天然香辛料在肉制品加工中应用进展

张根生　徐桂杨　苏文文　韩冰　费英敏

摘要：天然香辛料是一种在肉制品加工过程中不可或缺的食品添加剂，它可以显著地提高肉制品的感官性能和理化性能，如改善风味、优化颜色、延长储存期等。文章对天然香辛料的分类、功效成分及作用进行了概括，并对其在肉制品中矫味增香、抑菌、抗氧化、调色及药理方面作用的研究进展及未来发展趋势进行了综述，以期为天然香辛料在肉制品加工中的研究和应用提供理论基础。

关键词：肉制品；天然香辛料；功效；应用进展

中图分类号：TS202.3文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2024）01-0203-06

Application Progress of Natural Spices in Processing of Meat Products

ZHANG Gen-shengXU Gui-yangSU Wen-wenHAN BingFEI Ying-min2*

Abstract： Natural spices are a kind of indispensable food additive during the processing of meat products， which can significantly improve the sensory and physicochemical properties of meat products， such as improving flavor， optimizing color and extending storage life. In this paper， the classification， functional components and effects of natural spices are summarized， and the research progress of their effects in correcting taste and enhancing aroma， anti-bacteria， antioxidation， color adjustment， and pharmacology in meat products and the future development trends are reviewed， in order to provide a theoretical basis for the research and application of natural spices in the processing of meat products.

Key words： meat products; natural spices; effect; application progress

天然香辛料一般指可直接使用的具有赋香、调香、调味功能的植物果实、种子、花、根、茎、叶、皮或整植株等天然植物性产品 [1]。因其安全、无毒等，在我国肉制品加工中拥有悠久的应用历史 [2]。天然香辛料在肉制品加工中可以改善肉制品品质、延长保质期以及增加抗炎、抗癌等药理作用。已知世界上现存的天然香辛料有500多种 [3]，葱（大葱、洋葱）、大蒜、姜、辣椒、花椒、胡椒、茴香、肉桂等都是肉制品加工中经常会用到的天然香辛料。不同的香料含有不同的功效成分，对肉制品风味及品质的影响也不尽相同。本文综述了香辛料的基本概况及功效，并对其在肉制品加工中的应用及研究进展进行了综述，以期为天然香辛料在肉制品加工中的合理应用提供理论参考。

1 香辛料的分类及功效成分

1.1 香辛料的分类

我国国家标准GB/T 21725—2017《天然香辛料分类》中列出的香辛料有66种。根据香辛料的呈味特征，可将其分为浓香型天然香辛料、辛辣型天然香辛料和淡香型天然香辛料，其分类、举例及呈味特征见表1 [1]。

1.2 香辛料的功效成分

香辛料具有多种功效的原因是其含有除营养物质外的某些化学成分，通常包含酚类、萜类及其衍生物、含硫化合物、生物碱、其他脂肪族化合物及天然色素等。酚类化合物广泛存在于自然界中，大多具有香气，并伴随着抗氧化和抑菌活性，能够更好地减轻脂肪、蛋白质等营养物质的氧化程度，还能有效地抑制腐败变质微生物的生长和繁殖，进而延长肉制品的保质期 [4]。萜类化合物是某些植物香精的主要成分，其分子结构是以异戊二烯为基本单位的烃类及其含氧衍生物，包括醇类、醛类、酮类、羧酸类、酯类等。含硫化合物主要存在于葱、蒜等香辛料中，通常具有辛辣刺激性。生物碱类化合物主要存在于椒类香辛料中，是其主要的呈味物质（麻味和辣味），并具有抑菌及药理抗炎功效 [5]。其他脂肪族化合物如大、小茴香中的茴香脑、肉桂中的肉桂醛、肉桂酸和肉桂醇等，多为挥发性成分，为香辛料带来独特风味。香辛料中还含有很多天然色素，在肉制品加工中起到调色的作用。

2 香辛料的作用及其在肉制品中应用研究进展

2.1 天然香辛料的矫味增香作用及其研究进展

香辛料一般具有香、辛、麻、辣、苦、甜等自身特有的风味，在肉制品加工过程中可以抑制或去除不良风味物质的产生，也可以掩盖肉制品的不良风味并为肉制品增香，即引入新的风味。

2.1.1 抑制或去除不良风味

原料肉常具有一些膻味、血腥味或臭味等不良风味，这些风味会使肉制品的可接受度大大降低。香辛料在加工过程中的合理使用可以起到抑制或去除此类不良风味的作用。肉制品的风味物质主要是醛类，还包括醇类、酮类、酯类等 [6]。香辛料大多含有多酚成分，因其具有抗氧化性，其可以很好地抑制脂肪氧化以及肉中醛类物质的产生，香辛料中其他小分子活性成分還能抑制挥发酸的产生，从根源上去除不良风味。Jiang等 [7]研究表明甘草中存在多种酚类物质，对脂质的氧化和酸败有抑制作用，能够缓解由于脂肪酸败而产生的异味。Zamora等 [8]研究发现，一些不良风味物质，如丙烯醛、4-羟基-（E）-2-壬烯醛、（E）-2-戊烯醛和（E）-2-辛烯醛可以被不同的酚类化合物如洋葱和茴香中常含有的槲皮素、根皮素以及芸香科植物中常含有的橙皮素等所捕获，槲皮素可通过与丙烯醛的结合，降低其挥发性不饱和醛的释放量。Zhu等 [9]研究发现，根皮素可以清除通过一系列级联氧化和裂解反应产生的各种反应羰基（主要是不饱和醛），即能减少由于肉制品脂肪氧化生成的不饱和醛的量。李宏盛等[10]研究发现大蒜、生姜、月桂叶等都能减少肉制品加工中所产生的挥发酸的含量，继而从根源上抑制不良风味的产生。

2.1.2 掩盖不良风味并赋予特殊香味

香辛料都含有各自的特征风味物质，在加工中可以掩盖不良风味，或与肉制品风味物质共同形成风味。香辛料的添加可以丰富肉制品风味成分的种类与数量，增强其香味成分 [11]。香辛料本身含有的风味成分在与肉制品一同加工时也会因油炸、蒸煮等加热方式产生新的风味。

大葱特殊的鲜葱和硫磺味来自硫醚类化合物 [12]，而且大葱经过油炸加热后风味也会发生变化 [13]。洋葱特征风味的主要成分是含硫化合物，但完整的洋葱鳞茎没有任何风味物质 [14]，需破碎后才能产生。大蒜的风味物质为含硫有机物，烹饪加热后也会生成新的风味物质 [15]。姜的主要挥发性成分是姜烯 [16]。新鲜辣椒主要的挥发性风味物质是酯类和萜类物质，辣椒在干燥成干辣椒时会发生美拉德、酶水解、热降解、不饱和脂肪酸降解等反应，导致其挥发性香气成分以醛类、酯类、萜类为主 [17]。花椒果皮中含有的挥发油是其主要挥发性风味物质 [18]，其中含有异茴香醚及香茅醇等物质。胡椒中的胡椒精油是主要的挥发性风味物质，一般由萜烃类、含氧萜烯类以及芳香族化合物组成 [19]。香茅中的挥发性风味物质主要是柠檬醛 [20]。小茴香的主要风味成分为茴香醚，具有特异气味 [21]。丁香的主要风味成分为具有浓烈香气的丁香酚和丁香素 [22]。不同香辛料具有不同风味，其混合使用风味各异，效果更佳。詹思佳等 [23]研究发现，在酱卤肉制品和风干肉制品的加工中使用肉桂，可以起到掩盖腥膻味、去异增香的作用。姬云云等 [24]的研究表明百里香、生姜和花椒的合理复配添加可以大大提升羊肉汤的感官评分，在掩盖腥膻味的同时，对羊肉汤的良好风味起到助力作用。Linares等 [25]研究发现在羊肉汉堡的配方中添加粉状香料（鼠尾草、迷迭香、大蒜、百里香、丁香）产生了双重作用，它们不仅贡献了令人愉悦的气味，而且延长了羊肉产品的保质期，整体优化了产品品质。

在肉制品加工过程中使用香辛料，可以抑制肉制品中醛类物质的产生或从根源上去除挥发酸类等不良风味物质的生成，大多数香辛料具有特色的挥发性风味物质，也可以通过自身含有的风味物质掩盖不良气味并丰富肉制品的风味，大大提升了消费者对肉制品的可接受度。但香辛料中某些成分在与肉制品一起加工过程中，对美拉德等反应的作用及影响机理还需进一步研究。

2.2 天然香辛料的抑菌作用及其研究进展

微生物通常是引起食品腐败变质的重要因素，肉制品中含有丰富的营养物质，为细菌和霉菌的生长提供了必备条件。细菌和霉菌的代谢产物会恶化肉制品的色泽并产生异味，甚至生成有毒物质。香辛料中所含有的酚类、醛类物质对多种革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、霉菌及病毒等均有抑制生长的作用 [25]。郑海云等 [26]研究了香辛料提取物对牛肉丸品质的影响，结果表明丁香、迷迭香和桂皮这3种香辛料提取物具有较好的降低肉丸pH值的作用，还能有效减弱腐败菌对蛋白质的分解作用。Sharma等 [27]研究发现，在贮藏期间添加了丁香和百里香的实验组鸡肉香肠的微生物数量明显低于未添加的对照组。班雨函等 [28]研究发现肉桂和生姜可以有效抑制虾酱中葡萄球菌属的生长繁殖，而紫苏却没有此功效，Van Haute等 [29]发现在腌制肉制品的加工过程中，加入的肉桂提取物含量为1%时，即可对酵母菌和霉菌的生长有明显的抑制作用，生姜的添加也有相似作用。Zhu等 [30]发现肉桂、生姜、苦艾等精油对鸡胸肉中产气荚膜菌的增殖也有抑制作用。Alanazi等 [31]研究精油成分对产气荚膜菌（FP）和NFB病分离株的作用，结果表明肉桂醛、丁香酚、异硫氰酸烯丙酯（AITC）和香芹酚等对其在实验室培养基和鸡肉中萌发、生长具有抑制作用。Pesavento等 [32]研究发现百里香、牛至、肉桂、迷迭香和鼠尾草精油均对金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、肠炎沙门氏菌、空肠弯曲杆菌的生长有抑制作用。Sun等 [33]研究发现在干肠中添加肉桂、八角和丁香对肠杆菌科细菌有抑制作用。

现有研究结果表明，不同种类的香辛料抑制的微生物类型也不同，单一香辛料的添加对微生物生长的抑制作用可能不太理想，复合香辛料的杀菌防腐效果更好。此外，香辛料的抑菌效果还与食品本身成分含量、制作工艺及储存状态有关，例如低pH、高盐、高糖的食品有利于抑菌作用，在蛋白质及脂肪含量高的食品中抑菌效果相应减弱。

2.3 天然香辛料的抗氧化作用及其研究进展

肉制品中通常含有丰富的蛋白质、脂肪及碳水化合物，这些营养物质本身也会与空气中的氧气发生反应（如脂肪氧化酸败以及蛋白质的氧化），并且脂肪的氧化还会促进蛋白质的氧化，导致肉制品在加工贮藏期间风味下降、色泽变差、保藏期变短、营养价值降低等[34]。绝大多数香辛料都含有多酚及其衍生物、酮类、萜类、醛类等物质，使其具有抗氧化活性。16种天然植物香辛料对DPPH自由基的清除效果见表2 [35]。

1996年，ORAC（oxygen radical absorbance capacity）这一概念被首次提出，表示氧自由基吸收能力。ORAC与抑制自由基的抗氧化能力呈正相关。美国博思维科实验室测定并公布的常见香辛料的ORAC见表3。

在肉制品加工中，许多香辛料都起到了抗氧化的作用。 Lavorgna等 [36]研究发现辣椒素具有较强的清除自由基、抗氧化能力。咖喱叶中的生物碱也具有清除自由基、抗氧化的功效 [37]。Shahidi等 [38]研究发现香辛料中含有的槲皮素、香豆素、丁香酚、鞣花酸等功能性物質对牛肉中脂质氧化有明显的抑制作用，还能抑制异味的产生，且效果优于α-生育酚。Mancini等 [39]在研究生姜粉对猪肉汉堡一系列参数的影响时发现，生姜粉能提高汉堡的抗氧化能力，提高不饱和脂肪酸的ω-3和ω-6百分比，减缓脂质氧化，对提高猪肉汉堡品质有积极作用。蛋白质氧化会生成羰基化蛋白质，其与许多疾病有关，在肉制品加工受热的过程中，羰基化蛋白质也在不断累积 [40]。Zhang等 [41]研究发现丁香提取物能减缓肉制品过氧化值的增加，对羰基化蛋白质的生成也有明显的抑制作用。Armenteros等 [42]比较了混合精油和商用防腐剂对肉制品蛋白质和脂质氧化的控制能力，其中大蒜、肉桂、丁香和迷迭香精油混合物的防腐能力最强。

香辛料中含有的一些功效成分可以减缓肉制品中脂肪、蛋白质等营养物质的氧化。肉制品加工过程中添加香辛料较好地缓解了营养物质氧化导致肉制品品质降低这一问题。但在利用香辛料抗氧化性这一功能特性的同时还要考虑其本身风味是否适合此肉制品，且合理地混合使用香辛料可以提高抗氧化效果。

2.4 天然香辛料的调色作用及其研究进展

香辛料中常含有植物色素，其可以改善肉制品的色泽，提高产品的可接受度。植物色素可分为类黄酮、类胡萝卜素、卟啉类、含氮杂环类等。姜黄中的姜黄素和辣椒中的辣椒红素是香辛料中最常见的色素。有研究发现辣椒红色素具有色泽鲜艳、色价较高、着色较强、保色效果佳等优点，其包括辣椒红素和辣椒玉红素，是类胡萝卜素生物合成途径的后期产物。沈文娇 [43]发现在生产肉糜时添加辣椒籽油，贮藏期间肉糜的红度值有所增加，使肉糜的颜色更加鲜亮，从感官上增加了肉糜的可接受度。黎超等 [44]在研究中发现姜黄素具有较好的热稳定性和着色能力，多用于鸡精的加工，使其具有更加纯正的颜色。

香辛料的抗氧化性常常能够起到护色的协同作用。多酚类化合物是香辛料的功能性成分，此类化合物可以很好地抗氧化以及螯合金属离子，减缓肉制品在贮藏过程中良好颜色的褪去，起到护色作用。Allen等 [45]研究发现丁香酚和迷迭香酸能在一定程度上抑制牛肉饼在冷冻过程中的颜色变化。刘艳凤等 [46]研究发现，在卤制鸡腿的过程中加入迷迭香、八角和良姜等香辛料可以起到延緩褪色的作用。贾娜等[47]在研究香辛料对牛肉护色作用时也发现丁香和迷迭香提取物在酱牛肉过程中可以起到护色作用，还能抑制人工添加的红曲红色素的氧化。

目前，香辛料对肉制品颜色方面影响的研究较少，且大多集中在香辛料本身色素的影响以及抗氧化作用的附属效果上。当香辛料作为色素使用时，其他原料的加入可能会引入新的反应物或者反应条件的变化等，这些变量对其色素物质的影响还需进一步研究。香辛料的调色护色作用及与其他功效的协同作用也有待进一步探索。

2.5 天然香辛料的药理作用及其研究进展

2.5.1 天然香辛料的抗炎功效

香辛料中大多含有萜类及其衍生物，其具有较好的抗氧化活性，抗氧化性又与抗炎性紧密相连。环氧化酶（COX）和促炎性细胞因子（IL-1、IL-6、TNF-α）的分泌是炎症形成的关键，可通过调节酶活性、促进抗炎细胞因子的产生来控制炎症发展 [48]，或者通过抑制炎症基因的表达，亦或在炎症物质生成的中间过程中进行抑制或阻断来对炎症进行干预。香辛料中的黄酮类、酚酸类、木脂素类、槲皮素等均有抗炎活性 [49]。Epstein等 [50]在研究从姜黄根中提取的羟基肉桂酸——姜黄素为治疗剂的体外实验中发现，其具有抗炎作用并应用于多种疾病的治疗。Mueller等 [51]对多种天然植物的抗炎活性测定中发现，辣椒的抗炎活性最佳，其抗炎症活性成分主要为芹菜素、辣椒素、香叶木素等。Poeckel等 [52]证明了迷迭香与牛至中黄酮类物质，例如鼠尾草酸和鼠尾草酚等，可以抑制脂肪氧化酶的活性，降低炎症物质的生成量。Pótorak等 [53]研究多种物质在香肠中的抗炎效果时发现，高良姜对肉制品的抗炎作用有明显的改善，且它的总酚类成分与抗炎作用之间存在着明显的正向关系。

2.5.2 天然香辛料的抗癌功效

香辛料的抗癌功效主要体现在两个方面：一是香辛料中某些活性物质能够抑制肉制品在加工过程中致癌物的生成，二是香辛料中的精油、功能性色素及植物化学物等具有预防癌症发生的作用。Rounds [54]研究表明，丁香油添加量为1%时即可显著降低汉堡肉热加工过程中致癌物杂环胺的生成。Puangsombat等 [55]的研究也有类似发现，在肉饼中加入香辛料，其对杂环胺的抑制活性与总酚含量呈显著正相关。Bimonte等 [56]进行姜黄素的抗癌研究时发现，其可以抑制肿瘤细胞的生长，其机制是诱导乳腺癌细胞如MiaPaCa-2、Panc-1等凋亡。眭红卫等 [57]在研究植物化学物及其生理活性时发现，大蒜中含有的大蒜素可以抑制癌细胞的增殖，其主要机制是诱导肿瘤细胞凋亡以及抑制细胞周期。Chow等[58]发现辣椒素具有促进癌症细胞的凋亡和抗恶性细胞增生的功能。如今已有研究表明，通过调节癌症患者的饮食结构，改变癌细胞生长繁殖的微环境，可以起到延缓癌症发展的效果 [59]。

2.5.3 天然香辛料的其他药理功效

除了抗炎、抗癌等药理功效外，香辛料中的活性成分还具有抗病毒、镇痛、抗抑郁、减肥作用，并对胃溃疡、糖尿病、心血管疾病等有辅助治疗功效。香辛料中的酚类成分，如鼠尾草酸、鼠尾草酚、芹黄素对艾滋病病毒活性具有抑制作用。痛感通常与炎症并发，在抑制炎症的过程中疼痛也会得到缓解。炎症诱发神经元的损伤后，经过神经元的信号传递，同时炎症物质及其介质也会从受损组织中释放 [60]，疼痛感将会在大脑皮层产生，抗炎将从根源上杜绝疼痛发生。在动物实验中，某些香辛料的活性成分，如小茴香中的茴香精油 [61]、花椒中的花椒精油 [62]、生姜中的去氢姜酮 [63]、姜黄中的姜黄素 [64]对抑郁症动物模型的多巴胺系统具有调节作用。香辛料也具有一定的抗糖尿病作用，桂皮、姜黄和葫芦巴已被证实具有良好的降糖功效 [65]。

天然香辛料既可以作为生产加工过程中的调味品，又可以用在食疗保健方面。对天然香辛料的抗炎、抗癌、抑菌及其他病症治疗方面的探究，也为医疗领域开辟了新大陆。由于香辛料的药理作用以药食同源的理念为基础，香辛料可在药膳食品中广泛应用，也可与预制菜技术相结合有助于香辛料的全方位开发利用。

3 结语

香辛料是肉制品加工过程中必不可少的一类添加剂，其不仅可以矫味增香、调色护色，而且能起到抑菌防腐、抗氧化及某些药理作用。在对肉制品风味的影响方面，香辛料中某种化合物参与美拉德及脂质氧化分解反应的过程、所产生的新风味物质的种类、在加工条件下本身产生的变化、与肉中化合物发生的其他反应等问题还有待进一步研究。在香辛料附加功能方面，针对香辛料中某些成分的抗菌、抗癌等机制还不明确，需要进一步研究。深入研究复配香辛料对肉制品品质的影响，有利于新产品的开发。同时，香辛料各方面功能特性（如调色、抑菌、药理等）的深入研究或可成为新的研究方向。

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收稿日期：2023-07-18

基金項目：黑龙江省“百千万”工程科技重大专项（2019ZX07B03-3）

作者简介：张根生（1964－），男，教授，硕士，研究方向：畜产品加工与贮藏。

*通信作者：费英敏（1973－），女，副教授，硕士，研究方向：农产品加工与贮藏。