基本介紹
護色劑護色劑又稱發色劑或助色劑，是能與肉及肉製品中呈色物質作用，使之在食品加工和保藏等過程中不致分解、破壞，呈現良好色澤的物質。
這主要是由於亞硝酸鹽所產生的一氧化氮與肉類中的肌紅蛋白和血紅蛋白結合，生成一種具有鮮艷紅色的亞硝基肌紅蛋白和亞硝基血紅蛋白所致，硝酸鹽則需在食品加工中被細菌還原生亞硝酸鹽後再起作用。
性質介紹
護色劑護色劑，允許使用的主要是亞硝酸鈉和硝酸鈉。亞硝酸鹽所產生的一氧化氮與肉類中的肌紅蛋白和血紅蛋白結合，可生成一種具有鮮紅色的亞硝基肌紅蛋白和亞硝基血紅蛋白而護色。硝酸鹽則需在食品加工中被細菌還原成亞硝酸鹽後再起作用。亞硝酸鹽具有一定毒性，尤其可與胺類物質生成強致癌物亞硝酸，但由於它除可護色外，尚可防腐，尤其是防止肉毒梭狀芽孢桿菌中毒，以及增強肉製品風味的作用，直到目前為止，各國都在保證安全和產品質量的前提下嚴格控制其使用量。由於抗壞血酸、異抗壞血酸、煙醯胺等既可促進護色，且抗壞血酸與α-生育酚尚可阻抑亞硝酸生成。
作用機理
護色劑為了有效解決色素的穩定性及保護色素在食品加工，貯運，銷售過程不變色，不褪色，則要加入適當的護色劑。那么，什麼是“護色劑”？護色劑的作用機理是什麼呢？一般認為：所謂護色劑，就是一種對色素提高其可靠的穩定性，使色素經過加工、貯運、銷售等過程中，顏色保持一致性的添加劑。它不同於著色劑，發色劑等製劑。食用護色劑，就是指能使用於食品加工中，在國標範圍內，安全、衛生的食品用護色劑。
因為色素類物質都是由於含有生色團和助色團才能呈現各自的特徵顏色。而這些基團易被氧化、還原、絡合作用；使基團的結構、性質發生變化，導致電子躍遷時所需的能量變化，吸收光的波長也改變，使顏色發生變化或褪色。知道了使顏色發生變化作用的因素和機理，則我們就針對各種色素，對這些因素的敏感程度，有目的的選用護色劑來保護食品的色澤。例如我們利用氯化亞錫與氫氧化鈉與酸（如檸檬酸）反應所得的檸檬酸亞錫二鈉鹽具有一定的還原性能，如我們把它用於罐頭食品中，能逐漸與罐中的殘留氧發生作用，亞錫離子氧化成四價錫離子，而表現出良好的抗氧化性能，從而達到對食品色素的保護作用，廣泛用於蘑菇、蘋果、檸檬、板栗、銀杏、青梅、百合、柑橘、蘆筍、青豆、荔枝、椰汁等罐頭食品中。對於多價金屬離子的影響，我們可採用加入一些對金屬離子有絡合能力的酸和鹽類如：植酸、檸檬酸、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉、複合磷酸鹽，利用它們與金屬離子結合，從而使金屬離子對色素無（或減弱）作用，達到保護色素。在有些天然食品與天然色素中，呈色物質體現為維生素類，如維生素A、維生素C、維生素D、類胡蘿蔔素等易被氧化與褐變。如利用L－半胱氨酸鹽酸鹽是有還原性、抗氧化和防止非酶褐變作用，於天然果汁中防止維生素C被氧化和褐變。
原則介紹
1、作用對象色素的性質與結構形式。
2、對色素有影響的各種因子。
3、針對性的選擇護色劑及考慮護色劑的加入對化合物呈色有沒有負面影響。
4、了解各種護色劑之間的相互影響（增效或相悖作用）。
護色劑只有了解了色素的性狀與結構，特別是其中的生色基團與助色基團的結構和色素所在的環境才能判斷哪些因子對色素的穩定性有影響；再針對性地選擇護色劑。當然一種護色劑，一般只有一種或兩種功能特性有利於保護色素，如三聚磷酸鈉對金屬離子有一定的絡合作用，可以抑制金屬離子與色素髮生作用。但卻不能抑制色素受熱、光、鹼、氧化和還原作用。所以這就要求我們選擇多種護色劑共同作用。
各種護色劑之間存在的相互作用，有些是互相增效的，有些卻是對護色作用是互相抑制的。
如為防止油脂食品發生油脂氧化酸敗，在使用酚類抗氧化劑的同時並用某酸性物質，如檸檬酸、磷酸、抗壞血酸等，能顯著地提高抗氧化劑的作用效果。這是因為這些酸性物質對金屬離子有螯合作用，使能促進氧化的微量金屬離子鈍化，從而降低了氧化作用。
也有人認為，增效劑能與抗氧化劑的基團發生作用，使抗氧化劑再生。需要利用的是它們之間的協同增效作用。對於護色劑選擇方面的工作是一個系統的、複雜的過程。
亞硝酸鹽
亞硝酸鹽具有一定毒性，尤其可與胺類物質生成強致癌物亞硝胺，因而人們一直力圖選取某種適當的物質取而代之。但由於它除可護色外，尚可防腐，尤其是防止肉毒梭狀芽孢桿菌中毒，以及增強肉製品風味的作用，直到目前為止，尚未見有既能護色又能抑菌，且能增強肉製品風味的替代品。
權衡利弊，各國都在保證安全和產品質量的前提下嚴格控制使用。由於抗壞血酸、異抗壞血酸、煙醯胺等既可促進護色（護色助劑），且抗壞血酸與α-生育酚尚可阻抑亞硝胺生成，常與護色劑並用。中國批准許可使用的護色劑為硝酸鈉和亞硝酸鈉。國外尚許可硝酸鉀和亞硝酸鉀。 為了使肉製品呈鮮艷的紅色，在加工過程中多添加硝酸鹽與亞硝酸鹽的混合鹽，硝酸鹽在細菌作用下還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽在一定的酸性條件下會生成亞硝酸。一般屠宰後的肉因含乳酸，pH約在5.6～5.8的範圍，所以不需外加酸即可生成亞硝酸。
亞硝酸很不穩定，即使在常溫下也可分解產生NO：
3HNO2=HNO3+2NO+H2O
NO會很快與肌紅蛋白（Mb）反應生成鮮艷的、亮紅色的亞硝基肌紅蛋白：
Mb+NO=MbNO
硝酸是氧化劑，它能把NO氧化，因而抑制了亞硝基肌紅蛋白的生成。同時也使部分肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白。因此，在使用硝酸鹽和亞硝酸鹽的同時並用L-抗壞血酸、L-抗壞血酸鈉等還原性物質，可以防止肌紅蛋白的氧化，同時它們還可以把氧化型的褐色高鐵肌紅蛋白還原為紅色的還原型肌紅蛋白，以助發色。若L-抗壞血酸與煙醯胺並用，則發色效果更好，並保持長時間不褪色。
亞硝酸鹽在肉製品中，對抑制微生物的繁殖有一定的作用，其效果受pH值的影響。尤其是對肉毒梭狀芽孢桿菌有抑制作用，此外，亞硝酸鹽對提高醃肉的風味也有一定的作用。但亞硝酸與蛋白質代謝的中間產物——仲胺反應生成亞硝胺，例如HNO2與二甲基（仲）胺反應生成二甲基亞硝胺，與胺也有同樣的反應。亞硝胺從動物試驗證明有很強的致癌性。雖然還沒有直接的論據證實由於食品中存在硝酸鹽、亞硝酸鹽及仲胺而引起人類致癌。但是從食品衛生的角度出發，應予以高度重視。在加工肉製品時應嚴格控制亞硝酸鹽及硝酸鹽的使用量（中國規定NaNO3的最大用量為0.5g/kg，NaNO2的用量為0.15g/kg，肉製品中的殘留量，以HNO2計不得超過0.03g/kg）。
肉製品運用
護色劑肉類加工過程中的發色、褪色和變色問題都是影響肉製品品質的重要因素。原料肉中的色素蛋白質主要是肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)。一般地，肌紅蛋白約占70%～90%，是表現肉顏色的主要成分。肌紅蛋白與氧氣的結合程度不同，可呈現出三種不同的顏色：無氧狀態下未被氧化的肌紅蛋白呈紫紅色；高氧分壓下充分氧化的氧合肌紅蛋白(Mbo2)呈鮮紅色；而在低氧分壓狀態下未充分氧化所形成變性肌紅蛋白(MetMb)則呈褐色。具體變化過程描述如下：新鮮肌肉呈紫紅色，其切面暴露於空氣中30-40分鐘後，肌紅蛋白就與氧結合，變成比較穩定的氧化肌紅蛋白，其顏色變為鮮紅色，這種變化的條件是肉保持在大氣環境中有充足的氧氣供應。這種顏色相對比較穩定，不易被氧化成褐色的變性肌紅蛋白。但在氧氣供應不足、氧分壓相對較低狀態下，氧合肌紅蛋白就容易脫氧合變成還原型肌紅蛋白，而後者又極易被氧化成褐色的變性肌紅蛋白。由於肉自身存在的耗氧酶會消耗掉滲入肉中的氧氣使肉中的氧分壓降低，所以一般情況下肉在儲存中容易產生褐變。上述褐變除與肉的PH值、溫度、紫外線，特別是氧分壓有關外，還與高鐵肌紅蛋白的還原活性有關，隨肉品儲藏時間的延長，其還原活性降低，肉的褐變現象加重。除了與氧結合外，肌紅蛋白還與CO一、NO一結合。特別是與NO一結合生成亞硝基肌紅蛋白(MbNO)，使肉呈鮮亮的紅色，為此，肉製品的醃製過程中常要添加亞硝酸鹽。
亞硝酸鹽的安全性問題是肉製品生產企業應該特別注意的，亞硝酸鹽與氨基化合物(蛋白質分解產物)反應可產生致癌的N一亞硝基化合物，如亞硝胺。亞硝酸鹽發色的同時，還有抑菌、抗氧化及增強風味的作用，儘管如此，由於安全性問題使其套用越來越受到限制，國內外都尋找理想的替代品。在沒有理想的替代品之前，應把用量限制在最低水平，已使用的替代品有兩類：一類是替代亞硝酸鹽的添加劑，由發色劑、抗氧化劑，多價螯合劑和抑菌劑組成，發色劑用的是赤鮮紅，抗氧化劑，多價螯合劑用的是磷酸鹽，多聚磷酸鹽，抑菌劑為對羥基苯甲酸和山梨酸及其鹽類；另一類是在常規亞硝酸鹽濃度下阻斷亞硝胺形成的添加劑，抗壞血酸能與亞硝酸鹽作用而減少亞硝胺的形成。此外，山梨酸、山梨酸醇、鞣酸等也可抑制亞硝胺的形成。此外，肉製品生產中還常常利用一些例如著色劑、營養強化劑、呈味劑等添加劑。隨著經濟發展和生活水平提高，肉製品的發展前景廣闊，因此，大力推廣各類食品添加劑在肉製品中的套用，使之色香味俱全，並能有效延長產品的保質期是肉製品研究開發人員的當務之急。
