香辛料对提高食品品质及安全性的研究进展

周凤超, 杨庆余, 陈洪生

(1.绥化学院 食品与制药工程学院, 黑龙江 绥化 152061;2.齐齐哈尔大学 食品与生物工程学院, 黑龙江 齐齐哈尔 161006;3.黑龙江八一农垦大学 食品学院, 黑龙江 大庆 163319)



香辛料对提高食品品质及安全性的研究进展

周凤超1, 杨庆余2, 陈洪生3

(1.绥化学院 食品与制药工程学院, 黑龙江 绥化 152061;2.齐齐哈尔大学 食品与生物工程学院, 黑龙江 齐齐哈尔 161006;3.黑龙江八一农垦大学 食品学院, 黑龙江 大庆 163319)

香辛料是利用植物的种子、花蕾、叶茎、根块或其提取物,加工得到的具有刺激性香味、挥发油、辣味成分,以及有机酸、纤维、淀粉粒、树脂、粘液物质、胶质等成分。其大部分香气来自蒸馏后的精油,能赋予食物以风味,增进食欲,帮助消化和吸收。综述了香辛料及其提取物在抗氧化、食品护色和食品保鲜方面的研究进展。针对目前食品产品容易出现的腐败和易产生有毒有害化合物的问题,着重讨论了香辛料在相关食品产品中所发挥的提高食品安全性的作用。

香辛料; 食品品质; 安全性

天然香辛料是利用植物的种子、花蕾、叶茎、根块等,提取其具有的刺激性香味、挥发油、辣味成分及有机酸、纤维、淀粉粒、树脂、粘液物质、胶质等成分,做成调味料的总称,被广泛应用于烹饪食品和食品工业中,如:烹饪食品中常用葱、姜、蒜、辣椒、花椒、八角,而丁香、肉桂、桂皮等在食品加工中使用广泛,尤其是在肉制品和面食等加工中。

天然香辛料主要是为食物增加香味,增进食欲,帮助消化和吸收,而不提供营养。近年来,对食品中香辛料的研究主要集中于各种香辛料及其提取物的混合搭配和配比如何提高食品的品质、在食品保鲜、抑菌和抑制某些有害化学成分中起到的作用,以期提高食品的安全性。本文综述了香辛料提取物在提高食品品质方面的研究进展,同时,探讨了香辛料在保证食品安全性方面发挥的有效作用,为开发高效安全的食品品质改良剂提供理论基础。

1 香辛料提高食品品质的研究进展

1.1 香辛料的抗氧化作用

植物的抗氧化活性与其含有的酚类化合物关系密切,酚类化合物因其酚羟基具有清除自由基和螯合金属离子的能力而具有很好的抗氧化性[1],还可以稳定脂质过氧化,抑制多种氧化酶[2]。香辛料中富含酚类化合物,有研究证实富含酚类化合物的香辛料具有比水果,谷类食品和坚果更强的抗氧化性[3]。富含酚类化合物的香辛料主要有迷迭香、丁香、鼠尾草、桂皮、甘草、大蒜等,其抗氧化成分主要为多酚类化合物及其衍生物、黄酮类、萜烯类化合物等。

食品中的脂肪氧化酸败是降低食品品质的重要原因,如何降低脂肪的氧化程度是近年来研究的热点。1982年Inatani[4]从迭香叶中分离3种酚系二菇类化合物:迷迭香酚,表迷迭香酚和异迷迭香酚,它们对猪油和亚油酸都有很强的抗氧化作,尤其对猪油的抗氧化作用是丁基羟基茴香醚(BHA)和二丁基羟基甲苯(BHT)的4倍。崔鸿斌[5]研究发现桂皮对油脂有很强的抗氧化效用,并且推断它的有效成分是萜稀类物质。Mansour等[6]将绿茶、丁香和迷迭香的提取物应用于肉制品中,发现它们对脂肪氧化的抑制能力与合成抗氧化剂相当。郭艳华[7]采用DPPH法对常用的16种天然植物香辛料的乙醇提取液进行了抗氧化活性测定,结果表明,大多数香辛料都具有抗氧化作用,其中丁香、桂皮、迷迭香、花椒、高良姜等抗氧化作用最强。

1.2香辛料对食品的护色

肉制品在生产和销售过程中保持良好的色泽(鲜艳的红色)是衡量其品质的重要指标,消费者往往以肉的颜色是否鲜红来判断肉制品品质的优劣。在肉制品生产过程中,大多数厂家都会用一定量的色素,如:目前已被广泛使用的天然红曲红色素为肉制品着色剂,但天然红曲色素的缺点是稳定性差,其着色的酱卤制品在储存或销售过程中,易因光照和氧化作用而褪色,尤其是一般的低温肉制品在冷柜销售一个星期后,颜色便会退成灰白色,严重影响了产品的外观和消费者的购买欲望。

香辛料具有良好的抗氧化性,香辛料中的酚类化合物作为单重态氧猝灭剂可以使肉品的颜色得到保存,限制类脂的氧化,抑制反应醛的产生,能有效的抑制肉制品在储藏和销售过程中的氧化褪色,保持产品良好的色泽。Allen等[8]研究发现,丁香酚和迷迭香酸可以有效减缓牛肉饼在冷藏期间的褪色程度。应丽莎等[9]发现,迷迭香能够使非气调包装生鲜猪肉保持较好的颜色,并能够延缓高氧气调包装生鲜猪肉贮藏后期的变色程度。贾娜等[10]研究迷迭香、丁香和肉桂三种香辛料提取物单独使用及复配对酱牛肉的护色效果,具有减缓酱卤肉制品表面红曲红色素氧化褪色的作用。

1.3 香辛料促进食品保鲜

目前,冷却肉类以及冷冻肉制品的保鲜技术种类繁多,包括冷冻保鲜、辐射保鲜、气调保鲜、高压保鲜、微波保鲜、真空包装、超声波保鲜、涂膜保鲜和添加保鲜剂等。许多肉类保鲜剂为化学有机物,如山梨酸、抗坏血酸、柠檬酸、甲酸、醋酸、丙酸等,化学保鲜剂的抑菌防腐作用较强,但是对肉制品的色泽和风味均有一定的影响和破坏作用,而且存在潜在的诱癌、致畸的问题。因此,对天然保鲜剂的研究不断地深入。

刘骞等[11]在鲤鱼鱼肉糜中添加由丁香提取物组成的复合保鲜剂,测定其在冰温储藏期间的品质变化结果表明,复合保鲜剂具有延缓鱼肉糜腐败变质,延长其货架期的作用。刘蒙佳等[12]利用超声波辅助提取,以水为提取剂,提取八角、肉桂、白胡椒的有效成分,得到不同浓度的香辛料液,冷却猪肉进行保鲜处理,延长了冷却猪肉的货架期,提高了冷却肉品质。

2 香辛料在食品安全性方面发挥的作用

2.1 香辛料的抑菌

香辛料提取物具有明显的抑菌作用,其中的酚类化合物对微生物作用机制包括:酚类化合物可以降解细胞壁、破坏细胞膜、泄露细胞成分、改变脂肪酸以及磷脂的成分,影响细菌遗传物质DNA、RNA的组成,并且破坏蛋白质转位等,另外,精油中的类萜类物质能降低生物膜的稳定性,从而干扰了能量代谢的酶促反应。香辛料的抑菌作用能有效减少食品腐败变质,降低食品本有毒有害微生物污染的风险。

Clnner[13]研究指出:肉桂、丁香、西班牙甘椒、百里香、薄荷科芬芳植物以及迷迭香对多种病原体以及酸败微生物都有相当强的抑制效用,其中迷迭香的酒精提取物在抑制病原菌方面效果尤为显著。梁颖等[14]采用水提和醇提香辛料提取物,琼脂扩散法和肉汤稀释法测定其提取物对大肠杆菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌的抗菌活性,结果表明,香辛料醇提取物对食源致病菌的抑菌圈远大于水提取物。

2.2 香辛料清除食品中的亚硝胺

食品中亚硝胺类化合物主要来源于食品添加剂,此外,鱼、肉、乳制品和蔬菜、水果也含有一定量的亚硝胺类化合物。亚硝酸盐作为一种食品添加剂广泛应用于食品工业,尤其是在肉品工业中,肉腌制时加入硝酸盐或亚硝酸盐,能使肉品能产生诱人的粉红色,对肉品的质构、风味都有积极影响,同时它还起到重要的防腐作用,对肉毒梭状芽孢杆菌有很强的抑制作用,能抑制其产生毒素,保证肉制品的安全。但是,亚硝酸盐的大量摄入对人体是有害的,它作为亚硝胺(亚硝基化合物)的前体物质,进入人体后能被合成亚硝胺类化合物,在食品加工和储藏过程中易转化为N-亚硝基化合物,可致人体中毒甚至有极强的致癌性,对人类健康造成极大危害。

香辛料提取物中的天然成分对亚硝酸盐和亚硝胺有一定的清除和阻断能力。赵二劳等[14]在模拟人体胃液条件下,用微波辅助提取的山楂提取液,对亚硝酸钠的清除率及对亚硝胺合成的阻断率在一定的浓度范围内,随其量的增加而增加,清除率最大可达67.52%,阻断率可达95.7%。袁毅桦等[15]从柚皮中提取抗亚硝化反应活性物,以柚皮黄色外果皮为原料,用乙醇溶液回流提取,该活性提取物对亚硝胺合成最大阻断率为93.2%,对亚硝酸钠最大清除率为91.1%。

2.3 香辛料对食品中杂环胺的抑制作用

含蛋白质丰富的食品在烹调过程中,如果加热不当,就有可能产生多种致癌物质,其中杂环胺就是这样一类重要的化合物。杂环胺(Heterocyclic Amines, HAs)是烹调富含蛋白质的食物过程中肌酸,肌酸酐,氨基酸和蛋白质热解产生的一类具有致癌、致突变作用的多环芳香族化合物,研究表明杂环胺主要在肌肉类食物(如肉类和鱼类)中产生,因为肌肉性食物可提供肌酸、肌酸酐与氨基酸、糖和其他醛类物质,共同成为杂环胺的前体物质[16]。目前,己有9种杂环胺化合物经动物试脸证明有致癌作用。

从香辛料中提取的酚类物质如迷迭香酸,柚皮苷,毛地黄黄酮,槲皮素和咖啡酸等均可以有效地抑制高温肉制品中杂环胺的生成。Oguri 等[17]分别在包含肌酸酐、葡萄糖和甘氨酸与包含肌酸酐、葡萄糖和 L-苯丙氨酸的模型体系中考察了14种酚类化合物分别对 MeIQx 和 PhIP 形成的影响,结果表明绿茶儿茶素、EGCG、毛地黄黄酮、槲皮素和咖啡酸能显著地抑制杂环胺的生成。Oz等[18]报道在加热高脂肉丸子前添加黑胡椒,对PhIP的抑制率达到了100%,并且在不同的加热温度下黑胡椒将杂环胺的总量减少12%到100%不等。Puangsombat等[19]将5种不同提取条件的迷迭香提取物加入到牛肉饼后再烹调,结果表明不同提取条件的迷迭香对杂环胺的生成均有不同程度的抑制作用,尤以迷迭香乙醇提取物的效果最为显著。

3 结 论

我国香辛料资源丰富,来源广泛,使用历史悠久。在食品加工中,香辛料及其提取物赋予食品香气,增加食品风味,提高食品品质,具有优良的抑菌和抗氧化活性,因此对天然香辛料有效成分的研究和应用已逐渐成为食品工业发展的重点。此外,大量的实验结果表明,对香辛料提取物的提取方法及其在食品中添加的合理配比的研究,是提高食品安全性的有效途径。

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Progress on researchof spices on improving food quality and safety

ZHOUFengchao1,YANGQingyu2,CHENHongsheng3

(1.College of Food and Pharmaceutical Engineering, Suihua University, Suihua 152061, China;2.College of Food and Biological Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China;3.College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China)

Spice is obtained from the seeds, buds, leaves, the root block or its extract processing of plants, with a pungent smell, volatile oil, spicy ingredients, and organic acid, fiber, starch grains, resin, mucous substances and other ingredients.Most of its flavor done from the distillation of essential oils, energy giving food to taste, increase appetite, help digestion and absorption.This paper reviewed the research progress of spices and extracts on antioxidant, food color protection and food preservation.Food products prone to spoilage and produce toxic and hazardous compounds, it discusses the effect of spice in improving food security.

spices; food quality; safety

2014-10-13。

黑龙江省教育厅科学技术研究重点项目(12511z006); 绥化市科技计划项目(KJZD20130087)。

周凤超(1981-),男,黑龙江肇源人,绥化学院讲师,东北农业大学博士研究生。

1673-5862(2015)01-0060-04

TS2

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.01.013