植物提取物在肉類加工制品中的應(yīng)用與研究進(jìn)展

臧芳波 牟德華 馮 隨 化 穩(wěn) 王世杰 高曉光*

1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院 河北石家莊 050018 2. 河北雙鴿食品股份有限公司 河北石家莊 050021 3.河北省生豬加工技術(shù)創(chuàng)新中心 河北石家莊 050021

肉制品是一種高營(yíng)養(yǎng)食品，含有人體所需的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，然而其貨架期主要受微生物生長(zhǎng)和氧化腐敗影響[1]。為保證肉制品品質(zhì)，人們常在肉制品中加入一些食品添加劑。目前，在肉制品中常用的多為成本低廉的化學(xué)合成類添加劑，比如二丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)、山梨酸、硝鹽等[2]。然而化學(xué)添加劑存在著一定的安全隱患，使用不當(dāng)會(huì)對(duì)人體健康造成危害[3]。因此，國(guó)內(nèi)外的科研工作者都在尋找一種更為安全可靠且經(jīng)濟(jì)適用的添加劑，其中效果較好的是天然植物提取物[4]。

植物富含多酚和類黃酮、維生素及其前體(生育酚、抗壞血酸等)、萜類化合物等，這些物質(zhì)具有抑菌、抗氧化作用的同時(shí)，還可改善食品感官品質(zhì)[5]。植物提取物就是以植物為原料，通過物理或化學(xué)方法從枝、葉、根、塊莖等處提取分離得到的活性物質(zhì)[6]。將植物提取物添加到食品中，能很好地抑制金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、傷寒桿菌等食源性致病菌的生長(zhǎng)繁殖，降低食品中毒的發(fā)生概率,減少化學(xué)添加劑對(duì)人體健康造成的危害[7]。本文介紹了植物提取物的主要活性成分，并對(duì)其在肉與肉制品中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

1 植物提取物活性成分

1.1 精油

精油，又稱揮發(fā)油，是一類可隨水蒸氣蒸餾出，并與水不相混溶，具有芳香氣味的揮發(fā)性油狀液體的總稱[8]。植物精油中含有酚類、萜類等化合物，抑菌、抗氧化性能良好[9]。此外，它還能矯正食品異味，賦予食品香氣，作為天然防腐劑在食品保鮮方面有較好的應(yīng)用前景[10]。

牛彪[11](2020)等研究了牛至、香茅、丁香植物精油及其化學(xué)成分對(duì)5種病原菌的體外抑菌活性，結(jié)果表明4.75%的牛至、丁香精油可將金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌全部殺滅；9.5%的牛至、香茅、丁香精油可將白色葡萄球菌、白色念珠菌全部殺滅。這3種精油對(duì)銅綠假單胞菌均表現(xiàn)出較弱的殺滅效果，殺滅濃度均大于9.5%。羅飛亞[12](2020)等對(duì)5種植物精油的抑菌和抗氧化活性進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)石香薷精油、百里香精油和牛至精油對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、腸炎沙門氏菌的抑制效果良好，其MIC在1～4μg/mL之間，且對(duì)黑曲霉菌也有一定的抑制作用；石香薷精油、百里香精油、牛至精油和羅勒精油還表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化能力，對(duì)DPPH自由基的清除率與精油濃度有明顯關(guān)系。

然而目前的一些研究表明，即使對(duì)同一種植物源進(jìn)行精油提取時(shí)，不同的提取方法、提取部位及其處于的不同生長(zhǎng)階段都會(huì)對(duì)精油的抑菌、抗氧化活性造成影響。Nasrin[13](2020)等對(duì)處于營(yíng)養(yǎng)、開花和結(jié)果三個(gè)不同發(fā)育階段提取的千葉蓍進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在生長(zhǎng)階段，精油中所含的單萜類化合物逐漸減少，倍半萜類化合物增加；開花期精油提取率最大；營(yíng)養(yǎng)期和開花期，精油表現(xiàn)出最高的酚含量和抗氧化活性。李曉嬌[14](2020)等使用超聲輔助法(UWD)、微波輔助法(MWD)、同時(shí)蒸餾萃取法(SDE)3種方法提取清香木葉精油，發(fā)現(xiàn)3種精油對(duì)枯草芽孢桿菌的抑制作用均高于金黃色葡萄球菌和大腸桿菌，UWD精油比MWD和SDE精油具有更好的抑菌和殺菌效果，其對(duì)枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度僅為0.005g/mL;3種精油清除DPPH·的能力為：UWD精油>MWD精油>SDE精油，清除ABTS+·的能力為：SDE精油>MWD精油>UWD精油。

1.2 酚類

植物多酚，又稱單寧，是植物體內(nèi)重要的次生代謝產(chǎn)物[15]。它含有大量的酚羥基，因此能清除自由基，具有較強(qiáng)的抗氧化性能。同時(shí)，酚類化合物對(duì)微生物也具有一定的抑制作用[16]，然而其作用機(jī)制尚未被完全認(rèn)識(shí)。目前已知的是酚類物質(zhì)可以與酶結(jié)合或者與細(xì)胞膜相互作用從而破壞細(xì)胞完整性，導(dǎo)致其內(nèi)容物流失，進(jìn)而殺死微生物[17]。由于其獨(dú)特的理化性質(zhì)，常被用作天然食品添加劑，在食品生產(chǎn)中起著重要作用。

張兆英[18](2020)等考察了金絲小棗多酚的抗氧化和抑菌活性，發(fā)現(xiàn)金絲小棗多酚對(duì)亞硝酸根、羥自由基和超氧自由基具有清除作用；對(duì)枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、曲霉和根霉均有不同程度的抑制作用，且清除能力和抑菌作用均隨多酚濃度增加而增強(qiáng)。Chen[19](2017)等發(fā)現(xiàn)甜菜糖蜜多酚對(duì)金黃色葡萄球菌、李斯特菌、大腸桿菌和鼠傷寒桿菌具有顯著的抗菌活性，SDS-PAGFE和電鏡分析結(jié)果均表明，甜菜糖蜜多酚可以極大地破壞細(xì)胞壁和細(xì)菌膜的完整性，從而導(dǎo)致這4種致病菌細(xì)胞蛋白質(zhì)泄露。賈仕杰[20](2019)等測(cè)定了東北地區(qū)6種紅樹莓葉中的總酚含量，并采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法鑒定其多酚物質(zhì)，同時(shí)對(duì)其體外抗氧化活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，檢測(cè)出的13種多酚物質(zhì)中有6種酚酸和7種類黃酮；紅樹莓葉提取物中的總酚含量與DPPH自由基清除能力和ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力顯著正相關(guān)。

1.3 萜類

目前，從自然界中發(fā)現(xiàn)的萜類化合物已超過50 000種[21]，大部分是從植物中分離得到的[22]。根據(jù)異戊二烯烴數(shù)量不同，可將萜類物質(zhì)分為倍半萜、單萜、二萜、三萜等[23]。許多中外科研工作者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，均表明萜類化合物具有良好的抑菌效果。

李兆亭[24](2019)等測(cè)定了胡椒油中的萜類化合物對(duì)單增李斯特菌的最小抑菌濃度、形態(tài)、電導(dǎo)率等抑菌指標(biāo)，并將其應(yīng)用于冷鮮肉保鮮。結(jié)果表明，胡椒油中萜類化合物對(duì)單增李斯特菌的MIC為0.05%，添加0.1%的萜類化合物可顯著抑制李斯特菌生長(zhǎng)，改變細(xì)胞膜通透性，使內(nèi)容物大量流失，菌體相互黏連、衰亡，從而延長(zhǎng)冷鮮肉貨架期。Popova[25](2019)等使用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)煙草中的成分進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明其主要成分主要是二萜類化合物，對(duì)酵母菌抑制效果較好，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌抑制效果較差。Abdou[26](2016)對(duì)有刺金合歡中三種三萜化合物的總抑菌活性進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌，尤其是白色念珠菌均有較強(qiáng)的抑菌作用。

1.4 黃酮類

黃酮類化合物廣泛存在于植物中，其化學(xué)結(jié)構(gòu)屬于多酚衍生物的一種，因而也具有一定的清除自由基和抗菌抑菌活性。隨著人們對(duì)黃酮類物質(zhì)研究的不斷深入，很多具體成分已被確定，且對(duì)人體沒有嚴(yán)重的不良影響，已有很多食品、藥品方面的應(yīng)用[27]。

陸游說：“汝果欲學(xué)詩(shī)，功夫在詩(shī)外?！闭n外閱讀對(duì)于學(xué)生閱讀能力的提高，有著重要的作用。雖然有部分語文教師認(rèn)為課外書籍的閱讀是浪費(fèi)時(shí)間，但是普遍還是鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外閱讀的，大部分教師還會(huì)根據(jù)所學(xué)向?qū)W生推薦經(jīng)典名著。但是，教師卻很少檢查學(xué)生的課外的閱讀，也很少提供相應(yīng)的閱讀指導(dǎo)。教師們認(rèn)為，面臨高考，師生的任務(wù)都很重，沒有多余的時(shí)間來關(guān)注課外閱讀。因此，學(xué)生的課外閱讀實(shí)際處于無人監(jiān)管、放任自流的狀態(tài)。

申夢(mèng)娜[28](2020)等研究了襄麥冬黃酮的體外抗氧化能力和抑菌活性，發(fā)現(xiàn)一定濃度范圍內(nèi)，其抗氧化活性隨濃度增加而增強(qiáng)；其DPPH自由基清除能力、羥自由基清除能力比相同濃度的VC強(qiáng)；對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌有一定的抑制作用，對(duì)金黃色葡萄球菌的最大抑菌圈直徑可達(dá)18.80mm。Zhou[29](2015)等從玉竹中提取的11種異黃酮，均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性。莊遠(yuǎn)紅[30](2019)等發(fā)現(xiàn)從琯溪蜜柚落果中提取的黃酮，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌均有一定的抑制作用，且隨著提取物濃度增大，抑菌率不斷增加。

1.5 生物堿類

生物堿是一類堿性含氮有機(jī)物。所有天然生物堿均來自植物，但并非所有植物都可產(chǎn)生生物堿[31]。研究發(fā)現(xiàn)，生物堿具有抗菌消炎、抗腫瘤、抗病毒等生物活性。

余永婷[32](2018)等研究發(fā)現(xiàn)，苦豆子生物堿浸提物的抑菌效果要好于苯甲酸鈉，對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌、釀酒酵母、黑曲霉均有不同程度的抑制作用，且抑菌效果隨溫度升高而增強(qiáng)，在pH值為8左右時(shí)抑菌效果較好。戴五好[33](2012)等實(shí)驗(yàn)表明，苦參、山豆根中的生物堿對(duì)金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、甲型溶血性鏈球菌、乙型溶血性鏈球菌、銅綠假單胞菌、產(chǎn)堿假單胞菌、惡臭假單胞菌7種實(shí)驗(yàn)菌均有抑制作用，具有廣譜的抑菌活性。周琦[34](2019)等發(fā)現(xiàn)魔芋飛粉生物堿對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、鼠傷寒沙門氏菌均有明顯的抑制作用，其中對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制作用最強(qiáng)。

2 植物提取物在肉制品中的應(yīng)用

隨著人們對(duì)食品安全和食品品質(zhì)的重視，植物提取物作為一種天然添加劑，已成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。植物提取物抑菌和抗氧化效果良好，安全性高，在肉制品應(yīng)用方面具有廣闊前景。目前，在肉制品中應(yīng)用的植物提取物有茶多酚、香辛料提取物和果蔬提取物。

2.1 茶多酚在肉制品中的應(yīng)用

我國(guó)是茶葉大國(guó)，茶葉具有降血糖、調(diào)血脂、預(yù)防癌癥等功效[35]。茶多酚是茶葉提取物中的主要有效成分，是一類多羥基酚類混合物的總稱，主要包括兒茶素、表兒茶素(EC)、表沒食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、和表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)，其中EGCG是茶多酚中含量最多、活性最高的功能成分，具有極強(qiáng)的清除自由基、抗氧化能力[36]。

Zhou[37](2020)等對(duì)比了迷迭香提取物、葡萄籽提取物和綠茶多酚對(duì)熏腸理化性質(zhì)和亞硝胺含量的影響，發(fā)現(xiàn)這3種添加物均能降低香腸pH值和TBARS值，減少亞硝酸鹽和亞硝胺殘留量。其中，綠茶多酚清除ABTS+·的能力最強(qiáng)。Fan[38](2014)等發(fā)現(xiàn)，在豬肉香腸中添加0.03%的茶多酚可有效降低菌落總數(shù)和氧化程度，對(duì)感官也有一定的改善作用。然而茶多酚單獨(dú)使用時(shí)存在一定的局限，所以目前的許多研究都是將茶多酚與其他物質(zhì)復(fù)配或與新興技術(shù)結(jié)合使用，這樣可以更好地抑制微生物生長(zhǎng)、延緩脂質(zhì)氧化，延長(zhǎng)貨架期。

劉芝君[39](2020)等分析比較了茶多酚組、茶多酚微膠囊組和空白組3組臘肉的理化指標(biāo)、感官評(píng)價(jià)和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)添加茶多酚后臘肉POV值和TBARS值顯著降低，能保持較好的色澤和較低水平的亞硝酸鹽殘留。茶多酚微膠囊組的臘肉特征風(fēng)味物質(zhì)酚類物質(zhì)相對(duì)含量最高，為61.361%，能使臘肉具有更豐富的風(fēng)味；且茶多酚微膠囊處理后臘肉中與脂肪氧化相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量較低，說明其能較好的抑制脂肪氧化。謝菁[40](2019)對(duì)冷鮮豬肉復(fù)合保鮮包裝技術(shù)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)高氧氣調(diào)包裝條件下，復(fù)合保鮮劑最適配比為0.010%α-生育酚、0.200%茶多酚和1.810%殼聚糖；真空包裝條件下，最適配比為0.006%α-生育酚、0.250%茶多酚和1.000%殼聚糖。這2種復(fù)合保鮮劑處理組與對(duì)照組相比，均可有效抑制脂肪氧化，降低汁液流失，保護(hù)肉色，貨架期分別延長(zhǎng)至18d和28d。

2.2 香辛料提取物在肉制品中的應(yīng)用

香辛料不僅是一種植物源防腐劑，還能有效抑制脂質(zhì)氧化，保持肉品色澤[41]。Huang[42](2019)等在豬肉餡冷凍水餃中添加了丁香提取物和迷迭香提取物，結(jié)果表明提取物能增強(qiáng)蛋白熱穩(wěn)定性，抑制蛋白質(zhì)羰基形成，對(duì)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化有明顯抑制作用。陳洪生[43](2019)等研究了丁香、迷迭香、桂皮和甘草4種香辛料提取物對(duì)豬肉肌原纖維蛋白抗氧化特性的影響，發(fā)現(xiàn)4種提取物都能較好地抑制表面疏水性增加，加速蛋白巰基下降。其中丁香、迷迭香和桂皮提取物能顯著抑制蛋白羰基形成，丁香和迷迭香提取物能明顯抑制Ca-ATP酶活性，丁香、迷迭香和甘草對(duì)蛋白質(zhì)溶解性下降有很好的抑制作用。

2.3 果蔬提取物在肉制品中的應(yīng)用

果蔬中富含有機(jī)酸、礦物質(zhì)和多種維生素等營(yíng)養(yǎng)成分及黃酮、兒茶素、花青素、生物堿等功能因子，在肉制品中能起到良好的保鮮作用。

羅士數(shù)[46](2013)等發(fā)現(xiàn)草果提取物能減緩鯽魚肉TVB-N值和pH值上升，明顯抑制鯽魚肉的腐敗變質(zhì)，0.3%濃度時(shí)與山梨酸鉀保鮮效果相當(dāng)。Li[47](2020)等研究表明，葡萄籽提取物能抑制生魚片中微生物生長(zhǎng)繁殖，降低揮發(fā)性鹽基氮和組胺等積累，冷藏條件下貨架期可延長(zhǎng)3d左右。秘雪[48](2019)研究發(fā)現(xiàn)，莧菜粗提物對(duì)金黃色葡萄球菌和阪崎克羅諾腸桿菌具有抑菌活性。將其加入到熟豬肉中，可顯著降低金黃色葡萄球菌數(shù)量和pH值，維持色澤穩(wěn)定，延長(zhǎng)貨架期。

2.4 其它植物提取物在肉制品中的應(yīng)用

除上述3種提取物外，中草藥、谷物、樹葉、花卉等植物提取物在肉制品中也得到了一定的應(yīng)用。Lee[49](2015)等發(fā)現(xiàn)紫蘇子水提取物中含有酚類物質(zhì)，能清除DPPH和ABTS自由基，抑制大腸桿菌。將0.6%的紫蘇子水提取物添加到牛肉餅中，能延緩脂質(zhì)氧化，保護(hù)產(chǎn)品色澤，提高感官品質(zhì)。秦鳳賢[50](2017)等將蒲公英和銀杏葉提取液均勻噴淋在冰鮮鹿肉表面，發(fā)現(xiàn)處理組能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，降低揮發(fā)性鹽基氮值和失水率，保護(hù)色澤。提取液含量為0.2g/mL時(shí)，保質(zhì)期可延長(zhǎng)至62d。

3 存在的問題及展望

植物提取物中多酚、黃酮、生物堿等活性成分含量豐富，具有抗氧化能力強(qiáng)、抑菌性好、安全性高等特點(diǎn)，具有廣大的發(fā)展前景。然而目前在肉品企業(yè)加工中應(yīng)用并不十分普遍，原因主要集中在提取工藝繁瑣、產(chǎn)量低、價(jià)格高、穩(wěn)定性差、有揮發(fā)性氣味等方面。因此，在今后的研究中，應(yīng)不斷優(yōu)化提取工藝，提高提取物得率和品質(zhì)，降低氣味物質(zhì)含量和生產(chǎn)成本。

此外，許多研究表明多種植物提取物復(fù)配或與新型包裝技術(shù)結(jié)合時(shí)，效果普遍好于單一的植物提取物。然而，植物提取物間不止存在協(xié)同增效作用，還可能產(chǎn)生拮抗作用。因此有必要對(duì)植物提取物中的活性成分進(jìn)行分離鑒定，深入細(xì)致地研究其作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系，從而為植物提取物在肉品加工中的應(yīng)用提供有力的理論依據(jù)。

同時(shí)，仍有部分提取物成分沒有進(jìn)行毒理學(xué)方面評(píng)估，存在一定的安全隱患。應(yīng)該盡快完善植物提取物的安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而研究開發(fā)出高效、抑菌譜廣、安全的植物提取物，滿足消費(fèi)者對(duì)食品安全的需求。