奥斯本是德克萨斯农工大学农业与生命科学系动物科学系肉类科学副教授，他开始寻找一种创新方法来产生治疗肉类和家禽产品所需的一氧化氮和残余亚硝酸盐，但不添加天然或合成亚硝酸盐来源。

大多数加工肉制品的传统腌制方法是在肉类中加入亚硝酸钠，以保存肉类，并在烹饪和冷却过程中减少肉毒杆菌或产气荚膜菌等细菌的潜在生长。

腌制的肉

奥斯本多年来一直在研究一种新型氨基酸替代肉类腌制系统的想法。2022年，他获得了50万美元的美国农业部-农业和食品研究计划拨款，以确定添加氨基酸激活一氧化氮合酶系统的可行性。

与他一起进行研究的有动物科学系教员朗达·米勒博士，肉类科学教授;吴国耀博士，动物营养学特聘教授，德州农工大学农业生命研究学院研究员;Sapna Chitlapilly Dass博士，微生物生态学和微生物组相互作用助理教授;以及肉类科学副教授克里斯·克思(Chris Kerth)博士;还有俄克拉荷马州立大学肉类科学教授Ranjith Ramanathan博士。

虽然用合成亚硝酸钠腌制肉类安全有效，但长期以来，这一过程一直与癌症有关。为了回应这些担忧，肉类加工商开发了“未经腌制”的肉类产品，这些产品“不含添加的硝酸盐或亚硝酸盐，除非是天然存在的”。

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类产品。但奥斯本说，这些产品可能会导致肉有明显的蔬菜味，腌肉的颜色也不太好，或呈粉红色。

知道亚硝酸盐和硝酸盐自然存在于人体和一些食物中，奥斯本认为有可能在肉中添加一种氨基酸，l -精氨酸，可以激活肉中含有的一氧化氮合酶(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。

一氧化氮分子产生了腌肉特有的腌粉红色。此外，两个一氧化氮分子可以结合形成亚硝酸盐，作为抗氧化剂和抗菌剂，以提高产品的保质期和安全性。

奥斯本说，他正在听一位医生朋友内森·布莱恩博士讲述人体内的内皮型一氧化氮合酶(eNOS)系统，以及它如何利用l -精氨酸产生一氧化氮，从而促进血液循环和血液流动。就在那时，他发现了联系，他想知道是否可以通过添加l -精氨酸来激活eNOS酶，从而产生一氧化氮并治愈肉类。

奥斯本说:“这种方法实际上可能是一种‘自然固化过程’，它向一种酶添加一种氨基酸，这种酶的主要功能是产生一氧化氮。”“我没有添加任何硝酸盐或亚硝酸盐。”

利用天然氨基酸

奥斯本说，添加氨基酸l -精氨酸将激活一氧化氮合酶系统，自然产生一氧化氮和亚硝酸盐，从而治愈肉类和家禽产品。

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理解促进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者开发加工和操作程序，以有效地使用NOS系统，以一致和可预测地治愈肉类和家禽产品。

奥斯本说，他们必须验证这一过程的可行性，确保它有效，并确保它在各种条件下跨物种和物种内的产品都有效。他说，对不同类型的腌牛肉、猪肉和家禽产品进行研究需要一段时间。

他说:“在不同肉类种类的不同肌肉群中，NOS酶的含量是不同的。”“这种酶与线粒体密切相关，所以在用于运动的肌肉中往往有更多的NOS酶。肌红蛋白含量(肉色色素)也有差异，所以如果我们可以通过NOS酶产生一氧化氮，腊肉的颜色可能会有所不同。

“这就是我们正在努力解决的问题，通过我们的氨基酸腌制系统开发出统一的腌制粉红色，这样它就可以与传统的腌制肉相比。”

肉在哪里?

“我们仍在试图回答的问题是，NOS酶是否会产生足够数量的一氧化氮，以形成可接受的腌肉颜色，并产生足够多的亚硝酸盐残留，以确保产品是安全的，无论是夏季香肠、意大利辣香肠还是其他产品?”Osburn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，因为我们在美国消费了大量的意大利辣香肠。”

他说，他正在开发一种氨基酸固化火腿产品的原型，该产品将通过对固化色素、挥发性化合物、感官和结构分析以及保质期的制造感官分析来进行。

他的研究团队正在操纵几个因素，如精氨酸浓度、肉类pH值、温度和时间，以确定eNOS酶生成一氧化氮的最佳条件。

奥斯本说:“我们正处于美国农业部-国家开发署资助赠款的第二阶段。“我们正在从台式生产转向中试工厂生产，所以这是我们第一次生产一种商业化的腊肉产品，并从颜色、保质期、香气和感官特性等各个方面评估产品。这些信息将提供更多的证据，向感兴趣的公司展示这个系统是有效的。”

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、发酵的夏季香肠或腊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有效地腌制不同的肉类产品。

接下来是腊肉的案子

奥斯本说:“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与传统固化产品相当，那么这个过程就有很大的机会被行业采用。”“这种新的固化系统必须与现有的固化系统竞争。如果我们不能接近它，它将永远是一个新奇的东西。公司可能想加入，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，以及美国农业部即将做出的一些裁决，这些裁决将决定当前替代或“未腌制”肉类产品的未来标签。

德克萨斯农工大学农业生命研究所知识产权和商业化办公室的高级许可经理罗伯特·布鲁梅特(Robert Brummett)与奥斯本合作，为替代肉类腌制过程寻求知识产权保护。该公司于2020年12月向美国专利商标局(USPTO)提交了专利申请。

根据Brummett的说法，专利申请目前正在接受USPTO的审查，这一过程可能需要额外的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该技术授权的兴趣，并/或与Osburn合作，进一步研究该技术在工业上的使用。