在腌腊肉制品的加工和保藏过程中,脂质的过度氧化是导致其品质劣变的主要原因之一,不仅影响产品的风味、色泽、营养等,还伴随着食品安全风险。因此,控制脂质氧化的速度和程度对提升腌腊肉制品的品质,延长货架期,保障产品安全极为重要。目前腌腊肉制品中常用的抗氧化方法包括添加抗氧化剂、优化加工方式、改善贮藏条件等,其中添加抗氧化剂是普遍采用的方式。抗氧化剂按来源可分为合成抗氧化剂和天然抗氧化剂两大类。合成抗氧化剂常用的如丁基羟基茴香醚、丁基羟基甲苯(butylated hydroxytoluene,BHT)、叔丁基对苯二酚等。天然抗氧化剂主要是从植物中提取的有抗氧化活性的物质,例如植物多酚。合成抗氧化剂在安全性方面表现出一定劣势,随着生活水平的提高,消费者更青睐于从植物中提取的天然抗氧化剂,因此众多研究者关注于天然抗氧化剂的提取和应用研究。目前在腌腊肉制品中应用的植物源天然抗氧化剂主要包括植物多酚、维生素、抗氧化肽和其他功效物质四大类,他们可以通过自由基清除、金属离子螯合和清除氧气等方式来实现抗氧化作用(图1)。本文综述了以上四类植物源抗氧化剂的提取来源、主要功效成分以及其在腌腊肉制品中的应用现状,希望为植物源天然抗氧化剂的资源开发、功效成分的深入解析,以及在腌腊肉制品中的高效利用提供参考。
1 植物多酚
植物多酚是具有多个酚羟基结构的植物次生代谢产物,存在于植物的果实、花、种子、叶、根及木质部分中。根据结构,植物多酚可分为四类,即酚酸类、类黄酮类、芪类和木脂素类[1]。近年来,一些来源于药草、水果、香辛料和茶叶等植物的多酚类化合物作为天然抗氧化剂在腌腊制品中应用并表现出较好的抗氧化效果。
1.1 药草提取物
1.1.1 迷迭香
迷迭香的抗氧化活性主要来源于酚类二萜(鼠尾草酸、鼠尾草酚和1,2-甲氧基鼠尾草酸等)和酚酸(主要是迷迭香酸和咖啡酸)[2]。鼠尾草酸和鼠尾草酚是过氧化自由基的清除剂,通过供氢和清除活性氧终止自由基链式反应循环,是迷迭香中主要的抗氧化成分,贡献了迷迭香90%的抗氧化性能[3]。迷迭香提取物作为抗氧化剂已被列入我国食品添加剂使用标准(GB 2760—2014)。众多学者对迷迭香在腌腊肉制品中的抗氧化效果进行了研究:ERDMANN等[4]将迷迭香提取物应用于香肠,发现发酵香肠中添加0.048 g/kg迷迭香提取物可延缓脂质氧化;BAK等[5]在腌制熟食火鸡中添加400 mg/kg的迷迭香提取物,发现可降低脂质氧化速度;ZHOU等[6]研究发现迷迭香和生姜都能降低西式香肠的硫代巴比妥酸(thiobarbituric acids,TBARS)值,但是迷迭香效果更好。
图1 部分植物源抗氧化剂的功效成分、提取来源及抗氧化机理
Fig.1 The functional components, extraction sources, and antioxidant mechanism of part of the plant-derived antioxidants
注:LOX酶,脂氧合酶(lipoxygenase)
1.1.2 鼠尾草
鼠尾草的抗氧化活性主要源于其所含的酚类二萜化合物,其抗氧化作用可通过清除自由基、抑制脂质过氧化和螯合过渡金属来实现[7]。鼠尾草精油提取物作为一种天然抗氧化剂,可有效抑制水牛肉干发酵香肠中丙二醛的形成,而且还能够显著降低酪胺、组胺、腐胺的生成[8]。李玉邯等[9]将鼠尾草精油与人工合成抗氧化剂BHT进行比较,发现鼠尾草精油比BHT可更有效抑制腊肉的氧化变质。ÇOBAN等[10]用鼠尾草精油处理熏制虹鳟鱼片,并结合真空包装,货架期比未处理组延长了42 d。
1.1.3 牛至
牛至的主要有效成分主要包括香草酚、百里香酚和松香酚等酚类物质,具有抗氧化、抗菌、杀虫等功效[11]。在腌腊肉制品中添加牛至提取物已被证实有很好的抗氧化效果。FERNANDES等[12]的研究结果表明添加牛至提取物能明显提升羊肉香肠贮藏期间脂肪和蛋白质稳定性。VIUDA-MARTOS等[13]发现在腊肠中添加牛至精油可有效增加产品的氧化稳定性,同时降低亚硝酸盐水平。
等[14]证实含有牛至精油的壳聚糖涂层可抑制发酵干香肠的脂质氧化。牛至提取物的抗氧化活性除了和酚类的作用机制有关外,还可能通过抑制起始反应中的酶系统、干扰传播反应而发挥作用。
1.1.4 其他药草
为寻找更多、更有效的天然抗氧化剂,除以上3种外,研究者从其他药草中尝试提取了酚类抗氧化剂并将其应用于腌腊肉制品中。楼鼎鼎等[15]发现竹叶中提取的酚类物质能显著增强中式香肠的抗氧化性能,并有效降低其亚硝酸含量。甘草提取物是我国国家标准(GB 2760—2014)允许使用的抗氧化剂,抗氧化活性主要来源于其所含的甘草素、甘草查尔酮和甘草酸等物质[16]。刘文营[17]在羊肉乳化香肠中添加0.02%的甘草提取物,发现甘草提取物的添加显著降低了羊肉香肠脂质的氧化程度。辣椒叶可入中药,其提取物中含有大量酚类化合物,将辣椒叶提取物添加到盐渍鲢鱼中,既能有效抑制脂质氧化速度,还能改善产品的感官品质[18]。
1.2 水果提取物
1.2.1 葡萄籽
葡萄籽富含儿茶素、表儿茶素和表儿茶素-3-O-没食子酸酯,以及二聚体、三聚体和四聚体原花青素等酚类化合物,可通过清除自由基、金属螯合以及与其他抗氧化剂的协同作用发挥抗氧化活性[19]。目前,一些研究发现葡萄籽提取物对降低腌腊肉制品的脂质氧化速度有很好的效果:LORENZO等20]发现葡萄籽提取物能降低腌制干香肠的TBARS值与脂质氧化产生的总挥发性化合物含量;WANG等[21]发现葡萄籽提取物不仅能显著降低烟熏腊肉中的TBARS值,还能抑制肠杆菌科微生物的生长;SHIN等[22]研究发现,用含有1%葡萄籽提取物的红藻薄膜包裹培根,贮藏15 d后TBARS值比对照组降低了0.47 mg丙二醛/kg。
1.2.2 苹果
苹果富含天然多酚,包括绿原酸、儿茶素、表儿茶素和根皮素等[23]。彭雪萍等[24]的研究发现苹果多酚可在一定程度上抑制腊肉的脂质氧化,将苹果多酚与BHT以质量比1∶1复配,其抗氧化活性是对照组的两倍。SUN等[25]证实苹果多酚可降低火腿脂质氧化速度,但在不同种类的火腿中抗氧化效果可能存在一定差异,例如在猪肉火腿中表现出的抗氧化效果优于牛肉火腿。YU等[26]研究发现,在中式香肠成熟及保藏过程中,添加的苹果多酚(占总脂肪0.05%)表现出了好于BHT(占总脂肪0.015%)抗氧化效果,苹果多酚对挥发性醛类形成的抑制作用和磷脂保护能力也明显强于BHT。
1.2.3 其他水果
为拓宽天然抗氧化剂的来源,研究者尝试从很多的水果中提取酚类物质。XIANG等[27]研究发现,桑葚多酚对广式香肠的脂质氧化有较好的抑制作用,仅添加0.1%的桑葚多酚就显示出比对照组更低的TBARS值和羰基值。NOWAK等[28]研究发现,樱桃和黑加仑的多酚提取物会显著降低猪肉香肠的丙二醛生成量,并能抑制腐败微生物生长。
等[29]研究表明添加2%的蔓越莓提取物(富含原花青素、杨梅素和槲皮素等)能有效控制火腿的脂质氧化。
1.3 香辛料提取物
在腌腊肉制品中添加香辛料或其提取物不仅能提升产品的感官品质,还能抑制脂质氧化,延长产品保藏期。蒋栋磊等[30]的研究表明桂皮提取物能有效抑制中式香肠的TBARS值和羰基含量的升高,改善香肠的品质,添加0.6%桂皮提取物能达到与0.02%BHT相当的抗氧化效果,认为与桂皮中所含的酚类和萜烯类物质的抗氧化活性相关。ZHOU等[6]研究发现生姜(总酚含量为31.36 mg GAE/g DW)能够降低西式香肠的TBARS值。DE OLIVEIRA CABRAL等[31]发现辣椒提取物中含有丰富的绿原酸、咖啡酸和槲皮素等酚类化合物,将其添加到香肠中能有效延缓脂质氧化酸败。CHAULA等[32]发现丁香提取物(富含丁香酚)不仅能降低沙丁鱼干中过氧化反应和次级脂质氧化产物的浓度,还能提高ω-3系脂肪酸的保留率。
1.4 茶叶提取物
有学者研究发现在发酵干香肠中添加0.03%的绿茶提取物比添加同浓度的BHT表现出更好的抗氧化效果[33]。绿茶提取物和壳聚糖制成的薄膜可抑制猪肉香肠的脂质氧化和微生物生长[34]。茶叶中发挥抗氧化作用最重要的物质是茶多酚,茶多酚具有较强还原性,可与自由基结合终止脂质过氧化链式反应,并可作为金属络合剂阻碍金属离子对氧化反应的催化作用,是被广泛应用的一种天然抗氧化剂。据报道,添加茶多酚可降低腊肉和风干鲢鱼的TBARS值,延缓酸败进程[35]。FU等[36]研究表明,用0.2 g/100 mL茶多酚溶液腌制白鲢鱼既能控制其在干燥过程中的脂质氧化速度可还能保留大部分二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)。WANG等[37]发现在培根成熟和贮藏过程中,茶多酚不仅能控制丙二醛的生成量,而且能抑制具有氨基酸脱羧酶活性的微生物的生长,降低生物胺的生成量。
1.5 其他提取物
除药用植物、水果、香辛料、茶叶提取物外,还有很多植物的花、叶、种子和壳等也能作为提取植物多酚的材料,如玫瑰[38]、琉璃苣[39]、松针[40]、橄榄[41]、红豆[42]和开心果壳[43]等。这些植物的提取物在腌腊肉制品中表现出一定的抑制脂质氧化的能力,有一部分还显示出抑制致病微生物生长、控制多环芳烃、生物胺和N-亚硝基化合物的形成等作用效果。从植物中提取酚类物质并将其应用于腌腊肉制品以降低脂质氧化的速度相关研究总结详见表1。
2 维生素类
天然维生素可通过螯合金属离子、清除自由基和中断脂质氧化链式反应等方式抑制脂质氧化,被广泛的应用于腌腊肉制品中。目前,一些富含维生素的植物及其提取物如槐花、辣木叶和针叶樱桃等被尝试添加到腌腊肉制品中以降低脂质氧化速度:MUKUMBO等[44]发现辣木叶中除含有酚类化合物外,还含有丰富的α-生育酚和β-胡萝卜素,将其添加到猪肉香肠中能显著抑制其在干燥和保藏过程TBARS值的升高;TANG等[45]研究发现将富含维生素P的槐花提取物添加到香肠中不仅能提高抗氧化效果,还能降低有害真菌的数量;针叶樱桃中维生素C含量极高,袁靖宇等[46]发现用添加针叶樱桃提取物的聚丙烯膜包装香肠能较大程度地抑制香肠的脂质氧化并延长其货架期;
等[47]在香肠中添加富含维生素C的黑加仑提取物,发现香肠的脂质氧化速度显著降低。
表1 部分植物多酚类的提取及其在腌腊肉制品中的应用
Table 1 Extraction of part of the plant polyphenols and their application in cured meat products
分类提取来源应用对象作用效果文献迷迭香香肠、腌制火鸡延缓脂质氧化[4-6]鼠尾草香肠、腊肉、熏鱼片抑制丙二醛生成,减少生物胺的形成[8-10]药草牛至香肠增加脂质和蛋白氧化稳定性,降低亚硝酸盐[12-14]竹叶香肠抗氧化性增强,降低亚硝酸含量[15]甘草香肠抑制脂质氧化速度[17]辣椒叶盐渍鲢鱼降低脂质氧化程度,改善产品感官品质[18]葡萄籽香肠、腊肉、培根降低脂质氧化速度,抑制肠杆菌科微生物的生长[20-22]苹果腊肉、火腿、香肠抑制脂质氧化,抑制挥发性醛类形成,保护磷脂[24-26]水果桑葚香肠抑制脂质氧化,降低羰基值[27]樱桃、黑加仑香肠降低丙二醛生成量,抑制腐败微生物生长[28]蔓越莓火腿抑制脂质氧化[29]桂皮香肠抑制TBARS值和羰基含量升高,改善香肠品质[30]香辛料生姜香肠降低TBARS值[6]辣椒火腿延缓脂质的氧化和酸败[31]丁香腌鱼抑制脂质氧化,提高ω-3系脂肪酸的保留率[32]茶叶茶叶香肠、腊肉腌鱼、培根降低脂质氧化速度,保留DHA和EPA,抑制生物胺形成[33-37]玫瑰香肠延缓脂质氧化,抑菌,降低生物胺含量[38]琉璃苣香肠延缓脂质氧化[39]其他松针培根抑制脂质过氧化产物、多环芳烃、N-亚硝基化合物等的形成[40]橄榄干腌肉制品抑制脂质和蛋白质氧化,抑制微生物生长[41]红豆香肠抑制脂质氧化[42]开心果壳香肠降低TBARS值,抑菌[43]
3 植物蛋白水解物
据报道,大米蛋白水解物可抑制牛肉的脂质氧化[48]。玉米谷蛋白水解物能在一定程度上代替合成抗氧化剂抑制香肠的腐败变质,并改善香肠的质构和物化性质[49]。添加2.0%大豆蛋白水解物除了能抑制香肠的脂质氧化,还能减少香肠的烹饪损失,改善香肠质构[50]。植物蛋白水解物中发挥抗氧化效果的物质可能是蛋白质水解后得到的一些抗氧化肽,如BERMANN等[51]对大豆蛋白水解物进行抗氧化分析和序列测定,发现其抗氧化能力可能与羧基末端存在酪氨酸的短肽有关。抗氧化肽是活性肽的一种,具有金属螯合和提供电子供体的能力,能与自由基相互作用,阻碍或者终止自由基连锁反应[52]。石丽梅等[53]的研究表明玉米抗氧化肽能显著提高中式香肠的氧化稳定性。刁静静等[54]发现玉米蛋白肽、麦胚蛋白肽、豌豆蛋白肽均能降低香肠贮藏期间的TBARS值,其中玉米蛋白肽的抗氧化能力最强。
4 其他功效成分
有些植物提取物中还含有一些具有抗氧化活性的烯烃类、含硫和含氮化合物等物质,其在腌腊肉制品中也表现出一定的抗氧化效果。西兰花种子提取物含有大量芥子苷、异硫氰酸酯和萝卜硫素等活性物质,刘文营等[55]发现在广式腊肠中添加该提取物能提高抗氧化性,并认为在广式香肠中可以用1.5%西兰花种子提取物替代BHT。黑胡椒精油中含有胡椒碱、胡椒碱异构体以及α-蒎烯、β-蒎烯、石竹烯和柠檬烯等可以稳定自由基和给氢原子提供电子的抗氧化物质,将其添加到成膜材料中,能有效控制金华火腿脂质氧化的程度[56]。KIM等[57]研究发现加入新鲜大蒜、大蒜粉和大蒜提取物后,冷藏香肠的抗氧化和抗菌效果均得到改善,分析原因主要归功于大蒜中的大蒜素、二烯丙基硫醚和丙基硫醚等含硫化合物。
5 总结和展望
综上,一些从植物的根、茎、叶、花、果等部位获得的提取物富含酚类化合物、维生素、烯烃类、含硫和含氮化合物等,某些植物蛋白水解物中含有抗氧化肽,它们通过清除自由基、金属螯合、清除过氧化物等方式发挥抗氧化作用。这些植物源抗氧化剂在腌腊肉制品中不仅表现出良好的抗氧化效果,有些还能起到抑菌、提高蛋白质稳定性、改善产品品质的作用。在降低腌腊肉制品脂质氧化速度方面,有些植物源抗氧化剂表现出与合成抗氧化剂等同甚至更优的效果。但目前的研究还存在以下不足:(1)腌腊肉制品中应用的天然抗氧化剂种类还不够丰富,对天然抗氧化剂的复配研究较少;(2)目前的研究多侧重于应用效果方面,抗氧化机理有待更深入探究。(3)尽管天然抗氧化剂从植物中获取,但它们的毒理学性质和安全问题仍需进一步探讨。因此,寻找多种安全、高效的天然抗氧化剂,将其合理应用于腌腊肉制品中以抑制脂质氧化,降低品质劣变速度,并探究其抗氧化机理是未来该领域的重点研究方向之一。
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