，主要应用于发酵大米制品和婴幼儿谷类辅助食品，添加量为按生产需要适量使用。而发挥其酸度调节作用的是碳酸钠，应用于发酵大米制品、生湿面制品和生干面制品，添加量为按生产需要适量使用（表2）。
碳酸氢钠除了作为膨松剂使用外，在传统的食品烹饪中对其促进淀粉糊化、增强动物蛋白保水性作用的发挥，是在米粥熬煮和肉肴的烹制中。米粥中添加碳酸氢钠，可促进米粒破裂、淀粉吸水糊化，以及淀粉粒外层谷蛋白溶解，使粥更加黏稠可口。传统菜肴烹制中，例如在水煮肉片等肉肴中，有适量添加碳酸氢钠腌制的习惯，可使其后水煮、煎炒肉更爽滑鲜嫩，炸制的肉更酥脆。随着我国食品工业技术进步、社会经济转型和民众消费方式变化，调理预制类肉制品成为发展速度最快的品类之一。在冷保鲜即烹型预制肉制品的开发中，碳酸氢钠等碱性添加剂主要作为保水嫩化剂得到广泛应用，而这类碱性食品添加剂在肉制品中可能产生的不利影响也受到。
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碳酸氢钠在肉制品中的应用研究
碳酸氢钠作用机制研究
对碳酸氢钠在肉制品中作用的研究显示，其功能特性可归结为调节pH值、受热释放CO2、增强结缔组织的热变性、弱化肌动蛋白与肌球蛋白的交联、提高肌原纤维蛋白的溶解度等，从而发挥改善产品风味和质构、提升保水性和嫩度、延缓脂肪氧化等作用。例如，添加碳酸氢钠调节肉制品内pH值，使其处于碱性环境，从而影响肉制品的色泽、嫩度和保水性。弱碱性的碳酸氢钠通过提高肉制品的pH值，导致蛋白质结构溶胀，从而锁住更多的水分，同时所带负电荷的增加也能够结合更多的水分子，因此能够提高肉蛋白的保水性。
研究发现，碳酸氢钠在动物蛋白肉类中的保水嫩化机理还基于可使肌原纤维蛋白对热变性拮抗作用的提升。研究发现，碳酸氢钠对肌动蛋白与肌球蛋白的交联作用有弱化功能，机制之一是由于其在受热过程中分解释放CO2，从而破坏肉制品的组织结构，使肉制品结构松散。而伴随碳酸氢钠添加量在一定范围的提高，pH值、Zeta电位绝对值、活性巯基含量和表面疏水性也显著增加，同时浊度、粒径和Ca2＋-ATP酶活性显著降低，从而导致蛋白溶解度的提高，暴露更多的疏水残基和巯基，并诱导Ca2＋-ATP酶失活和蛋白质去折叠，导致肌原纤维蛋白容易变性。
研究碳酸氢钠对挤压肉馅类产品的影响，发现在相同水分条件下，水溶性指数随碳酸氢钠添加量的增加先增大后减小，而吸水指数则持续增大，而且随着碳酸氢钠添加量在一定范围的增加，细胞结构更加细化，美拉德反应速率加快，从而能提高肉制品的保水性和嫩度；进一步的研究显示，由于碳酸氢钠可使肉蛋白有更高的pH值和盐溶蛋白（salt soluble protein，SSP）含量，可增强蛋白-蛋白、蛋白-水和蛋白-脂肪相互作用，诱导更多肌球蛋白和肌动蛋白展开，促进加热后形成良好的三维凝胶。另一方面，较高的SSP含量促进了更多更大粒度的蛋白质聚集，从而导致凝胶基质更好的稳定性和弹性。在较高的pH值下，SSP的溶解和水合作用更多，从而形成更稳定的凝胶，降低了烹饪损失，提高了蛋白质热稳定性。碳酸氢钠与其他物理方法结合的作用机制也受到，在超声和低浓度碳酸氢钠溶液结合应用于改善鸡胸肉嫩度的研究中发现，与单独使用或其他方法比较，肌原纤维表现出更大的纤维间隙和肌动球蛋白解离度，α-螺旋含量增加、荧光强度降低，以及肌动蛋白对温度的敏感度上升，从而改善了鸡胸肉产品的品质。
碳酸氢钠功能特性研究
碳酸氢钠改善原料肉质已通过研究证实，在PSE（pale, soft, exudative）易感型猪上进行了测试，在家畜屠宰后立即注射碳酸氢钠，与对照组相比肉品颜色较深，最终pH值更高，滴水损失较低，并且蛋白质溶解度显著增加，死后屠体早期碳酸氢钠注射似乎阻止了猪肉PSE状态的发展。研究碳酸氢钠对于PSE猪肉肉馅特性的影响，结果表明，随着碳酸氢钠添加量的适度增加，pH值、黄度值（b*）、SSP含量和烹饪得率显著提高，而质地、乳液稳定性等得到改善。碳酸氢钠可提高PSE肉肌原纤维蛋白的热稳定性，增加此后热加工肉蛋白凝胶的保水性和质构特性。
母猪肉作为肉制品原料在安全性和营养特性上没有问题，但往往具有令人反感的气味。进行碳酸氢钠与三聚磷酸钠联合处理实验，筛选出的最佳组合显著降低甚至消除了母猪肉的异味和酸味，同时改善了肌肉纤维嫩度和多汁性。进一步对母猪肉调理制作的肉排进行的实验也显示，碳酸氢钠和三聚磷酸钠的复合使用可最大限度减少母猪肉令许多消费者难以接受的异味，产品呈现的质地、多汁性和整体可接受性也得到显著改善，效果比单独使用磷酸盐更佳。然而，不同的肉类使用碳酸氢钠会产生不同的效果，例如在牛肉中使用则可能导致DFD（dark, firm, dry）肉发生率上升。
冷冻和解冻发生在贮藏、运输和零售展示过程中，导致冷冻食品变质。研究碳酸氢钠与赖氨酸联合处理冷冻白虾的效果。组织学观察显示，在该研究的碳酸氢钠添加量范围内，导致5 个冻融循环中肌肉纤维肿胀，碎片减少。指标检测结果显示，实验组的总挥发性盐基氮含量更低，氧化稳定性更佳，有效延缓了虾肉冷冻贮藏过程中反复冻融造成的质量损失。
提高肉制品保水性、嫩度及肉蛋白抗热性等
提高肉制品保水性和改善嫩度是将碳酸氢钠添加于肉制品中的主要功能。在淡腌的大西洋鳕鱼和调理牛肉中使用碳酸氢钠，显著减少了汁液析出，显著改善了产品感官特性并提高了产品出品率。用碳酸氢钠替代磷酸盐应用于冷冻罗非鱼片的实验也显现出同样效果。研究通过汁液腌制改善烧烤羊肉的品质，将碳酸氢钠溶液与生姜汁、菠萝汁等进行比较。结果表明，与单独使用菠萝汁腌制比较，3 g/100 mL碳酸氢钠溶液与菠萝汁混合腌制60 min，在提高山羊肉品质，尤其是改善质地方面效果更佳。在鸡肉与米粉混合挤压食品中考察50%鸡肉和50%米粉在不同碳酸氢钠和水分添加量条件下的特性，添加0.25%的碳酸氢钠时膨胀率最大，而在14%的水分含量下，随着碳酸氢钠添加量的增加，出现了更显著的细胞结构和硫化物增量，美拉德反应速率也上升，而添加0.25%的碳酸氢钠和14%的水分时挤压食品的出品率和品质最佳。
添加碳酸氢钠与其他物理处理结合对提升肉制品品质的协同效应受到，例如，碳酸氢钠与马铃薯淀粉结合，与传统烹饪中单独裹粉比较，可显著提高水煮牛肉片的蒸煮得率，显著降低剪切力、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值和红度值（a*）。超声处理能改善肉蛋白的质构，而与低浓度碳酸氢钠溶液的结合（USC）在改善健身爱好者喜爱食用的鸡胸肉品质上显现效果。进一步将USC处理与传统湿腌法比较，结果表明，USC处理产品的剪切力最低、蒸煮损失最小，USC提高嫩度和保水性的效果最佳。而单独的碳酸氢钠次之，传统湿腌法最差。对USC应用于猪肉肉馅的研究也得出同样结果，随着超声时间的延长和碳酸氢钠添加量的增加，低盐猪肉肉馅的弹性、内聚性、咀嚼性和凝胶特性得到显著改善，使猪肉肉馅具有更好的烹饪得率和更佳的品质。将USC法应用于羊肉，进行组织切片、表面微观结构观察，以及肌动球蛋白解离程度等测定，结果显示，肌原纤维断裂明显，促进了肉肌动球蛋白的解离，从而发挥出改善羊肉品质的作用。
提升抗氧化性和抑菌防腐
脂肪的氧化酸败是肉制品在加工贮藏过程中常面临的问题之一，已有关于碳酸氢钠对其脂肪氧化影响的研究。研究碳酸氢钠对水煮牛肉片加工和冷藏性能的影响时发现，随着碳酸氢钠添加量在一定范围的增加，水煮牛肉片的TBARs值显著降低，与未添加碳酸氢钠的对照组相比，碳酸氢钠添加量为0.8%的水煮肉片TBARs值从0.15 mg MDA/100 g升高至0.28 mg MDA/100 g，而对照组TBARs值则从0.36 mg MDA/100 g升高至1.73 mg MDA/100 g。研究钙和热凝固对小沙丁鱼鱼糜凝胶特性的影响，结果表明，添加碳酸氢钠能使鱼肉TBARs值显著降低。研究生姜提取物、蔗糖和碳酸氢钠3 种添加物对淘汰蛋鸡胸肉糜品质特性的影响，也发现同时添加生姜提取物、蔗糖和碳酸氢钠的C组比只添加生姜提取物的A组以及添加生姜提取物、蔗糖的B组的TBARs值显著更低。将碳酸氢钠与传统的淀粉嫩化结合，也得出碳酸氢钠可显著抑制肉制品脂肪氧化的结论。
有关碳酸氢钠对肉制品脂肪氧化的影响，从理论上分析，碱性条件应更有利于脂肪的氧化，添加碳酸氢钠降低TBARs值，是导致表观氧化值降低还是真正抑制了肉制品的脂肪氧化，尚待进一步证实。而碳酸氢钠的抑菌防腐作用似乎更为确证，例如，在鸡肉中以碳酸氢钠和溶血素EN4联合替代乙二胺四乙酸，在4 ℃冷藏条件下肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌最大减少量1.0～1.3（lg（CFU/g）），冷冻条件下为1.2～1.6（lg（CFU/g）），显示出对抑制鸡肉中沙门氏菌生长的显著抑制作用。
开发低钠、无磷等肉制品
较早用碳酸氢钠替代食盐是在面制品中，碳酸氢钠与氯化钠同样可降低面团中分离的面筋的游离巯基含量和无规卷曲结构含量，诱导面筋的分子构象，影响软小麦面粉面团的物理化学性质，为在软面粉烘焙产品中寻找可行的低钠策略提供了可能。而在肉制品中已应用于替代磷酸盐、食盐等，例如，在法兰克福香肠中用碳酸氢钠替代氯化钠，将pH值从6.0提高到7.5和8.2；随着碳酸氢钠的取代，游离水相对含量从41.3%下降到31.7%和21.6%，而对剪切力和感官指标没有显著影响，扫描电子显微镜未显示出主要结构的显著差异；产品真空包装4 ℃贮存30 d，贮藏特性也差异不显著，表明碳酸氢钠改变了乳化肉制品的pH值和游离水相对含量，可替代食盐的某些功能。将柠檬酸钠协同碳酸氢钠，以替代磷酸盐用于法兰克福香肠的生产，结果表明，0.15%柠檬酸钠协同0.2%碳酸氢钠的效果最佳。
研究应用谷氨酰胺转氨酶（transglutaminase，TGase）、黄原胶、乳酸钠、柠檬酸钠和碳酸氢钠等替代磷酸盐，确定对冷冻罗非鱼片的保水效果及最佳保水浓度。结果显示，与复合磷酸盐相比，由0.6% TGase、0.6%乳酸钠、2.5%柠檬酸钠和2.0%碳酸氢钠组成的复合无磷保水剂处理过的鱼片蒸煮损失率等均显著降低，呈现较好替代复合磷酸盐的保水性能。研究无磷添加剂替代磷酸盐在牛排中的使用效果，结果表明，碳酸氢钠、柠檬酸钠和食盐均可显著提高牛排保水性和嫩度，添加量分别为0.5%、0.6%和2.5%时的保水性最好，其中碳酸氢钠的效果极为显著，与对照组相比提高15%以上，而剪切力未见显著差异。研究也显示，在低钠盐猪肉肉馅中添加碳酸氢钠可在一定程度上发挥食盐改善凝胶特性、水分分布和流动性等作用，从而提高产品保水性。在腌制鸡肉产品中探究开发不含磷酸盐的腌制剂，将碳酸氢钠与氯化钠、胰蛋白酶等与磷酸盐进行功能性比较，碳酸氢钠显示出最佳的保水、嫩化等腌制性能，为避免过多使用磷酸盐提供了可能。
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碳酸氢钠应用于肉制品的不利影响
破坏B族维生素
肉类含有丰富的B族维生素，在日常膳食中摄入肉类是人体获取这些微量营养素的主要来源。而B族维生素元素通常情况下在酸性环境中较为稳定，在碱性环境中容易分解损失。肉类中主要所含B族维生素包括VB1、VB2、VB12等。B族维生素缺乏易导致人体各类疾病，例如，VB1缺乏易患脚气病（又称硫胺素缺乏症），VB2缺乏易患口角炎。VB12的缺乏更可能导致妊娠期糖尿病、早产、流产、低出生体质量儿和神经管畸形等妊娠期并发症。在肉制品中添加碳酸氢钠使肉品呈现碱性环境会造成B族维生素的损失，从而可能导致人体B族维生素摄入不足，而诱发一系列疾病，对机体造成损害。
降低蛋白质的营养效价
使用碳酸氢钠可能导致的不良影响研究较早的是面粉发酵过程，发现碳酸氢钠会导致面粉中有效植酸未经分解进入面包或糕点中，降低铁、锌、钙等金属的吸收。在肉品中碳酸氢钠增加了蛋白质的溶解度，以及可溶性部分和活性巯基（—SH）基团的浑浊度，并削弱了肌动球蛋白相互作用和氢键，可能会导致蛋白质的凝固，从而影响人体对肉制品蛋白质的吸收。在研究无磷钠盐对冷冻调理牛排品质的影响分析中认为，由于碳酸氢钠和碳酸钠均是碱性物质，添加过量会使蛋白质变性，不利于其营养特性的发挥。
影响肉制品口感和风味
早期的研究已发现，作为谷物、米面、禽蛋等食品的酸度调节剂和化学膨松剂，在一定范围内添加碳酸氢钠可改善产品的硬度，稍过量则会导致产品口感酸涩、内部组织粗糙、风味变差等，例如在肉制品中的添加量仅限为0.2%～0.8%。在研究调味料对自热菜肴香菇鸡块品质的影响中发现，碳酸氢钠在改善鸡肉嫩度的同时可能对产品质构及口感带来不利影响。在法兰克福香肠中以碳酸氢钠取代食盐的实验也显示会导致产品颜色过深，感官品质下降等。研究也显示，在用碳酸氢钠替代食盐的低钠猪肉肉糜中，随着碳酸氢钠添加量的提高，对色泽、风味等的不利影响也会显现。
不利于清洁标签的推进
清洁标签是肉制品发展的主要趋势之一，即配方尽可能简单，标签上的化学食品添加物尽可能少，加工过程尽可能不过于复杂，尽量保持食品原料的原始口味和质感。为满足消费者对健康、生态、安全肉制品的需求，在发挥食品添加剂必需功能特性的同时，尽可能降低或限制化学性保水剂、发色剂和防腐剂的添加，已成为肉制品未来发展的趋势。冷链控制、天然植物提取物替代、益生菌防腐等已在清洁标签肉制品开发中得到成功应用，而研究也显示了物理质构调整、超声波、超高压、脉冲电场等新技术替代化学性食品添加剂，在改善肉制品品质、保证其安全可贮、实现标签的更清洁化方面起到较好的作用。而清洁标签对肉制品未来的有机生态化发展具有重要性，还可推进肉制品从加工源头到成品的透明化，提升消费者放心购买和食用肉制品的信心。
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结 语
碳酸氢钠是广泛用于食品、饲料和医药行业的添加剂，在肉制品中具有增加盐溶性蛋白溶出、增强凝胶特性、改善保水性和嫩度、延长产品保质期等作用，尤其在即烹型冷冻保鲜调理肉制品中，其提升解冻后肉料复原度和保鲜提质作用明显。但作为一种碱性化合物，使用不当或添加量过高也存在破坏B族维生素、导致蛋白质凝固影响可消化性、产生不良味道等副作用。而且食品添加剂的使用应遵循非必要不添加的原则。倡导清洁标签，追求有机生态已成为食品加工和消费发展趋势，在尽可能发挥食品添加剂必要功能特性的同时降低或限制其使用成为共识，因此碳酸氢钠等碱性食品添加剂在食品中的功能特性及其不利影响有待进一步深入研究，在肉制品中的应用也应持特别审慎的态度。
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通信作者介绍
王卫，成都大学二级教授，四川省学术与技术带头人，享受国务院特殊津贴专家，四川省教学名师。1982年毕业于四川农业大学，2005年赴德国留学，领衔组建四川省肉类加工技术研发平台，主导平台多个重点实验室、工程中心、产业研究院的建设和运行。长期从事肉类食品科学研究、技术研发与人才培养工作，承担完成国家及省部重大项目20余项，授权发明及实用新型专利50余项，发表论文120余篇（SCI 20余篇），出版著作13 本（部），参与制定国家、行业等标准10余项，获省部级科技进步奖和教学成果奖10余项，受聘国家及省部科技进步奖和重大项目评委、四川省食品安全专家委员会动物源专委会主任、四川畜牧学会畜产品加工分会理事长、中国肉类协会技术顾问等兼职，为肉类企业提供技术指导。
专辑约稿
“肉品质量安全与检测技术”｜专辑主编张岩研究员
“肉品品质变化及其机制机理研究”｜专辑主编臧明伍教授级高级工程师
“肉类微生物多样性与肉制品风味分析”｜专辑主编徐宝才教授
“肉品及其副产物加工及高值化利用”｜专辑主编王道营研究员
新刊启动 Food Science of Animal Products《动物源食品科学》（英文），欢迎投稿
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。
投稿网址：
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家肉类加工工程技术研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，贵州大学、贵州轻工职业技术学院共同主办，贵州医科大学、钛和中谱检测技术（厦门）有限公司支持协办，中国食品杂志社《肉类研究》杂志、《乳业科学与技术》杂志、《Food Science of Animal Products》承办的“2023年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”即将于2023年10月28-29日在贵州贵阳召开。
