香辛料中植物化学物对肉制品品质及健康功效影响研究进展
2021-03-31李云龙赵月亮范大明王明福
李云龙,赵月亮,,范大明,王明福,3
(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306;2.江南大学食品学院,江苏 无锡 214122;3.香港大学生物科学学院,香港 999077)
肉类食品是人们日常生活中食品的重要组成部分。我国是猪肉、牛肉和禽肉的生产与消费大国,2019年猪牛羊禽肉总产量共计7 649万 t,其中猪肉产量4 255万 t,占全年肉类总产量的55.63%,禽肉产量2 239万 t,占全年肉类总产量的29.27%[1]。肉类含有丰富的优质蛋白质、B族维生素以及血红素铁[2]。此外,肉骨中也富含丰富的营养成分,可作为矿物元素以及氨基酸的重要食物来源[3]。
生肉在加工过程中,蛋白质经过变性以及降解等过程,最终分解为多肽、寡肽、水溶性氮、非蛋白氮以及氨基酸等易于被人体吸收的营养成分;肉中与蛋白质结合的微量元素也被释放出来,能够更好地被人体吸收利用;同时,肉中的营养成分在加工过程中会发生美拉德反应和脂质过氧化等一系列化学反应,从而赋予食品良好的风味。但是,肉中原有的腥味以及膻味也会随之释放出来,这些不良风味会大大降低肉制品的可接受度。因此,在肉制品加工过程中通常选择添加香辛料作为辅料来改善肉制品的不良风味。
香辛料富含丰富的植物化学物,在肉制品加工过程中,香辛料中的植物化学物可改善肉制品的风味,抑制肉制品本身的不良风味。在贮藏期间,香辛料中的植物化学物能起到防腐、抑菌以及抗氧化的功效,从而延长肉制品的保质期[4-5]。本文主要对香辛料中植物化学物对肉制品的营养品质、感官品质、贮藏特性以及健康功效的影响进行总结,以期为后续研究者探究香辛料中植物化学物在食品体系中的应用以及其相关作用机理提供借鉴。
1 香辛料中植物化学物种类
香辛料是一类具有香、辛、麻、辣、甜等各种典型风味的植物原料的统称。日常生活中常见的香辛料有八角、茴香、肉桂、生姜、辣椒以及大蒜等。香辛料中的植物化学物主要包括酚类、萜类、含硫有机化合物以及生物碱类化合物。这些植物化学物能赋予不同香辛料特定的风味,并且具有一定的健康功效。
酚类化合物是单个或者多个苯环相连,具有多羟基结构的一类化合物。酚类化合物是植物的次级代谢产物,通常具有较强抗氧化活性。香辛料中主要有酚酸类、黄酮类、以及非类黄酮类(香豆素和木脂素类)等酚类化合物。这些酚类化合物大多与单糖或者多糖结合形成糖苷,以结合态形式存在。
萜类化合物是以异戊二烯为分子骨架的一类化合物,具有多种生理活性。萜类化合物广泛存在于自然界中,按结构可分为单萜、倍半萜、二萜、三萜等。萜类化合物是构成玫瑰油、桉叶油、松脂等植物香精的主要成分。单萜类化合物如柠檬烯是某些香辛料中重要的风味物质。
香辛料中的生物碱类化合物主要存在于椒类香料中,如胡椒中的胡椒碱、辣椒素以及花椒中青花椒碱、茵芋碱和花椒酰胺类化合物等。这些化合物通常能赋予椒类香辛料特有的麻味和辣味,同时具有抑菌和抗炎等生物功效[6-7]。
香辛料中的其他植物化学物主要以脂肪族化合物为主,如八角、茴香中的茴香脑和爱草脑;肉桂中的肉桂醛、肉桂酸和肉桂醇;胡椒中的胡椒醛。这些化合物主要为香辛料中易挥发性成分,可赋予食品特有的风味。
常见的香辛料中植物化学物如表1所示。
表 1 常见香辛料中植物化学物的种类Table 1 Phytochemicals in common spices
2 香辛料植物化学物对肉制品品质的影响
上述香辛料中的植物化学物在加工以及贮藏过程中对肉制品的营养品质和感官品质具有显著影响。
2.1 香辛料植物化学物对肉制品营养成分的影响
2.1.1 对脂质的影响
脂质是所有营养成分中含热量最高的物质,具有维持正常体质量、保护内脏和关节、滋润皮肤和提供能量的功能。肉中脂质主要为甘油三酯、磷脂和固醇。不同来源的肉中脂肪酸含量差异显著。牛肉中棕榈酸(C16:0)约占总饱和脂肪酸的50%,硬脂酸(C18:0)约占30%,而羊肉中这两种脂肪酸的比例较为接近。此外畜肉也含有丰富的多不饱和脂肪酸。经常食用富含不饱和脂肪酸尤其是富含omega-3和omega-6多不饱和脂肪酸的食物,可降低心血管疾病的发病率。牛肉以及羔羊肉中,多不饱和脂肪酸含量高于40 mg/100 g,羊肉中二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸含量高于60 mg/100 g,因此牛羊肉可作为omega-3多不饱和脂肪酸的良好膳食来源[2]。
由于脂质稳定性较差,在肉制品加工过程中易发生氧化反应,生成醛、烷烃以及共轭烯烃等具有异味和对人体有害的化合物,导致肉制品的品质降低。脂质氧化主要包括链引发、链增长和链终止3 个阶段(表2)[19]。以往研究发现,香辛料中含有多种具有抗氧化能力的植物化学物,如多酚类以及某些生物碱类化合物。多酚类化合物能通过多种途径抑制脂质氧化,如清除活性氧和自由基,与高价态金属离子螯合减少自由基生成[20-21]。某些生物碱类化合物也具有抑制脂质氧化的作用。Lavorgna等[22]研究发现,辣椒素具有较强的自由基清除活性。此外,咖喱叶中的马汉九里香碱和柯氏九里香碱也具有较高的抗氧化活性和较强的自由基清除活性[23]。
表 2 脂质氧化的反应机理Table 2 Reaction mechanism of lipid oxidation
在肉制品的加工和贮藏过程中,多种香辛料均表现出良好的抗氧化活性。Tanabe等[24]研究的22 种香料均能显著抑制猪肉的脂质氧化,其中山椒、鼠尾草和生姜的抗氧化作用最强,且抑制脂质氧化的能力与添加香料中总酚含量呈正相关关系。Shahidi等[25]研究发现,槲皮素、香豆素、丁香酚以及鞣花酸等能够显著抑制牛肉中脂质氧化和异味的产生,且效果优于α-生育酚。此外,香辛料对熟肉制品也能够起到良好的保护作用。Mancini等[26]研究发现添加量为1%~2%(质量分数,下同)的生姜粉可显著抑制猪肉汉堡中熟猪肉的脂质氧化,抑制肉中omega-3和omega-6多不饱和脂肪酸的降解。Jiang Jiang等[27]研究发现,甘草香料富含多种酚类成分,在香肠中添加0.1%的甘草香料提取物与添加0.01%的丁基羟基茴香醚(butylated hydroxyanisole,BHA)具有相当的抗氧化能力,可显著抑制香肠的酸败变质。
在特定的加工方式下某些植物化学物可促进脂质氧化。已有研究表明,肉桂醛在高温条件下不能起到抗脂质氧化的作用[28-29]。Wong等[30]研究发现,经辐照处理的添加大蒜的牛肉饼在贮藏4 周后,大蒜促进了牛肉饼脂质氧化,引起丙二醛含量的升高。Mariutti等[31]研究发现,鼠李草能够抑制鸡肉中不饱和脂肪酸的氧化降解以及己醛和丙二醛的生成,而大蒜反而促进了鸡肉中不饱和脂肪酸的降解,引起鸡肉中己醛和丙二醛含量的升高。此外,当某些酚类化合物与亚硝酸盐共同使用时,可能会促进肉制品的脂质氧化[32]。Igene等[33]研究发现,亚硝酸盐的添加能够促进肉中的N2O3转化为NO,在发酵过程中,NO能够与肌红蛋白结合形成亚硝酰肌红蛋白。亚硝酰肌红蛋白性质相对稳定,在加热状态下生成的亚硝基血色原仍能维持Fe2+的还原态,因此抑制了肌红蛋白上Fe2+的氧化[34]。而香料中的某些酚类成分(如迷迭香酸、单宁等)具有清除亚硝酸盐和NO的能力,因此可以抑制亚硝酸盐的抗氧化作用,甚至促进肉中脂质氧化[35]。
2.1.2 对蛋白质的影响
肉中含有丰富的蛋白质,并且具有消化性好、氨基酸种类齐全的优点。畜肉中蛋白质含量因牲畜品种、饲养方式的不同而不同。我国黄牛牛肉中蛋白质量分数为20%~24%[36];生猪肉中蛋白质量分数为18%~20%;熟猪肉中为27%~30%[37]。Williams[2]研究发现,澳大利亚生牛肉和羊肉中蛋白质量分数为20%~25%,而熟牛肉和羊肉中为28%~35%。同时,肉类蛋白质品质较高,如牛肉蛋白氨基酸评分为0.9(最高为1.0),而植物性食品仅为0.7左右[2]。但是蛋白质在肉制品加工以及贮藏过程中往往会发生氧化变质,导致肉制品的营养品质降低。蛋白质氧化由活性氧诱导的共价修饰造成,或由氧化应激反应生成的次级副产物通过自由基链式反应造成。羰基化蛋白质的生成是评价蛋白质氧化的一个重要指标,并且羰基化的蛋白质被认为与高血脂、高血压以及阿尔茨海默症等一系列疾病密切相关。Sun Weizheng等[38]发现,长时间加热处理导致猪肉香肠中蛋白质氧化程度的提高和羰基蛋白质的累积。Yu等[39]发现短时高温处理牛排也会提高蛋白质氧化程度,引起羰基化蛋白质的累积。
已有研究表明,某些香料提取物可抑制肉制品蛋白氧化,提取物中多酚类化合物被认为起到主要作用。Zhang Huiyun等[40]研究发现,丁香提取物中的丁香酚可通过抑制脂质过氧化和清除自由基抑制广式香肠中脂质氧化产物含量的增加和蛋白质羰基的生成。Estévez等[41]研究发现,150 mg/kg的迷迭香精油在香肠的加工过程中能起到抑制蛋白质氧化的作用。Jongberg等[42]研究发现,总酚含量为400、500 mg/kg的迷迭香提取物不仅能够抑制博洛尼亚型香肠中脂质氧化产物的形成,也能减少蛋白质羰基的生成。在肉制品贮藏过程中,香辛料也能抑制蛋白质氧化。Armenteros等[43]研究发现,在冷藏过程中大蒜、肉桂、丁香和迷迭香提取物能起到抑制熟火腿蛋白质羰基化的作用。
2.1.3 对碳水化合物的影响
肉中的碳水化合物是美拉德反应的重要前体物质,对热加工肉制品风味和色泽的形成有重要影响。香辛料中的植物化学物主要通过以下两种途径与糖类成分相互作用:直接与糖或者糖片段进行反应;与美拉德反应中间体反应抑制晚期糖基化终产物的形成。
已有研究表明,某些多酚类化合物能与美拉德反应前体物质糖类化合物反应,如某些黄酮类化合物能与糖片段上羰基发生反应。Zhang Yu等[44]在研究黄酮类化合物对美拉德反应产物的影响中发现,黄酮类化合物(如槲皮素、木犀草素和金雀异黄酮)的A环能与葡萄糖醛基结合,减少葡萄糖向果糖的转化,同时这些黄酮也能与果糖热解生成的羰基化合物反应,减少席夫碱生成。Totlani等[45]研究发现,在葡萄糖/甘氨酸的美拉德反应体系中,表儿茶素能够直接与C2、C3和C4的糖片段直接反应,抑制美拉德反应来源挥发性化合物的形成。
晚期糖基化终产物由蛋白质与还原糖间发生的非酶促反应生成,其形成和累积与衰老和糖尿病等疾病相关[46]。已有研究表明,香辛料中某些植物化学物具有抗糖基化的作用[47]。八角、茴香、肉桂和丁香等被发现具有较强的抗糖基化作用,且抑制糖基化的能力与总酚含量显著正相关[48]。肉桂中的原花青素,儿茶素,表儿茶素,原花青素B2能够抑制晚期糖基化终产物的形成[49]。Shi Fei等[50]研究发现,大蒜γ-谷氨酰半胱氨酸衍生物能够抑制晚期糖基化终产物的形成。
2.1.4 对矿物元素的影响
肉类食品是铁元素和锌元素的重要膳食来源,肉中的铁元素主要为易于被人体吸收的血红素铁,并且肉中的蛋白质也能够促进铁元素的吸收;和植物性食品中的锌元素相比,牛肉中锌元素更容易被人体吸收[1]。同时,硒元素在畜肉中含量丰富,具有一定的抗氧化作用。瘦肉中钠含量低,钾钠比大于5,可降低心血管疾病(如高血压)的发生[51]。
香辛料中存在的某些植物化学物如肌醇六磷酸、草酸盐、多酚、单宁和某些生物碱类化合物属于抗营养物质,能降低矿物元素的生物利用度和吸收率。六磷酸肌醇能与钙、锰、铁、铜和锌等金属离子形成结构稳定的络合物,生成沉淀,从而无法被肠道吸收[52]。草酸盐能与肉制品中的钙离子结合,形成不溶性的草酸钙,降低肉制品中钙元素的利用率[53]。Tuntipopipat等[54]研究发现,辣椒、大蒜和姜黄等香辛料能够降低铁元素的生物利用度。Ahmad Fuzi等[55]研究发现,迷迭香提取物能够降低非血红素铁的吸收率。
2.2 香辛料植物化学物对肉制品感官品质的影响
肉制品加工过程中通常会添加香辛料作为辅料以改善肉制品的感官品质。香辛料本身的某些风味可掩盖肉制品的不良风味,同时还能起到赋香和增香效果。风味又分为滋味和气味。根据所添加香辛料种类和含量的不同,可使肉制品呈现香、辛、甜、苦、辣、麻等特征风味。此外,香辛料中所富含的天然色素也能对肉制品的色泽产生一定的影响。
2.2.1 对滋味的影响
滋味是由食物中的刺激性物质刺激舌表面味蕾产生的,主要包括甜、酸、苦、辣、咸、鲜、涩7 种味道。肉的滋味物质种类众多,如葡萄糖和果糖等甜味成分、无机盐、谷氨酸盐及天门冬氨酸盐等咸味成分、乳酸和谷氨酸等酸味成分、某些游离氨基酸和肽类等苦味成分以及谷氨酸钠和核苷酸类等鲜味成分。香辛料对肉制品滋味的影响主要通过以下3 种途径:1)香辛料本身具有一定的滋味;2)对肉制品原有的滋味进行增强或掩盖;3)在某些肉制品中可以通过影响微生物的生长而改变肉制品的风味。
不同的植物化学物赋予了香辛料独特的滋味。大蒜中含有丰富的含硫化合物,其中最主要的是蒜氨酸及其衍生物(如异蒜氨酸、甲基蒜氨酸、丙基蒜氨酸等),这些化合物共同赋予了大蒜独特的刺激性风味[56]。生姜中的姜辣素主要包括姜醇类、姜烯酚类、姜酮、副姜油酮类、姜二酮类和姜二醇类等,这些化合物赋予了生姜独特的辛辣味[17,57]。辣椒的辣味(痛感)主要由其所含的辣椒碱类化合物如辣椒碱和二氢辣椒碱等产生[58]。花椒的麻味主要由酰胺类化合物(其中大多数为链状不饱和脂肪酰胺)产生[59]。肉桂作为月桂科香料,其主要成分是肉桂醛。肉桂醛不仅能产生甜味,也能与食品中的糖产生协同效应,进一步增强食品的甜味[60]。
在肉制品的加工中添加某些香辛料能增强其原有的滋味。在肉制品加工过程中,诸如八角、生姜、桂皮等多种香辛料均能增强肉制品的底香,改善肉制品的口感。汤卫东等[61]研究发现,添加混合香辛料能够改善发酵香肠口感,提高香肠质量的稳定性,起到除异增香的作用。张雅敬[62]研究发现,添加八角、花椒等香辛料能够更加突出鸡汤的辛香味、鲜味和甜味,并能提高鸡汤的整体香气、风味以及鲜香和鲜味评分。此外,香辛料也能够通过影响发酵肉制品中微生物而改善肉制品的风味。在发酵肉制品中加入香辛料,能起到促进有益菌生长,抑制有害菌的生长的作用。毛学英[63]研究发现,天然香辛料能促进发酵过程中乳酸菌的产酸,从而改善香肠的组织结构,提高香肠的品质,并赋予产品独特的发酵风味。
2.2.2 对风味的影响
原料肉的气味主要是血腥味,在加工过程中如不经处理会形成腥膻味。在肉制品的加工过程中,通常添加不同种类的香辛料来改善肉制品的风味。肉制品的风味主要通过美拉德反应和脂质氧化降解形成。肉制品在加工过程中通过美拉德反应生成吡啶、吡咯、吡嗪和呋喃酮等挥发性风味成分。脂质降解包括氧化降解和水解,也是肉制品风味形成的重要途径。肉制品中的脂质经降解可形成醇、醛、酮和酯类等风味化合物。此外,脂类的氧化和水解产物也可与美拉德反应产物进一步反应生成更多新的风味化合物。香辛料中植物化学物改善肉制品的风味主要通过以下2 种途径:1)植物化学物直接或间接影响挥发性气味物质的形成;2)某些植物化学物本身具有挥发性,能够与肉类产生的挥发性气味物质共同形成特征风味。
醛类化合物是肉制品中一类重要的风味物质。多酚类植物化学物具有一定的抗氧化活性,能够抑制肉制品在加工以及贮藏过程中的脂质氧化,减少醛类和其他异味物质的产生。迷迭香提取物已被报道能够降低牛肉饼在贮藏期间异味物质己醛的含量[64]。也有研究指出,多酚(如槲皮素、根皮素和橙皮素等)具有捕获不饱和醛(如丙烯醛、4-羟基-2-壬烯醛、丙二醛)的能力,从而能够减少挥发性醛对食品风味的影响[65]。Zhu Qin等[66]研究发现,根皮素能够捕获丙烯醛和4-羟基壬烯醛并形成新型加合物,减少油脂氧化过程中不饱和醛的释放。Zamora等[65]研究发现,槲皮素能够捕获丙烯醛并形成槲皮素-丙烯醛加合物,从而减少挥发性不饱和醛的释放。感官实验评估也证实了富含多种酚类化合物的甘草提取物能显著抑制脂质酸败异味的形成[27]。此外,某些多酚可通过与糖片段结合抑制挥发性风味物质的形成。Totlani等[45]研究发现,表儿茶素能直接与C2、C3和C4糖片段结合,抑制挥发性成分2,5-二甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪的生成。
大多数香辛料都含有特征性的挥发性风味化合物。在肉制品加工过程中加入香辛料能够改善食品的风味,提高肉制品的消费者接受度。大蒜素是大蒜的主要挥发性成分,是大蒜具有刺激性气味的重要原因。大蒜素含有不稳定的二硫键,在肉制品的加热过程中二硫键可被分解成多种含硫化合物,形成大蒜的特征风味[57]。生姜富含丰富的双半烯基类、氧化双半叔烯基类、单丁烯类和氧化单苯基烯类挥发性风味化合物,共同赋予了生姜和肉制品的特征风味[67]。花椒挥发油中主要含有月桂烯、柠檬烯以及桉树醇等挥发性风味成分,赋予了花椒及肉制品特有的香气[68]。肉桂挥发油中主要含有芳香醛类、芳香酯类和萜类化合物,在中餐汤料中加入肉桂挥发油,能赋予汤特殊的芳香风味[69-70]。武苏苏等[71]研究发现,草果能提高卤制鸡肉总挥发性成分含量,并产生新的挥发性风味物质,如桉叶油醇、2-甲氧基苯甲醛、胡薄荷酮、丙酸芳樟酯。辛晓琦[72]研究发现,添加孜然和洋葱能够显著提高发酵羊肉香肠中壬醛和乙酸的含量。刘政芳等[73]研究发现,在鸡肉中添加大蒜、胡椒、大葱等香辛料可掩盖鸡肉的不良气味,突出鸡肉的香气,带来更好的嗅感和口感。
2.2.3 对色泽的影响
香辛料植物化学物还包括了天然的食用色素。食用色素能改善肉制品原有的色泽,提高消费者的接受度。天然食用色素按化学结构主要分为胡萝卜素类、花青素类和黄酮类色素。香辛料中常见的色素主要有姜黄中的姜黄素和辣椒中的辣椒红素[74]。辣椒红素具有稳定性好、颜色艳丽以及着色稳定等优点[75]。辣椒籽油在肉糜中使用时,能够降低肉糜的白度,提高肉糜的红度,提高肉糜色泽的稳定性[76]。
香辛料中多酚化合物具有良好的抗氧化以及螯合金属离子的作用,能够延缓肉制品在贮藏过程中的颜色变化,起到良好的护色作用。刘艳凤等[77]研究发现,迷迭香、八角和良姜等香辛料能够延缓卤鸡腿的褪色。Allen等[78]研究发现,丁香酚和迷迭香酸能够减缓牛肉饼在冷藏期间的颜色变化。贾娜等[79]研究发现,在酱牛肉中使用迷迭香、丁香和肉桂提取物能够起到良好的护色作用,同时还能减缓酱牛肉表面红曲红色素的氧化褪色。
3 香辛料中植物化学物对肉制品的防腐保鲜作用
肉制品富含蛋白质和脂肪,极易发生腐败变质和氧化酸败,影响肉制品品质和消费者安全。人工合成防腐剂对保证食品品质具有一定作用,但人工合成防腐剂具有一定的安全隐患。香辛料中某些植物化学物具有较强的抗氧化能力和抑制微生物生长的活性,具有替代人工合成防腐剂、成为新型食品防腐保鲜剂的潜力。
3.1 抗氧化作用
肉制品在加工和贮藏期间,可发生脂肪氧化和蛋白质氧化,导致肉制品颜色劣变。抗氧化剂的作用主要通过清除自由基实现,其作用机理主要有:1)直接与自由基反应;2)间接消耗容易生成自由基的物质;3)抑制与产生自由基相关酶的活性。已有研究表明,癌症、衰老等均与自由基密切相关。肉中含有多种抗氧化物质,如VE、硒元素等,但其含量有限。因此需要添加抗氧化物质来抑制肉制品的氧化。
香辛料中含有丰富的多酚类化合物。香辛料提取物的总酚含量与香辛料提取物抗脂质氧化能力和自由基清除能力显著正相关。在肉制品的贮藏过程中,Jayawardana等[80]研究发现猪肉香肠中总酚含量与其抗氧化能力显著正相关。Półtorak等[81]研究发现,高良姜能够抑制香肠的脂质氧化,延长香肠的保质期。张慧云[82]等研究发现迷迭香、肉桂以及丁香提取物不仅能够抑制熟肉糜脂肪的氧化,还能改善肉糜鲜红的色泽,抑制其在贮藏期间的品质劣变。在加工过程中,花椒以及茴香能不同程度地抑制皖西白鹅的脂肪氧化[83]。生姜以及黑胡椒能够抑制汉堡肉饼中脂质过氧化产物丙二醛的产生[84]。丁香以及肉桂在香肠中的添加能够有效降低其过氧化值[85]。
3.2 抑菌活性
细菌、霉菌和酵母菌是肉制品中常见的污染物,其代谢产物可引起肉制品色泽变化和异味产生,并能提高肉制品挥发性盐基氮含量。香辛料中的植物化学物(如醛类、酚类等)能抑制多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生长[5],这些化合物可作为食源性病原体和微生物的抗菌剂,提高食品的安全性,延长食品的保质期。郑海云[86]研究发现,丁香、迷迭香和桂皮提取物能够显著抑制牛肉丸中腐败菌对蛋白质的分解,降低氨以及胺类等碱性含氮化合物的生成,降低牛肉丸的pH值。卢付青[87]研究发现,0.5%的洋葱和0.5%的辣椒均能抑制冷却猪肉贮藏期间腐败菌的生长,降低冷却肉的pH值。Sharma等[88]研究发现,丁香和百里香提取物能显著降低鸡肉香肠在贮藏期间的微生物数量。在腌制肉中添加1%的肉桂提取物能显著抑制酵母菌和霉菌的生长[89]。添加0.2%的生姜能够减少牛肉饼中的总菌落数[90]。
此外,不同香辛料提取物因其含有植物化学物的组成不同,可抑制不同种类的微生物生长。小茴香和大蒜能显著抑制烧鸡中的产黄青霉菌生长,八角能够抑制腊样芽孢杆菌生长[91]。刘柳等[92]研究发现,肉桂、丁香、迷迭香和甘草提取液能抑制冷却肉中单增李斯特菌生长。夏秀芳等[93]研究发现,丁香油和桂皮油中的迷迭香酸和迷迭香酚能显著抑制金黄色葡萄球菌生长,从而延长肉制品货架期。Karpińska-Tymoszczyk[94]研究发现,鼠尾草提取物能显著抑制真空包装火鸡肉丸中嗜温菌以及大肠杆菌的生长。
4 香辛料中植物化学物对肉制品健康功效的影响
香辛料中的植物化学物具有多种健康功效,如抗炎、抗癌、抗病毒等。香辛料中的植物化学物可通过多种途径抑制细胞中炎症基因的表达,如:1)抑制核因子(nuclear factor kappa-B,NF-κB)的激活;2)修复染色质的结构;3)促进谷胱甘肽的合成;4)激活核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf-2)的表达;5)直接清除活性氧,或通过提高谷胱甘肽过氧化物酶活性清除活性氧[95]。Półtorak等[81]研究发现,在香肠中添加高良姜能够提高肉制品的抗炎活性,其抗炎活性与总酚含量显著正相关。Bimonte等[96]研究发现,姜黄素能通过诱导MiaPaCa-2和Panc-1等乳腺癌细胞凋亡抑制癌细胞的增殖。大蒜中的大蒜素可通过诱导肿瘤细胞凋亡以及抑制细胞周期等机制抑制癌细胞的增殖[18]。
某些香辛料的添加能够抑制肉制品加工过程中致癌物的生成。添加量为1%的丁香油可显著降低汉堡肉热加工过程中致癌杂环胺2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉(35%)和2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶(2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b] pyridine,PhIP)(52.1%)的含量[97]。Puangsombat等[98]研究发现,含有香料的肉饼中总酚含量和杂环胺抑制活性显著正相关。此外,在抑制肉制品加工过程中危害物的形成时,某些多酚自身能转化为具有更优异生物活性的新型多酚加合物,如Zhao Yueliang等[99]研究发现,槲皮素能够通过捕获美拉德反应中间产物苯乙醛抑制PhIP的形成,同时槲皮素转化为槲皮素-苯乙醛加合物,8-C-(E-苯基乙烯基)槲皮素,这种槲皮素-苯乙醛加合物具有比槲皮素本身更强的抗结肠癌活性。
除此之外,香辛料中的植物化学物还具有其他健康功效。Ryan等[100]研究发现,添加鼠尾草和牛至的牛肉饼经消化后形成包含多种消化产物的混合胶束。该混合胶束在人结肠癌细胞系Caco-2细胞模型中可显著抑制H2O2诱导的谷胱甘肽的降解。此外,在高脂汉堡肉中添加混合香辛料能够改善二型糖尿病患者餐后内皮功能障碍,并且能改善患者的心血管功能[101]。丁香酚、槲皮素和肉桂醛能起到抗动脉粥样硬化以及降血脂的作用[10,46];肉桂中的香豆素能起到降血压的作用[102]。
5 结 语
香辛料在肉制品加工中被广泛应用,可改善食品风味、抑菌防腐、延长食品保质期。香辛料中的植物化学物种类丰富,在食品加工以及储藏过程中,可与肉制品中的营养成分和风味成分相互作用,改善食品的营养品质和风味特性。同时,大多数香辛料中的植物化学物具有一定的抗氧化、抗炎等生物活性,能够改善食品的健康功效。目前针对香辛料的研究主要集中在香辛料及其提取物对肉制品品质改善方面。香辛料中植物化学物单体对肉制品品质影响的相关研究较少。香辛料中的单体化合物具有多种生物活性,进一步研究这些单体化合物对肉制品品质的影响,以及不同香辛料单体化合物复配对肉制品品质影响,对开发新型食品配料添加剂具有重要作用。