香辛料在食品保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展

黃文權(quán)，李 銳，銀家柏

(1.嶺南師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 湛江 524048；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司湛江配餐服務(wù)分公司，廣東 湛江 524048)

香辛料是利用植物的種子、花蕾、葉莖、根塊、果實(shí)或其提取物制成的一類(lèi)具有芳香和辛香等典型風(fēng)味的天然植物性原料的統(tǒng)稱(chēng)[1]。常見(jiàn)的香辛料包括生姜、大蒜、辣椒、蔥、花椒、胡椒、香葉、桂皮、八角茴香、草果、丁香、迷迭香、麝香草等。

香辛料具有防腐保鮮的作用，相比于山梨酸鉀、苯甲酸鈉等人工合成的化學(xué)保鮮劑，香辛料保鮮劑在具備相同保鮮作用的同時(shí)，還具有安全無(wú)毒、綠色環(huán)保、賦香調(diào)味等優(yōu)點(diǎn)。本文綜述香辛料防腐保鮮的特性及其在食品保鮮方面的相關(guān)研究成果，以期為香辛料的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)提供參考。

1 香辛料概述

1.1 香辛料的分類(lèi)

香辛料有多種分類(lèi)方式。王強(qiáng)[2]等人根據(jù)香辛料所利用部位的不同，將其分為根莖類(lèi)、皮類(lèi)、花或花蕾類(lèi)、果實(shí)類(lèi)、葉類(lèi)；根據(jù)氣味不同又可分為辛辣性香辛料和芳香性香辛料。李永菊[3]等人按照香辛料所含化學(xué)成分的不同,將其分為無(wú)氮芳香族香辛料、含硫類(lèi)香辛料、酰胺類(lèi)香辛料。史奎春[4]等人按照香辛料的氣滋味程度將其分為辣味香辛料、苦味香辛料、芳香型香辛料、香和味兼有的香辛料。

1.2 香辛料的使用形式

香辛料的使用形式包括完整香辛料、粉碎香辛料和香辛料提取物。完整香辛料是指形態(tài)保持完好，不經(jīng)任何加工的香辛料。粉碎香辛料是將完整香辛料經(jīng)干燥、粉碎等加工，形成顆粒狀或粉末狀的香辛料。與完整香辛料相比，粉碎香辛料香氣釋放速度更快，增香效果更好，但一定程度上會(huì)影響食品的感官質(zhì)量。香辛料提取物是以蒸餾、萃取等方式提取香辛料的有效成分而制成的各種液體香辛料，可根據(jù)傳統(tǒng)調(diào)味配方進(jìn)行復(fù)合，并通過(guò)一定的工藝進(jìn)行粉末化，具有無(wú)渣、味濃、速溶性好、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。由于香辛料提取物中的防腐保鮮有效成分含量高于完整香辛料和粉碎香辛料，因此食品行業(yè)更多地采用香辛料提取物對(duì)食品進(jìn)行防腐保鮮。

2 香辛料防腐保鮮的特性

香辛料中含有功能性成分，具有抑菌和抗氧化的作用，能有效抑制腐敗菌的生長(zhǎng)并延緩蛋白與脂肪的氧化[5]，從而達(dá)到防腐保鮮的目的。

2.1 香辛料的抑菌活性

孟君[6]等人以乙醇為提取劑，研究了八角、辣椒、花椒提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌的抑菌效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，八角提取物對(duì)上述3種供試菌株均有抑制作用，其中對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果最為明顯；辣椒提取物對(duì)金黃色葡萄球菌有一定的抑制效果；花椒提取物的抑菌效果并不明顯。謝強(qiáng)[7]等人研究發(fā)現(xiàn)，八角、香葉、肉桂等香辛料提取物對(duì)大腸桿菌、鼠傷寒沙門(mén)氏菌等食源性致病菌有一定的抑制效果，而對(duì)保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌等益生菌并未表現(xiàn)出明顯的抑菌活性。田鳳[8]等人研究發(fā)現(xiàn)，肉桂、丁香、八角、甘草等7種香辛料的提取物對(duì)假單胞菌、葡萄球菌和熱死環(huán)絲菌表現(xiàn)出不同程度的抑菌活性，其中以八角茴香、丁香和肉桂的綜合抑菌效力最強(qiáng)。

2.2 香辛料的抑菌機(jī)理

蔡曉軍[9]等人研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香的單體成分1.8-桉葉素能夠破壞沙門(mén)氏菌的細(xì)胞壁與細(xì)胞膜，改變其通透性，使胞內(nèi)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、鉀離子、核酸等流出，從而對(duì)沙門(mén)氏菌產(chǎn)生抑制作用。李兆亭[10]等人研究發(fā)現(xiàn)，胡椒油中的萜類(lèi)化合物能改變單增李斯特菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)并增加其滲透性，使得胞內(nèi)物質(zhì)、電解質(zhì)外滲，最后細(xì)胞破碎溶解。王芳[11]等人研究發(fā)現(xiàn)，肉桂精油能破壞成團(tuán)泛菌和腐生葡萄球菌的細(xì)胞壁膜，使細(xì)胞內(nèi)的重要組分與電解質(zhì)外滲，改變細(xì)菌的膜電位，以此導(dǎo)致供試菌的死亡。

2.3 香辛料的抗氧化活性

敬小波[12]測(cè)定和比較了花椒、生姜、丁香提取物的總抗氧化活性及其對(duì)DPPH·自由基和羥自由基的清除能力，確定3種香辛料清除自由基的能力排序?yàn)榛ń?生姜>丁香。單恬恬[13]等人研究發(fā)現(xiàn)，丁香、桂皮、花椒等14種香辛料的水提物與醇提物均具有一定的抗氧化活性。張婧菲[14]等人研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素對(duì)不同的自由基均有清除能力，并能抑制脂質(zhì)的過(guò)氧化反應(yīng)和減輕紅細(xì)胞的氧化損傷。

2.4 香辛料的抗氧化機(jī)理

陳洪生[15]等人研究發(fā)現(xiàn)，丁香與迷迭香提取物能有效阻礙豬肉肌原纖維蛋白中羰基的形成與二硫鍵的交聯(lián)，控制相關(guān)酶活性的氧化損失，從而增強(qiáng)豬肉肌原纖維蛋白的抗氧化能力，抑制其表面疏水性的上升與溶解性的下降。魯小川[16]等人探究了孜然精油對(duì)羊肉肌原纖維蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)孜然精油能抑制蛋白質(zhì)羰基的形成與巰基含量的下降，從而提高肌原纖維蛋白的抗氧化水平。朱建宇[17]等人研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香提取物能減少大豆油中不飽和脂肪的損失，增強(qiáng)大豆油對(duì)自由基的清除能力，從而提高其抗氧化水平。

3 香辛料在食品保鮮中的應(yīng)用

3.1 香辛料保鮮禽畜制品

在食品保鮮的應(yīng)用研究中，通常會(huì)用相關(guān)測(cè)定指標(biāo)來(lái)判斷產(chǎn)品的新鮮程度。禽畜制品的常用測(cè)定指標(biāo)包括感官評(píng)價(jià)、菌落總數(shù)、pH值、TVB-N值、TBARS值等。

施肇源[18]等人研究了肉桂精油和生姜精油在冰鮮雞肉涂膜保鮮中的應(yīng)用，復(fù)配出0.9%肉桂精油+0.9%生姜精油+1.0%殼聚糖溶液+0.9%魔芋葡甘聚糖溶液的香辛料保鮮劑，能很好地減少冰鮮雞肉的汁液流失，抑制TVB-N值上升。劉艷鳳[19]等人研究了0.06%丁香+0.01%迷迭香+0.5%良姜+1.06%八角對(duì)醬鹵雞腿的防腐效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上述香辛料的添加能有效延緩醬鹵雞腿感官品質(zhì)的下降，其防腐效果與添加0.001%山梨酸鉀的化學(xué)防腐劑相當(dāng)。馮敏[20]等人將大蒜和蔥白榨汁，與壓碎的花椒一同復(fù)配成保鮮液對(duì)雞蛋進(jìn)行涂膜保鮮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上述香辛料保鮮液能較好地保持雞蛋的感官品質(zhì)，延長(zhǎng)其保質(zhì)期。

陳美霞[21]等人研究發(fā)現(xiàn)，生姜、百里香和肉桂精油均能有效抑制金黃色葡萄球菌和熒光假單胞菌，其中肉桂精油的抑菌效果最佳；而復(fù)配精油以0.025%肉桂精油+0.25%百里香精油+0.05%生姜精油的組合抑菌效果最佳。朱明濤[22]等人研究發(fā)現(xiàn)，丁香、八角、白芷的提取物對(duì)冷卻牛肉均有保鮮效果，其中白芷提取物的保鮮效果最佳。李磊[23]等人研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香精油、肉桂精油與丁香精油能較好地應(yīng)用于牛排的涂抹保鮮中，其中迷迭香精油的防腐保鮮效果最佳。徐紅艷[24]等人的研究表明，孜然、花椒、肉桂復(fù)合精油能有效延長(zhǎng)藏羊肉的保鮮期。

3.2 香辛料保鮮水產(chǎn)品

水產(chǎn)品新鮮程度的測(cè)定指標(biāo)與禽畜制品類(lèi)似。

侯春宇[25]等人將香辛料單體成分(百里香酚、丁香酚、肉桂醛、松油醇)兩兩復(fù)配成香辛料保鮮劑，對(duì)大黃魚(yú)進(jìn)行防腐保鮮。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)配香辛料保鮮劑能有效延長(zhǎng)大黃魚(yú)的保質(zhì)期，延緩產(chǎn)品感官品質(zhì)的下降，其中4.875%百里香酚+7.81%丁香酚的保鮮效果最佳。張璟晶[26]研究了丁香、桂皮、八角、甘草、大蒜的抑菌作用及保鮮冰鮮銀鯧的效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丁香和甘草的抑菌效果最強(qiáng)，并且當(dāng)丁香提取液和甘草提取液以3∶2的比例混合制成復(fù)合保鮮液時(shí)，其抑菌能力有很大的提升。

董汝月[27]等人的研究指出，迷迭香提取物協(xié)同殼聚糖與明膠制成的復(fù)合膜對(duì)南美白對(duì)蝦有良好的防腐保鮮效果，能降低產(chǎn)品中蛋白與脂肪的氧化程度，抑制菌落總數(shù)的上升。周強(qiáng)[28]等人的研究表明，生姜、八角、大蔥、黃酒復(fù)合提取液能降低明蝦中的菌落總數(shù)與水分活度，抑制其蛋白質(zhì)的分解，延緩產(chǎn)品感官品質(zhì)的下降。

3.3 香辛料保鮮果蔬

果蔬新鮮程度的常用測(cè)定指標(biāo)有爛果率、失重率、維生素C含量、可滴酸含量等。

叢建民[29]等人使用百里香精油對(duì)草莓進(jìn)行熏蒸處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，百里香精油能有效抑制草莓腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖，提高草莓的抗氧化水平，減少草莓的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與水分的流失。呂明珠[30]研究發(fā)現(xiàn)，肉桂、八角、大蒜提取物均能降低紅提葡萄的爛果率與失重率，較好地保持果實(shí)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中大蒜提取物的保鮮效果較優(yōu)。李萍[31]等人將肉桂油進(jìn)行包埋處理后用于鮮切西瓜的保鮮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，包合物能夠延緩鮮切西瓜的質(zhì)量損失和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，能較好地保持西瓜的口感和色澤。

羅丹[32]等人的研究表明，姜油能夠抑制番茄的呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量，降低番茄中水分與維生素C的流失，保證番茄的食用品質(zhì)。梁穎[33]等人將桂皮、草果的醇提物復(fù)配成保鮮劑對(duì)鮮切生菜進(jìn)行保鮮，發(fā)現(xiàn)香辛料提取物能抑制鮮切生菜的呼吸作用，增強(qiáng)其抗氧化能力。楊大偉[34]等人研究發(fā)現(xiàn)，小茴香提取液協(xié)同食品保鮮劑能有效抑制黃花菜的失重、褐變、腐爛現(xiàn)象，降低其呼吸作用。劉楠楠[35]等人將大蒜與生姜的提取物復(fù)配成保鮮液用于青椒的保鮮，發(fā)現(xiàn)復(fù)配液對(duì)青椒有良好的保鮮效果，失重率與腐敗指數(shù)均低于對(duì)照組，維生素C與葉綠素的流失得到減緩。

4 結(jié)語(yǔ)

香辛料對(duì)食品防腐保鮮的功能主要通過(guò)香辛料自身的抑菌和抗氧化活性來(lái)實(shí)現(xiàn)。香辛料的抑菌機(jī)理主要是香辛料提取物能對(duì)細(xì)菌的細(xì)胞壁膜造成破壞，改變其通透性，從而使胞內(nèi)的重要結(jié)構(gòu)組分流出，干擾其正常的代謝活動(dòng)并使之死亡。香辛料的抗氧化活性主要與其自身含有的抗氧化物質(zhì)相關(guān)，此類(lèi)物質(zhì)中的活性氫對(duì)自由基有結(jié)合與清除能力，并能減緩自動(dòng)氧化鏈的反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合香辛料的抑菌防腐作用通常優(yōu)于單一香辛料，可能是由于不同香辛料單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，在復(fù)配過(guò)程中化學(xué)鍵的斷裂和結(jié)合不同，從而導(dǎo)致抑菌性不同。此外，在研究香辛料保鮮食品的效果時(shí)通常會(huì)聯(lián)合其他保鮮手段，如低溫貯藏、真空技術(shù)、涂膜保鮮、氣調(diào)保鮮等。

目前，針對(duì)香辛料的抑菌研究主要集中于抑制食品的致病菌與腐敗菌，對(duì)益生菌有何影響的相關(guān)報(bào)道較少，存在一定的研究空白。外在因素可能會(huì)影響香辛料的抑菌、抗氧化活性及防腐保鮮的效果，如溫度、氣體環(huán)境、協(xié)同物質(zhì)、提取方式等，而這些因素對(duì)香辛料到底有無(wú)或有何影響尚待進(jìn)一步探究；單一香辛料在復(fù)配過(guò)程中的具體機(jī)制還需要深入研究。