沙如意，崔艷麗，王少林，毛建衛(wèi)，Krystyna Mali?ska

（1.浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院/輕工學(xué)院，浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點實驗室，浙江省農(nóng)業(yè)生物資源生化制造協(xié)同創(chuàng)新中心，浙江杭州 310023）（2.浙江大學(xué)化學(xué)系，浙江杭州 310027）（3.桐鄉(xiāng)鑫洋食品添加劑有限公司，浙江桐鄉(xiāng) 314515）（4.琴斯托霍瓦理工大學(xué)，波蘭 琴斯托霍瓦）

植酸作為一種天然植物化合物，又名肌醇六磷酸（PA，IP6），最早于1855年由Harting發(fā)現(xiàn)，至今已有100多年的歷史。植酸常以游離酸、植酸鈉、菲?。ㄖ菜徕}/鎂）等形式廣泛存在于谷類、豆類、油料作物、花粉、孢子和有機(jī)土壤中等[1]。植酸主要存在于植物中，近年來在哺乳動物細(xì)胞和原核細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了植酸的存在。在幾乎所有的種子中，植酸是磷酸鹽和肌醇的主要儲存形式。在谷類和豆類植物中，植酸形式的磷占總磷的18%～88%；在谷粒、油料種子和豆類中，植酸鹽態(tài)的磷占總磷的 60～97%。在不同植物中，植酸含量差異較大，大約在 0.4～10.7%之間。在谷物中，植酸含量為0.50%～1.89%（精米除外）；豆類植物中植酸含量為0.40%～2.06%，在除大豆和花生以外的油料種子中含量為2.0%～5.2%，在蛋白產(chǎn)品中含量為0.4%～7.5%[2]。

很長一段時間以來，人們一直認(rèn)為植酸是一種抗?fàn)I養(yǎng)劑，隨著對其體內(nèi)和體外實證研究的發(fā)展，證實其有益于人類健康的效果，才認(rèn)為植酸是一種天然食品添加劑和營養(yǎng)品[3]。植酸作為防腐劑、抗氧化劑、護(hù)色劑、除重金屬劑和穩(wěn)定劑等廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)，醫(yī)藥和化工行業(yè)，近年來引起了越來越多專家和學(xué)者的注意與研究。而且植酸鈉在2016年被批準(zhǔn)成為新食品添加劑，拓寬了植酸和植酸鈉在食品工業(yè)上的應(yīng)用范圍。然而，目前還未見對植酸和新食品添加劑植酸鈉在食品工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)性和全面性研究的報道。

本文就植酸在果蔬、飲料、發(fā)酵食品、釀造酒、油脂和脂肪制品、水產(chǎn)品、肉制品、焙烤制品和面制品及加工中的應(yīng)用及研究進(jìn)展作了闡述，綜述了植酸在多個食品加工工業(yè)中的具體應(yīng)用現(xiàn)狀，并就植酸在食品工業(yè)應(yīng)用中遇到的問題、解決辦法和發(fā)展趨勢進(jìn)行了論述。

1 植酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1.1 植酸的結(jié)構(gòu)和組成

圖1 植酸的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of phytic acid

植酸的基本結(jié)構(gòu)是由肌醇環(huán)和六個磷酸鹽基團(tuán)組成，分子式為C6H18O24P6，分子量660.08，其結(jié)構(gòu)式見圖1。植酸具有12個可取代的質(zhì)子，能夠與多價陽離子和帶正電荷的蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物。植酸具有多種形式，表1列出了常見食品中植酸的含量及其它形式植酸（IP5，IP4，IP3）的含量[4]。植酸完全水解終產(chǎn)物是無機(jī)磷酸和肌醇，發(fā)生不徹底水解時就會產(chǎn)生五、四、三、二和單磷酸肌醇的一系列混合物[5]。

表1 不同食品、豆類和谷物產(chǎn)品中植酸含量Table 1 Phytic acid content in different foods, legumes and cereals

1.2 植酸的理化和生理活性

植酸易溶于水、95%乙醇、甘油和丙酮，可溶于乙醇-醚的水溶液，微溶于無水乙醇和甲醇，不溶于苯、氯仿和無水乙醚等有機(jī)溶劑，是磷元素最穩(wěn)定的化合物。植酸的水溶液在高溫下受熱會分解，熱穩(wěn)定性與其濃度具有正相關(guān)性，其熱變性溫度為150 ℃[6]。

植酸具有特殊的理化特性，磷酸酯部分可用于微生物細(xì)胞膜的合成，也具有一些耐溫、抗靜電和防汽霧等特性；有機(jī)磷部分是微生物自身組成成分和其生長發(fā)育的一種有效營養(yǎng)物質(zhì)，而肌醇部分具有維生素B族類和生物素的生理功能和活性。植酸的毒性極低，小白鼠經(jīng)口的LD50為4924 mg/kg，介于乳酸和山梨酸之間，高于氯化鈉的半數(shù)致死劑量（4000 mg/kg），因此比食鹽作為食品添加劑更安全[7]。對人、畜等進(jìn)行多種試驗如急性毒性試驗、蓄積毒性試驗、致突變試驗等結(jié)果表明，食品級植酸屬于低毒弱積蓄類物質(zhì)，對生殖細(xì)胞和體細(xì)胞未見遺傳危害作用[8]。

由于植酸分子中含有 12個酸性氫原子，具有極強(qiáng)的螯合能力，可以與礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、淀粉等組分結(jié)合形成不溶性復(fù)合物，進(jìn)而改變?nèi)芙庑?、功能特性、消化性和吸附特性等。植酸分子通?？梢耘cNa+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+和Mn2+等形成復(fù)合物，通過凈電荷作用與蛋白質(zhì)相結(jié)合，也可以通過氫鍵相互作用與淀粉結(jié)合[1]。

植酸的螯合作用、抗氧化性、防腐、防癌等作用一直受到學(xué)者和專家的極大關(guān)注。在生物體內(nèi)，六磷酸肌醇（IP6）及其他形式的降解產(chǎn)物（IP5，IP4，IP3）在鈣離子和氯離子通道、DNA和mRNA活性以及蛋白質(zhì)活性上發(fā)揮著重要作用[9～11]，植酸的強(qiáng)螯合能力決定著較強(qiáng)的抗氧化活性，因而具有預(yù)防炎癥、防止病理性鈣化、抗菌、抗腫瘤等生理學(xué)活性[12,13]。

2 植酸在食品工業(yè)中的應(yīng)用及進(jìn)展

植酸具有獨(dú)特的化學(xué)特性和特殊的生理、藥理功能，廣泛用于農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、日化等各個領(lǐng)域。自從人們發(fā)現(xiàn)植酸以來，國外對植酸/植酸鹽的理論基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究已達(dá) 100多年，直到上個世紀(jì) 60年代，國內(nèi)科研工作者才開始重視植酸的研究。我國食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)（GB 2760-2014）中規(guī)定植酸（又名肌醇六磷酸）和植酸鈉可以用于以下產(chǎn)品（最大允許使用量為0.2 g/kg）：基本不含水的脂肪和油、加工水果、加工蔬菜、裝飾糖果（如工藝造型，或用于蛋糕裝飾）、頂飾（非水果材料）和甜汁、腌臘肉制品類（如咸肉、臘肉、板鴨、中式火腿、臘腸）、醬鹵肉制品類、熏、燒、烤肉類、油炸肉類、西式火腿（熏烤、煙熏、蒸煮火腿）類、肉灌腸類、發(fā)酵肉制品類、鮮水產(chǎn)（僅限蝦類）、調(diào)味糖漿、果蔬汁（漿）類飲料。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 1886.250-2016規(guī)定了以米糠、玉米芽胚等為原料，經(jīng)提取、純化、結(jié)晶分離、干燥而成的食品添加劑植酸鈉的新國家標(biāo)準(zhǔn)，同時 GB 1886.237-2016也對食品添加劑植酸國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，均已于2017年1月1日起開始實施，這為食品添加劑植酸和植酸鈉的生產(chǎn)和使用提供了依據(jù)。在美國，植酸被認(rèn)為是GRAS(Generally recognized as safe，公認(rèn)安全)，植酸（濃度50%）在功能性飲料、運(yùn)動飲料、等滲飲料、非牛奶和牛奶替代品、酸奶、冷凍蔬菜和泡菜中使用量在0.02%～0.2%之間，作為膳食補(bǔ)充劑的最大使用量為8%（如表2所示）。食用一定劑量的植酸不存在安全性問題，在美國的男性奶蛋制品素食者中，植酸攝入量高達(dá) 5577 mg/d，一些歐洲成年人也攝入大量的植酸。在英國，年齡大于40歲的男性攝入植酸量達(dá) 2191 mg/d，而以素食飲食的瑞典成年人對植酸的攝入量達(dá) 2027 mg/d。在歐盟，植酸被批準(zhǔn)為抗氧化劑和酸度調(diào)節(jié)劑（E391）而用于食品工業(yè)中。在日本，植酸作為新型食品添加劑被廣泛用于食品加工業(yè)。在澳大利亞和新西蘭，澳新食品標(biāo)準(zhǔn)法典（1.3.3）加工助劑中規(guī)定，特定量的植酸鹽（包括植酸、植酸鎂和植酸鈣）可在任何食品加工中用作護(hù)色劑、澄清劑、過濾劑和吸附劑。在意識到植酸/植酸鹽特殊的功效后，世界各國加強(qiáng)對植酸研究和開發(fā)的力度。歐美等發(fā)達(dá)國家不斷地研發(fā)植酸新型提取工藝，目前世界上工業(yè)化生產(chǎn)植酸產(chǎn)量最大的公司是日本三井東壓化學(xué)公司，植酸產(chǎn)量在 60～85 t，而且關(guān)于植酸/植酸鹽的相關(guān)文獻(xiàn)和專利申請量也在逐年增加。

表2 美國建議植酸在食品工業(yè)上的使用范圍和使用量*Table 2 The use scope and usage of Phytic Acid in food industry proposed by United States

2.1 在果蔬及加工中的應(yīng)用

2.1.1 保鮮劑

果蔬經(jīng)鮮切造成機(jī)械和物理損傷，使其貯藏過程中切口容易發(fā)生褐變現(xiàn)象，常需要利用保鮮劑破壞過氧化物酶活性，抑制微生物生長繁殖。國內(nèi)外諸多研究結(jié)果表明植酸可作為一種有效的果蔬保鮮劑，閆曉坤等[14]采用濃度為0.15%的植酸浸泡鮮切水芹，在低溫（5±1 ℃）下，可有效抑制鮮切水芹褐變和衰老。王健等[15]利用0.2～0.6%的植酸處理鮮切紫甘藍(lán)，能顯著改善鮮切紫甘藍(lán)在貯藏過程中的品質(zhì)惡化，而且對大腸菌群和酵母具有顯著的抑菌效果。植酸不僅對果蔬具有保鮮作用，對于果蔬中營養(yǎng)組分的保持也具有顯著作用，如王紀(jì)忠等[16]利用0.01%的植酸溶液對草莓進(jìn)行保鮮，結(jié)果表明植酸處理明顯減緩草莓果實的維生素C、可溶性糖、可滴定酸和可溶性固形物含量的下降，抑制草莓腐爛和失水。祝美云等[17]則采用0.1%的植酸對草莓進(jìn)行預(yù)浸處理，可有效降低草莓的質(zhì)量損失率和呼吸強(qiáng)度，推遲可溶性固形物出現(xiàn)峰值的時間，延緩其后熟衰老過程，抑制其硬度、可滴定酸和維生素C含量的下降，采用1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)和植酸復(fù)合處理更加能顯著改善草莓在貯藏期間的果實品質(zhì)。

為了增強(qiáng)植酸的保鮮效果，常將植酸與其他護(hù)色劑復(fù)合應(yīng)用。張秀玲等[18]利用0.30%植酸溶液、1.0%的殼聚糖溶液和 0.30%抗壞血酸溶液組成復(fù)配保鮮劑，該復(fù)配劑對鮮切油豆角的失重率、葉綠素含量、維生素C及多酚氧化酶（PPO）的含量具有較優(yōu)的效果。李新楠等[19]利用臭氧水與植酸組成復(fù)合保鮮劑（0.2%植酸+0.5%氯化鈉+0.2%氯化鈣）處理鮮切藕片，能夠降低鮮切蓮藕的失重率和菌落總數(shù)，有效延緩丙二醛含量的上升和藕片 L*值的下降，抑制 PPO的活性，防止褐變，同時使可溶性固形物和硬度維持在較高水平，提高鮮切藕片貯藏期間的品質(zhì)。類似地，許金蓉等[20]研究結(jié)果表明植酸低溫真空條件下對鮮切蓮藕貯藏和保鮮具有較好效果，以0.2%植酸+0.4%乙二胺四乙酸二鈉+0.2% L-半胱氨酸+0.25%的抗壞血酸組成的復(fù)合保鮮劑可有效抑制蓮藕褐變，提高貯藏期間產(chǎn)品品質(zhì)。王蓉蓉等[21]將漂燙過的鮮切荸薺浸入由1.0%氯化鈣溶液、0.15%亞硫酸氫鈉溶液和0.3%植酸組成的混合溶液中浸泡20 min，對鮮切荸薺具有較好的護(hù)色效果。鐘政昌等[22]利用 EDTA（0.002%）、檸檬酸（0.01909%）、Vb-Na（0.04%）、植酸（0.019%）、NaCl（0.159%）混合組成復(fù)合保鮮劑，對西藏光核桃果漿貯藏4個月原后仍然具有較好的保鮮效果。同樣地，Zhang等[23]利用修正的氣調(diào)包裝與臭氧預(yù)處理和可食用涂膜預(yù)處理相結(jié)合，對草莓進(jìn)行預(yù)處理，結(jié)果表明利用聚乙烯醇、植酸（0.05%）、山梨糖醇和海藻酸鹽等相結(jié)合，可以有效地延長草莓的貨架壽命。在多數(shù)條件下，利用植酸的復(fù)配產(chǎn)品比單一利用植酸具有較好的保鮮效果，目前現(xiàn)存的問題是如何實現(xiàn)不同保鮮劑的復(fù)配，如何針對特定的果蔬采用比較精準(zhǔn)的配方，以及在復(fù)配過程中，植酸和其它保鮮劑相互作用機(jī)理也還需要進(jìn)一步研究。

對于植酸的保鮮機(jī)理，國內(nèi)外科研工作者進(jìn)行了系列研究，目前主要?dú)w結(jié)于如下幾個原因：利用其抗氧化作用，防止果蔬氧化變質(zhì)；封閉果蔬表皮的氣孔抑制果蔬呼吸作用，降低PPO的活性，減少果蔬水分散失，同時抑制和抵御真菌的繁殖；與食品輔助添加劑中的金屬離子螯合，抑制或減緩酶促反應(yīng)的發(fā)生，抑制霉變，起到一定增色保鮮作用[24]。姜麗等[25]以紫背天葵為試驗材料的研究結(jié)果表明，0.5 mmol/L植酸處理可以有效減小丙二醛(MDA)和超氧陰離子自由基(O2-·)的積累，維持較好的細(xì)胞膜完整性，在抑制呼吸速率和PPO活性、增強(qiáng)過氧化物酶(POD)和超氧化物岐化酶 SOD活性方面也效果顯著，可以有效提高紫背天葵貯藏生理品質(zhì)，延緩衰老。Li等26]研究了植酸對鮮切板栗褐變的抑制作用及其對PPO和POD活性的影響，結(jié)果表明經(jīng)植酸溶液浸泡后，抑制了板栗PPO和POD活性，從而抑制了板栗內(nèi)外表面的酶促褐變，確定植酸PPO和POD酶的競爭性抑制劑[。植酸可能通過螯合鈣離子抑制果蔬內(nèi)各種酶的活力，從而實現(xiàn)減緩果實的新陳代謝活動，但對植酸和植酸鹽如何影響各種果蔬中的PPO酶，如何保護(hù)SOD等酶的機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究，此外，植酸和各種保鮮劑的復(fù)配產(chǎn)品與果蔬相關(guān)酶的相互作用也需要進(jìn)一步系統(tǒng)性地探索，以為植酸在果蔬保鮮劑的應(yīng)用上提供理論支撐。

2.1.2 護(hù)色劑

許多水果、蔬菜中含有大量酚類物質(zhì)，在pH 6～7時，常因為PPO的作用，通過酶促褐變將其催化氧化成不穩(wěn)定的醌類物質(zhì)，進(jìn)而經(jīng)過非酶促反應(yīng)最終會生成黑色素。盡管酶促褐變對某些果蔬食品的顏色和風(fēng)味是有益的，但它也不利于水果和蔬菜等食品的加工和貯藏。添加酸性物質(zhì)如檸檬酸、抗壞血酸和植酸等可以降低水果體系的pH或螯合金屬離子起到抑制褐變的效果。

2.1.2.1 干燥果蔬及加工中的應(yīng)用

果蔬干燥過程中常因酶促褐變而影響產(chǎn)品的色澤和品質(zhì)。傳統(tǒng)的護(hù)色是采用亞硫酸鹽類溶液浸泡處理，現(xiàn)代的發(fā)展趨勢是采用無硫護(hù)色技術(shù)（如植酸和植酸鹽），可提高干制果蔬食品品質(zhì)和食用安全性。為提高香蕉片干制后的顏色品質(zhì)，陳曉利等[27]利用1.2%的植酸處理，護(hù)色20 min后得到的干制香蕉片具有較好的顏色品質(zhì)，與檸檬酸、EDTA、氯化鈉和抗壞血酸等單一護(hù)色劑相比較，植酸具有最好的護(hù)色效果，以 0.9%植酸和0.3%檸檬酸組成的復(fù)合護(hù)色液對干制后的香蕉片護(hù)色，可達(dá)到傳統(tǒng)護(hù)色劑相似的效果。

為了提高植酸和植酸鹽的護(hù)色效果，常利用復(fù)合護(hù)色劑進(jìn)行果蔬制品的護(hù)色，可以取得較優(yōu)的效果。趙光遠(yuǎn)等[28]利用0.06%的植酸與0.4%二水合氯化鈣、0.6%檸檬酸、0.3%氯化鋅組成復(fù)合護(hù)色液，用于獼猴桃脆片加工過程中的護(hù)綠，護(hù)色2 h可獲得最佳效果。何勝生等[29]對紅薯切塊后采用0.2%的檸檬酸和0.1%的植酸組成無硫復(fù)合護(hù)色劑，護(hù)色處理2.5 h時，褐變度最低，護(hù)色效果顯著。李偉昆等[30]以紅富士蘋果為原料，經(jīng)過切片、護(hù)色、預(yù)凍等預(yù)處理和干燥，利用0.3%的異Vc鈉，0.9%的檸檬酸和0.018%的植酸鈉組成復(fù)合護(hù)色劑，對凍干蘋果脆片具有較好的護(hù)色效果。張貞貞等[32]以鮮山藥為原料，采用熱風(fēng)干燥法制備山藥粉，結(jié)果表明熱風(fēng)干燥法制備山藥粉的最優(yōu)護(hù)色工藝條件為：檸檬酸濃度1.28%、L-抗壞血酸濃度0.05%，植酸濃度0.12%，氯化鈣濃度0.3%[31]。黃艷斌等研究了鮮山藥片在干制過程中的無硫護(hù)色劑配方，結(jié)果表明植酸的護(hù)色效果好于 Vc和 EDTA，其中以 1.99g/100 mL氯化鈉、0.84 g/100 mL檸檬酸和0.06 g/100 mL植酸組成的復(fù)配護(hù)色劑效果最佳。

除了采用植酸復(fù)配護(hù)色劑，還可以與其它處理相結(jié)合，會取得較好的護(hù)色效果。張良清等[33]采用熱燙處理與護(hù)色劑相結(jié)合，對龍眼肉的護(hù)色工藝進(jìn)行研究，在85 ℃下熱燙4 min后置于0.1%植酸和0.2% L-抗壞血酸組成的復(fù)合護(hù)色劑中護(hù)色40 min，在此條件下，龍眼肉PPO完全失活，過氧化物酶（POD）殘余酶量5%，護(hù)色效果最佳。對于不同的干燥果蔬，還可以采用植酸復(fù)配劑和熱風(fēng)干燥、微波干燥、燙漂等工藝相結(jié)合，具體的工藝參數(shù)和條件還需要進(jìn)一步研究和探索。

2.1.2.2 新鮮果蔬及加工中的應(yīng)用

為防止芒果果汁在酶法生產(chǎn)過程中發(fā)生褐變，尚朝杰等[34]研究了不同時間添加褐變抑制劑對芒果汁褐變的影響，結(jié)果表明酶解前添加植酸對芒果果汁褐變具有明顯抑制效果，在最佳復(fù)合抑制劑D-異抗壞血酸鈉用量0.047%，L-半胱氨酸用量0.06%，植酸用量0.017%條件下，果汁的褐變變化率為12.19%。張延琦等[35]利用植酸對速凍草莓進(jìn)行預(yù)處理（-20 ℃），發(fā)現(xiàn)0.5%的植酸對色澤的保護(hù)作用優(yōu)于0.5%抗壞血酸，但不及0.9%的檸檬酸對草莓褐變抑制效果。劉俊圍等研究了不同護(hù)色劑對速凍香蕉褐變抑制效果，結(jié)果表明植酸比 EDTA-2Na、D-異抗壞血酸鈉、L-半胱氨酸、氯化鈣和檸檬酸等對速凍香蕉褐變抑制效果好，采用0.14%的 L-半胱氨酸，1.32%的植酸和 1.28%的EDTA-2Na和1.70%的D-異抗壞血酸鈉組成混合護(hù)色劑，對速凍香蕉褐變抑制率可達(dá)61.1722%[36]。張婷婷等研究了雙孢菇切片預(yù)處理和罐頭湯汁中添加植酸對雙孢菇罐頭的護(hù)色作用，結(jié)果表明，預(yù)煮前以最佳復(fù)合護(hù)色劑0.2%檸檬酸，0.03%檸檬酸亞錫二鈉（DSC），0.02%植酸和0.03% Vc護(hù)色液浸泡預(yù)處理可有效防止菇片褐變，湯汁復(fù)合護(hù)色劑的最佳參數(shù)組合為 0.03%DSC，0.02%植酸，0.3% CaCl2和0.1%檸檬酸，復(fù)合護(hù)色劑可有效抑制雙孢菇罐頭褐變，可作為蘑菇罐頭中替代焦亞硫酸鈉的新型安全高效護(hù)色劑[37]。此外，王蕊[38]在洋姜泡菜去皮到腌制及切分到脫鹽過程中，添加 0.4%檸檬酸+0.15%抗血壞酸+0.4%氯化鈣+0.3%EDTA-2Na+0.6%植酸組成復(fù)合抑制劑，結(jié)果表明可以完全抑制褐變現(xiàn)象。

植酸具有抑制PPO的作用，因而可用于防止新鮮果蔬的褐變，國內(nèi)外諸多研究報道了植酸對于新鮮果蔬的護(hù)色機(jī)理。國內(nèi)呂艷芳等[39]以蘑菇PPO為原料，對植酸抑制酶促褐變機(jī)理進(jìn)行研究，結(jié)果表明植酸濃度達(dá)到6.8 mmol/L時，PPO相對酶活性僅為原酶活性的5.97%，添加植酸增加了反應(yīng)體系的ΔE和L*值，推測植酸是通過競爭性抑制作用于PPO而抑制褐變。易建華等[40]研究植酸對模擬蘋果汁酶促褐變的抑制作用，結(jié)果表明添加10～80 mmol/L的植酸明顯降低蘋果PPO的酶促反應(yīng)速率，植酸對PPO的作用不符合可逆抑制類型中的任一模式，屬于混合型抑制。Du等[41]研究了植酸對于蘋果汁酶促和非酶促褐變的影響，發(fā)現(xiàn)0.1 mM的植酸對蘋果汁中PPO的抑制率為99.2%，在室溫條件下可以顯著降低果汁的褐變。目前，對于植酸抑制酶促和非酶促褐變的機(jī)理，仍然缺乏統(tǒng)一的定論，還需要針對多個目標(biāo)體系進(jìn)行系統(tǒng)性地研究。

2.1.3 營養(yǎng)保持劑

植酸在對果蔬制品保鮮和護(hù)色的同時，也有利于營養(yǎng)成分的保持。高原軍等研究了微波干燥前不同的抗氧化劑處理對秋葵花生四烯酸（AA）和二十二碳六烯酸（DHA）保存率的影響。結(jié)果表明，植酸處理能夠有效地抑制Vc的氧化，使用0.07%的植酸與茶多酚、EDTA-2Na組成復(fù)合抗氧化劑對秋葵中的AA和DHA具有最高的保存率[42]。

2.1.4 生物防治劑

此外，植酸在果蔬生物防治上也具有潛在應(yīng)用價值。Zhang等[43]研究利用植酸與膠紅酵母結(jié)合對擴(kuò)展青霉菌和棒曲霉素污染蘋果生物防治的影響，結(jié)果表明，相比較于對照組，4 μM的植酸可以降低蘋果灰霉病發(fā)病率從86.1%到62.5%，采用4 μM植酸與膠紅酵母結(jié)合可取得更好的防治效果，體外實驗結(jié)果顯示植酸的添加增強(qiáng)了膠紅酵母對于擴(kuò)展青霉菌的防治效果，為植酸在降低采后果蔬生物污染提供了新的生物防治策略。植酸在果蔬采后保鮮上具有潛在應(yīng)用，還可以與常用的生物保鮮劑相結(jié)合，但對于植酸如何影響污染微生物菌群和群落，如何影響果蔬產(chǎn)品棒曲毒素的污染，隨著代謝組學(xué)和宏基因組學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，可望為植酸在生物保鮮劑產(chǎn)品開發(fā)上提供新的理論支撐。

2.2 在飲料加工中的應(yīng)用

果蔬飲料加工和貯藏過程中經(jīng)常因褐變和Vc損失而影響產(chǎn)品外觀和品質(zhì)。植酸的抗氧化性、護(hù)色性等特性使其在飲料加工上具有廣泛的應(yīng)用價值。丁筑紅等研究了植酸對加熱殺菌和高溫儲藏的刺梨果汁中維生素 C含量和褐變影響，發(fā)現(xiàn)添加植酸（0.02～0.08%）的刺梨果汁中，經(jīng)加熱殺菌處理后（90 ℃，30 min），顯著提高了果汁中維生素C的保存率，明顯降低了褐變程度；將植酸添加到殺菌后的果汁中恒溫貯藏（50 ℃），維生素C的損失和褐變也得到改善[44]。王立霞[45]以生姜、雪梨為主要研究對象，對生姜雪梨復(fù)合果蔬汁加工工藝進(jìn)行研究，結(jié)果表明雪梨汁護(hù)色劑最優(yōu)組合為檸檬酸7 g/L、Vc 0.6 g/L、植酸0.15 g/L。陳偉[46]通過添加褐變抑制劑和微波結(jié)合滅酶對甘薯飲料色澤進(jìn)行保護(hù)，得到最佳褐變抑制的工藝條件：檸檬酸0.40%，Vc 0.035%，植酸0.020%。Li等[47]研究了0.1 mM植酸對于蘋果汁抗氧化活性，維生素C和多酚含量的影響，結(jié)果表明植酸可以降低蘋果汁貯藏期間Vc和多酚含量下降。植酸抗氧化劑作為良好的金屬螯合劑，對鐵有較高的親和力，即使在鐵濃度低達(dá)6 nmol/L時，也能形成螯合物阻止其不發(fā)生反應(yīng)，從而抑制氧化反應(yīng)速度，且植酸的添加使飲料樣品pH降低，也有利于抑制基質(zhì)的氧化損失和褐變，因而可以提高飲料產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.3 在發(fā)酵食品加工中的應(yīng)用

植酸作為一種非離子表面活性劑對細(xì)胞生長具有一定的影響，作為發(fā)酵促進(jìn)劑可以積累在細(xì)胞膜表面的植酸可以有效地改善細(xì)胞的呼吸及物質(zhì)的傳遞，從而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消耗及產(chǎn)物的生成和分泌，增加菌體生長的酶系[48]。

丁筑紅等[48]發(fā)現(xiàn)添加植酸能縮短發(fā)酵周期降低刺梨果酒的殘?zhí)橇?，提高發(fā)酵的酒精度，促進(jìn)酵母菌的增殖，促進(jìn)酵母細(xì)胞出芽使其提前進(jìn)入對數(shù)生長期，也可以使酵母的耐酒精能力提高，而且植酸的最佳添加量為0.08%。該課題組同時研究不同濃度的植酸對根霉、總狀毛霉、漢遜酵母在培養(yǎng)過程中生長狀況的影響，通過對微生物菌落總數(shù)、菌落形態(tài)、pH值等生化指標(biāo)的測定，發(fā)現(xiàn)植酸濃度在0.01%～0.05%時能促進(jìn)根霉、總狀毛霉增殖，隨著植酸濃度的增加效果明顯；當(dāng)植酸濃度達(dá)到0.1%時，2株菌生長受到抑制；在植酸濃度0.01%～0.1%時能促進(jìn)漢遜酵母的生長，尤其是濃度為0.1%時效果最佳，但當(dāng)植酸濃度達(dá)到0.3%時幾株菌均不能生長[49]。

在微生物發(fā)酵食品中，特別是具有植酸水解酶（如酵母菌中的肌醇六磷酸-3-磷酸水解酶）的微生物發(fā)酵中，分解得到肌醇和磷酸兩種產(chǎn)物，肌醇作為一種生物激素，能夠激活微生物體內(nèi)的酶類，增加代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，磷酸則可以作為細(xì)菌代謝的磷源物質(zhì)。Tamang等[50]研究表明，微生物在發(fā)酵過程中，植酸的含量減少，有研究認(rèn)為微生物是利用一定濃度植酸分解代謝產(chǎn)物來促進(jìn)自身繁殖，但具體的代謝機(jī)理還有待進(jìn)一步探索。

對于植酸促進(jìn)發(fā)酵原理，目前普遍認(rèn)為是植酸可以打破細(xì)胞內(nèi)酶合成的“反饋平行”，改善細(xì)胞膜通透性，增加膜內(nèi)外物質(zhì)交換，能量轉(zhuǎn)化，代謝調(diào)節(jié)等[3]。植酸是磷元素的豐富來源，而磷是核酸和磷脂的成分，組成多磷化合物及許多酶的活性物質(zhì)，微生物對磷的需要量也很高，一般為0.005～0.01 mol/L。磷進(jìn)入細(xì)胞后即迅速同化為有機(jī)磷化合物，同時形成ATP、ADP等，用于調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞生長及發(fā)酵過程的能量代謝。同時，植酸還是一種非離子型表面活性劑，積累在細(xì)胞膜的表面，可以改善氧的通透性及物質(zhì)傳遞性，從而加快菌體繁殖速度，進(jìn)而加快營養(yǎng)物質(zhì)的消耗及產(chǎn)物的生成和分泌。El-Batal等[51]報道了植酸作為發(fā)酵促進(jìn)劑能促進(jìn)某些酶、抗生素等的生物合成，如植酸鹽對蠟狀芽孢桿菌蕈狀變種的α-1,6-葡萄糖苷酶和β-淀粉酶，隱球菌屬某些種的磷酸酶，枯草芽孢桿菌、綠膿假單胞菌和灰色鏈霉菌等的蛋白酶，桔青霉的核糖核苷酶的產(chǎn)生都具有明顯的促進(jìn)作用，并能使小單胞菌屬的某些種如慶大霉素產(chǎn)量提高7倍。植酸/植酸鹽作為發(fā)酵促進(jìn)劑，可用于提高菌體的生長繁殖，加快微生物發(fā)酵速度，提高產(chǎn)品產(chǎn)量等方向。

2.4 在釀造酒加工中的應(yīng)用

2.4.1 護(hù)色劑

釀造酒在貯藏過程中會發(fā)生非酶褐變反應(yīng)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的色澤變暗，風(fēng)味變差，不利于營養(yǎng)價值的保持。植酸是一種天然的護(hù)色劑，向果酒中添加植酸可以螯合參與酶褐變體系的金屬離子，對果酒的非酶褐變也有一定的抑制作用。閆公昕等[52]研究了0.01～0.08 g/L的植酸溶液、維生素C、L-半胱氨酸和EDTA-2Na等四種抑制劑對沙棘酒貯藏過中非酶褐變的抑制作用，發(fā)現(xiàn)植酸添加量為0.08 g/L時褐變抑制率最大，但是添加植酸總的抑制效果不明顯，不及添加量為1.0 g/L的維生素。舒念輝[53]的研究發(fā)現(xiàn)植酸對野木瓜果酒褐變的抑制效果顯著優(yōu)于EDTA-2Na、抗壞血酸和 L-半胱氨酸，得出最佳的抑制劑組合配方為：0.08 g/L的植酸、0.3 g/L的EDTA-2和1 g/L的抗壞血酸。因此，在果酒護(hù)色上，植酸具有良好的應(yīng)用前景。

2.4.2 抗氧化劑

為降低果酒發(fā)酵過程中抗氧化劑二氧化硫的使用量，有研究者在果酒發(fā)酵中添加植酸作為抗氧化劑。王琪等[54]發(fā)現(xiàn)植酸添加量從0.02‰增至0.12‰時，獼猴桃果酒的Ferric Reducing Ability of Plasma（FRAP）值顯著提高，當(dāng)添加量為0.14‰時，F(xiàn)RAP值最高為4.457±0.011 g/L，采用正交試驗得出最優(yōu)復(fù)合抗氧化劑的配方為：植酸 0.14‰，竹葉黃酮 0.09‰，EDTA二鈉0.029‰，茶多酚0.06‰。

2.4.3 沉淀劑

植酸/植酸鹽作為一種發(fā)酵促進(jìn)劑和良好的沉淀劑，在釀造酒工業(yè)應(yīng)用較為廣泛。近年來有研究利用植酸作為酒的新型澄清助劑，主要是因為植酸的配位螯合性能，容易螯合酒中的金屬將其除去，從而阻止金屬參與蛋白質(zhì)、單寧、高級脂肪酸脂等物質(zhì)的締合和絮凝，有利于除濁。

植酸鈣較早用于清除葡萄酒中的三價鐵離子，強(qiáng)烈的通氣有利于Fe2+氧化成Fe3+[55,56]。Trela等[58]將植酸添加到紅葡萄酒、白葡萄酒和模型酒中（添加量為0.018 mM），發(fā)現(xiàn)植酸可以選擇性地去除酒中過多的鐵離子和鈣離子，而且不影響酒的色澤和酚類物質(zhì)含量[57]。陳曉蕓等通過添加0.06%～0.08%的植酸對番荔枝果酒的澄清去的較好效果。陳珊[59]利用0.04%的植酸處理黃酒，對黃酒具有較好的澄清效果。最近江松濤[60]利用各種澄清劑對5年陳封缸酒進(jìn)行澄清處理，結(jié)果表明0.4 g/L的植酸澄清效果較好，優(yōu)于高嶺土和殼聚糖的效果，利用植酸（0.4 g/L），皂土（0.4 g/L）和明膠-單寧（0.1 g/L）組成的復(fù)合澄清劑，更加能夠保持封缸酒的穩(wěn)定性。針對白酒在生產(chǎn)、貯存或運(yùn)輸過程中，常因接觸鐵器腐蝕，鐵離子溶于酒中而使酒體出現(xiàn)渾濁和污染的問題，李立行等[61]人利用植酸與金屬離子具有很強(qiáng)的螯合作用的特點對白酒進(jìn)行除濁脫銹技術(shù)的研究，結(jié)果表明植酸（70%含量）在添加量為0.03%時，可有效降低白酒中鐵離子的含量，改善白酒品質(zhì)，使口感和風(fēng)味更佳。植酸螯合金屬離子的特性比較明顯，但對于植酸如何在酒中與蛋白質(zhì)、單寧和不同金屬離子相結(jié)合，目前還缺乏系統(tǒng)性的研究。

植酸不僅作為釀造酒的澄清助劑，還有助于釀造酒微生物的生長和發(fā)酵速度的縮短。丁筑紅等[48]將植酸應(yīng)用于刺梨果酒發(fā)酵中，研究其作為發(fā)酵促進(jìn)劑對酵母菌的生長繁殖及刺梨酒發(fā)酵作用的影響，結(jié)果表明在添加0.08%的植酸能通過促進(jìn)酵母菌的增殖和促進(jìn)酵母細(xì)胞出芽，使其提前進(jìn)入對數(shù)生長期，而且縮短果酒發(fā)酵周期，降低刺梨果酒的殘?zhí)橇浚岣甙l(fā)酵的酒精度，增強(qiáng)酵母菌對于酒精的耐受力。植酸還可以作為改善啤酒風(fēng)味的助劑，Uchida等[62]報道啤酒中的氧自由基參與啤酒的老化過程，氧化是導(dǎo)致啤酒風(fēng)味老化的主要原因之一，啤酒風(fēng)味老化與羥基的出現(xiàn)有關(guān)。金屬離子是形成羥基的重要催化劑，植酸通過絡(luò)合金屬離子形成穩(wěn)定性很高的化合物，抑制氧化作用，有效延緩羥基的生成，防止和減緩啤酒中氧化反應(yīng)的進(jìn)行，從而使啤酒保持新鮮口感。

2.5 在油脂和脂肪制品中的應(yīng)用

油脂和脂肪制品在生產(chǎn)和儲藏過程中，因微生物、光、水分、熱和金屬離子等作用導(dǎo)致的氧化酸敗會影響食品的風(fēng)味和品質(zhì)，可以通過添加抗氧化劑抑制或阻止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。隨著許多研究表明人工抗氧化劑潛在的致癌性，人們越來越重視對天然提取抗氧化劑的研究?？寡趸瘎┲饕ㄟ^自由基清除、金屬離子螯合或還原氫過氧化物形成較穩(wěn)定的羥基復(fù)合物抑制油脂的過氧化反應(yīng)。植酸主要是螯合可促進(jìn)氧化作用的金屬離子，同時釋放出氫離子，破壞分解油脂在自動氧化過程中產(chǎn)生的過氧化物，阻止其繼續(xù)形成醛、酮等有害物，作為抗氧化劑用于油脂和脂肪制品。

有研究表明，植酸對羥自由基的清除效果優(yōu)于Vc，對豬油的酸敗和過氧化有一定的抑制作用，效果優(yōu)于抗氧化劑BHT[63]，因此它用于食品抗氧化劑有一定的發(fā)展?jié)摿?。趙穎等[64]以95%豬脂肪和5%金龍魚大豆油組成混合油相，采用 Rancimat油脂氧化穩(wěn)定法，研究了不同抗氧化劑對脂肪氧化穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)0.01%植酸的氧化誘導(dǎo)時間小于特丁基對苯二酚（TBHQ）、2,6-二叔丁基對甲酚(BHT)、迷迭香酸和D-異抗壞血酸鈉，采用乳化劑和抗氧化劑協(xié)同使用可能可以明顯延長脂肪的誘導(dǎo)期。目前越來越多的研究表明，植酸對于菜籽油、大豆油、豬油、花生油等油脂具有較好的抗氧化效果。在實際工業(yè)化生產(chǎn)和使用過程中，現(xiàn)存的主要問題是水溶性植酸在油脂中的溶解度過小，還需要進(jìn)一步通過結(jié)構(gòu)修飾成脂溶性產(chǎn)物，或者通過乳化作用、微乳化制劑等形式將水溶性植酸分散于油脂中。

植酸對金屬離子具有螯合作用，對常用的油脂抗氧化劑具有增效和協(xié)同作用。魏決等[65]在相同濃度的TBHQ、茶多酚和BHT與0.02%植酸復(fù)配的增效實驗中，發(fā)現(xiàn)蘋果籽油的氧化穩(wěn)定性分別增加了 41.6%、20.9%和29.9%，植酸對抗氧化劑的增效作用略好于檸檬酸。譚志強(qiáng)等[66]研究了植酸等復(fù)配抗氧化劑對低能量類可可脂的抗氧化效果，結(jié)果表明，組成比例為BHT 0.11‰，植酸0.11‰和VE 0.13‰的復(fù)配抗氧化劑各組分間具有顯著的協(xié)同增效作用。黃克等[67]的研究表明采用天然抗氧化劑的復(fù)配配方迷迭香提取物0.07%、茶多酚0.03%、植酸0.02%、抗壞血酸棕櫚酸酯0.02%，此配方對花生油的抗氧化能力優(yōu)于TBHQ。范柳萍等[68]對高溫煎炸棕櫚油體系抗氧化劑進(jìn)行選擇，結(jié)果表明添加濃度0.004%～0.020%的植酸能夠顯著降低煎炸棕櫚油的過氧化值，且效果優(yōu)于TBHQ、茶多酚和維生素E，過氧化值只是衡量油脂初期氧化酸敗程度的指標(biāo)，但是植酸在較高添加量時引起油脂酸值和羰基值的上升，將3種天然抗氧化劑進(jìn)行復(fù)配0.02%茶多酚+0.016%植酸+0.65%維生素E與TBHQ具有相同的抗氧化效果，因而可以代替化學(xué)合成的人工抗氧化劑。胡林子等[69]研究結(jié)果表明0.025%的植酸對非洲山毛豆油具有良好的抗氧化效果，且隨存放時間的延長抗氧化效果更明顯，植酸對TBHQ和BHT復(fù)合而成的抗氧化劑表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化協(xié)同增效作用。目前，植酸復(fù)配抗氧化劑仍然面臨著各種復(fù)配組分在油脂中的溶解性問題，而植酸的增效作用機(jī)理也還需要進(jìn)一步研究。

植酸作為油脂抗氧化劑的重要機(jī)制是可以螯合或使催化過氧化物分解和參與Feton反應(yīng)的過渡金屬元素失活。Sakac等[70]利用脂肪模型評價了植酸對油脂的抗氧化活性，結(jié)果表明在植酸濃度為 0.076～0.30mM范圍內(nèi)，并不能抑制過氧化物富集的大豆油熱氧化，但是對于鐵離子誘導(dǎo)的催化氧化表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制效果，從而認(rèn)為植酸是通過螯合鐵離子抑制油脂的催化氧化，結(jié)果顯示植酸對于亞鐵離子的螯合能力遠(yuǎn)高于EDTA，濃度為117 μM的植酸可以螯合96%的亞鐵離子（菲咯嗪/硫酸亞鐵體系），其IC50（33.8 μM）遠(yuǎn)低于 EDTA（144 μM）。更進(jìn)一步地，Zajdel等[71]利用HPLC/MS在體內(nèi)和體外分別研究了植酸對于亞油酸自氧化和催化氧化抑制，以及對人 Caco-2細(xì)胞Fe2+/抗壞血酸誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化抑制效果，結(jié)果表明高濃度的植酸（100 μM，500 μM）對于亞鐵離子具有較強(qiáng)的螯合能力（菲咯嗪/硫酸亞鐵體系），能清除亞油酸在自氧化過程中活性氧自由基的形成，進(jìn)而阻止脂質(zhì)過氧化。

植酸/植酸鹽可以改變二價鐵離子形成三價鐵離子的電勢，進(jìn)而阻止因鐵離子和抗壞血酸驅(qū)動的脂肪酸的脂質(zhì)過氧化[72]，對輻射后的植酸在脂肪模型中能夠更加明顯地表現(xiàn)出抗氧化活性[73]。而另一方面，早期有研究表明植酸不能抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，不能清除自由基，因而不能作為抗氧化劑阻止脂質(zhì)過氧化，這點與植酸的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因其缺乏能夠轉(zhuǎn)移到過氧自由基上的氫原子，這一點在Sakac等[70]研究中也得到了證實，即植酸在濃度為3.7～58.6 μM范圍內(nèi)，利用β-胡蘿卜素/亞油酸模型的β-胡蘿卜素漂白法評價中并未顯示出明顯效果。

Empson等[74]在植酸對透明水溶液和水包油乳濁液兩種體系中抗壞血酸的降解的影響效果的研究中發(fā)現(xiàn)，1 mmol/L的植酸即可顯著地抵抗氧化損傷，乳濁液的貨架期也提高了四倍；其研究小組進(jìn)而以冷凍雞肉作為一完整食品體系，植酸顯著抑制了氧氣的攝入、丙二醛的形成以及重新加熱氣味的產(chǎn)生，這就為植酸作為抗氧化劑用于油脂的保藏提供了理論依據(jù)。Sorour和Ohshima[75]證實純植酸鈉和從小麥麩皮中提取的植酸抗氧化活性，該課題組在黑暗條件下40 ℃的環(huán)境中，測定了10%冷魚油水包油乳液的TBARS水平，氧氣吸收量和總脂過氧化物含量，發(fā)現(xiàn)4 mM的植酸對總過氧化物和 TBARS形成量抑制率分別為62%和67%（相對于對照組），效果優(yōu)于抗壞血酸，該研究為利用植酸延長魚油和魚肉的氧化穩(wěn)定性提供了新的應(yīng)用方向。植酸對于油脂過氧化保護(hù)作用在體內(nèi)實驗也得到驗證，如對攝入中等水平鐵的豬[76]、大鼠[77]和小鼠[78]飼喂玉米或大豆膳食中的固有植酸，可以顯著地降低油脂的氧化作用。在另一項研究中，對高脂飲食小鼠飼喂米糠或純植酸，通過檢測血漿和紅細(xì)胞中TBARS的水平，發(fā)現(xiàn)植酸可顯著抑制脂質(zhì)過氧化[79]。目前，對于植酸在體外抗油脂氧化作用上的研究比較多，而對于體內(nèi)抗油脂氧化作用的研究尚且不多，進(jìn)一步系統(tǒng)地利用體內(nèi)模型研究植酸的抗氧化可以為植酸在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)依據(jù)。

2.6 在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

植酸可以作為水產(chǎn)品的保鮮劑，保持水產(chǎn)品的鮮度，防止水產(chǎn)品在貯藏過程中腐敗變質(zhì)，延長產(chǎn)品貨架期。黎柳等使用含0.05%、0.1%和0.15%的植酸保鮮劑冰處理鯧魚，其感官質(zhì)量、菌落總數(shù)、TVB-N、K值、TBA值等指標(biāo)顯著低于普通自來水冰組，植酸處理組的貨架期較自來水冰組延長1～3 d[80]。何麗等[81]利用5 g/L的植酸浸泡鮮切草魚魚腩，結(jié)果表明經(jīng)植酸保鮮劑處理后魚腩顏色正常，保持原有魚香味，組織形態(tài)和彈性無不良影響，但在后包裝貯藏上，采用ε-聚賴氨酸處理后的草魚魚腩品質(zhì)較佳。

采用植酸和其它保鮮劑復(fù)配，可以取得更優(yōu)效果。王慶麗等[82]評價了復(fù)合保鮮劑4 g/L殼聚糖和0.4 g/L植酸對在-2 ℃冷藏條件下魚丸品質(zhì)的影響，結(jié)果表明保鮮劑處理能延長魚丸貨架期，降低菌落總數(shù)，提高產(chǎn)品的感官品質(zhì)。謝晶等[83]為解決南美白對蝦易腐易黑變問題，利用復(fù)配保鮮劑植酸0.07%、殼聚糖1.5%、ε-聚賴氨酸0.1%處理南美白對蝦，結(jié)果表明復(fù)合保鮮劑能夠有效地保持南美白對蝦的品質(zhì)，延長貨架期。馮家敏等[84]研究結(jié)果表明，流化冰結(jié)合1.0 g/L的植酸鈉對南美白對蝦保鮮，對蝦頭部僅輕微褐變，肌肉緊密有彈性，感官品質(zhì)顯著優(yōu)于單純流化冰保鮮效果。類似地，熊青等[85]為提高冷藏南美白對蝦的貯藏品質(zhì)，研究了植酸的保鮮效果，結(jié)果表明0.1%的植酸能有效抑制對蝦的黑變，和溶菌酶具有相似的抑制總菌效果，對 PPO具有溫和的抑制效果。謝晶等[86]則結(jié)合植酸對南美白對蝦的保鮮，以蝦體優(yōu)勢腐敗菌-腐敗希瓦氏菌為研究對象，利用植酸溶液處理，以揭示植酸對蝦制品保鮮的基本機(jī)理，結(jié)果表明植酸對腐敗希瓦氏菌有較強(qiáng)的抑菌效果，最低抑菌濃度為0.2%（V/V），植酸能夠影響細(xì)菌的生長規(guī)律，使細(xì)胞破損，使堿性磷酸酶 AKP及電導(dǎo)率增大，初步闡述了植酸對腐敗希瓦氏菌的抑菌機(jī)理。植酸在水產(chǎn)品保鮮上具有較明顯的效果，但是對于抑制腐敗菌機(jī)理研究還只限于基礎(chǔ)層面，在將來的研究中還可以研究植酸對腐敗希瓦氏菌等群體感應(yīng)菌株信號分子和群體感應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)的影響，從而從分子和基因?qū)用嫔辖沂局菜岬谋ｕr防腐作用。

2.7 在肉制品加工中的應(yīng)用

2.7.1 防腐劑

因植酸/植酸鹽較強(qiáng)的螯合金屬離子活性，在肉制品工業(yè)上可作為防腐劑使用。聶乾忠等[87]利用植酸鈉等天然抗氧化劑對冷卻獺兔肉進(jìn)行抗氧化及保鮮研究，結(jié)果表明0.2 g/kg植酸鈉可有效抑制冷鮮兔肉脂肪氧化，延緩氧化酸敗異味的產(chǎn)生，從而有效延長冷鮮兔肉貨架期。劉明芹[88]從冷鮮鴨肉中分離出兩株腸桿菌，發(fā)現(xiàn)植酸對于腸桿菌的抑制作用非常顯著，而且用于冷鮮鴨肉固體基質(zhì)保鮮劑具有顯著保鮮效果。有研究探討植酸保鮮劑對冷鮮豬肉中的優(yōu)勢菌屬假單胞菌屬的抑菌機(jī)理，發(fā)現(xiàn)植酸（1 g/L）的添加能顯著增加培養(yǎng)液的電導(dǎo)率和堿性磷酸酶活力，通過破壞假單胞菌細(xì)胞膜的通透性和完整性，造成菌體內(nèi)環(huán)境紊亂，抑制其生長[89]。張赟彬等[90]利用0.5%植酸鈉做成水包肉桂精油微乳液，能夠降低冷藏期間醬牛肉中揮發(fā)性鹽基氮含量，并且可以明顯減慢細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群總數(shù)的增長，延緩醬牛肉的腐敗變質(zhì)。楊萬根等[91]研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)理鴨肉經(jīng)柔性殺菌（110 ℃，30 min）后，添加 0.05%的植酸可有效地抑制鋁箔、PVC、尼龍復(fù)合材料和 PET等材質(zhì)包裝的調(diào)理鴨肉熟食中微生物的生長，使調(diào)理鴨肉的揮發(fā)性鹽基氮值、硫代巴比妥酸值與空白組相比有顯著下降。

延長冷鮮肉制品貨架期的常用方法是使用保鮮劑，但單一的保鮮劑很難單獨(dú)、有效、安全地抑制所有細(xì)菌而用于肉制品中，比較合適的工藝是采用抑菌原理不同的復(fù)合保鮮劑，通過其協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)抑菌效果。楊萬根等[92]采用0.1%的植酸用于冷鮮牛肉保鮮研究，發(fā)現(xiàn)對細(xì)菌總數(shù)的抑菌效果好于相同濃度下的殼聚糖和乳酸，將植酸和Nisin按照3:1比例復(fù)配后（質(zhì)量濃度0.15%），對冷鮮牛肉存在著協(xié)同減菌作用。植酸的防腐與其較強(qiáng)的抑菌作用有關(guān)[93]，植酸對大腸桿菌有較強(qiáng)的抑菌效果，最低抑菌濃度(V/V)為0.4%，可能是植酸改變了大腸桿菌的生長規(guī)律，使細(xì)胞破損嚴(yán)重，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞質(zhì)外滲，菌液中堿性磷酸酶 AKP含量和電導(dǎo)率增大，具體的影響機(jī)制還需要進(jìn)一步地研究。

2.7.2 抗氧化劑

在肉制品冷卻、冷凍和預(yù)煮加工過程中，過熱味（warmed-over flavour，WOF）的形成一直被認(rèn)為是其質(zhì)量惡化的主要原因之一，這種氣味的發(fā)展與肉制品中的多不飽和脂肪酸密切相關(guān)，加熱促進(jìn)了鐵從肌紅蛋白和含鐵蛋白中釋放，從而加速了脂肪酸的氧化。目前，維生素E，丁基羥基茴香醚（BHA）和2,6-二叔丁基對甲酚（BHT）等抗氧化劑可用于抑制肉制品過熱味的發(fā)展，但因其較低的水溶性限制了在烤熟肉制品中的應(yīng)用。三聚磷酸鹽具有水結(jié)合特性，也常用于阻止肉類脂肪的氧化。

利用螯合鐵的特性，將水溶性植酸/植酸鈉用于抑制肉制品脂肪氧化具有潛在優(yōu)勢，Lee等[94]在研究中發(fā)現(xiàn)植酸可有效抑制牛肉勻漿中鐵誘導(dǎo)或非鐵誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化，效果優(yōu)于常用的抗氧化劑抗壞血酸、BHT和EDTA，而且具有劑量依賴性和pH依賴性。Louren等[95]研究結(jié)果表明植酸（2 mM）對于利用維生素E降低雞胸肉的過熱味（WOF）具有顯著的協(xié)同增效作用，主要也是因為植酸具有抗脂肪氧化的作用。Stodolak等[96]進(jìn)一步地利用植酸增強(qiáng)肉制品的氧化穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)添加濃度為0.1，1.0和5.0 mM的植酸可以有效降低原料肉和熟豬肉中硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物(TBARS)含量，而且植酸與生牛肉中高鐵肌紅蛋白的形成呈明顯的劑量相關(guān)性，在熟肉中添加植酸的作用比生豬肉更加明顯。

為了增強(qiáng)植酸的抗氧化特性，可以將植酸和其它抗氧化劑復(fù)配，顧仁勇[97]采用由0.36 g/kg的維生素C，0.06 g/kg的植酸和0.14 g/kg的茶多酚組成復(fù)配抗氧化劑，結(jié)合真空包裝可使湘西香腸保藏期限達(dá)160 d，發(fā)現(xiàn)茶多酚和植酸之間存在抗氧化協(xié)同增效效應(yīng)，維生素C和植酸間無增效作用。王文艷[98]則等探索了蜂花粉、蜂花粉復(fù)合物（0.6%蜂花粉、0.05%異抗壞血酸鈉、0.005%植酸鈉）對中式香腸抗氧化和防腐效果的影響，發(fā)現(xiàn)蜂花粉復(fù)合物與0.01%竹葉提取物、0.05%異抗壞血酸鈉抗氧化性不顯著，但具有較好的防腐效果。

植酸具有特殊的抗氧化等生理活性，其低磷酸降解產(chǎn)物四磷酸肌醇（IP4）和三磷酸肌醇（IP3）在調(diào)節(jié)細(xì)胞響應(yīng)上發(fā)揮著重要作用，具有細(xì)胞第二信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能?；诖?，有研究者利用γ射線輻射植酸，發(fā)現(xiàn)其降解產(chǎn)物在水溶液模型中的抗氧化性明顯增強(qiáng)[73]。Park等[99]研究結(jié)果證實了輻射照射的植酸能顯著抑制牛肉和豬肉勻漿中的脂質(zhì)氧化，而且能防止肉制品儲藏過程中血紅素鐵和肌紅蛋白形成的損失。目前，在如何控制植酸各組分降解產(chǎn)物的比例還未見報道，對于單個降解產(chǎn)物的生物學(xué)活性和功能特性的研究尚且不多，對各降解產(chǎn)物的功能特性相關(guān)作用機(jī)制有待于進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

2.7.3 護(hù)色劑

鮮肉和肉制品中的顏色是一個非常重要的質(zhì)量指標(biāo)，許多因素，包括包裝、氧分壓、pH值、溫度和細(xì)菌等都會影響其顏色穩(wěn)定性。一些具有抗氧化性或還原性的添加劑可以穩(wěn)定肉的顏色，從而延長肉和肉制品的貨架期。肉和肉制品中的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物和自由基參與氧合肌紅蛋白到高鐵肌紅蛋白的轉(zhuǎn)變，從而引起棕色變色。植酸/植酸鈉作為金屬螯合劑和脂質(zhì)過氧化合成抑制劑可以用于保護(hù)肉的顏色。

Lee等[100]在新鮮牛肉和熟牛肉模型系統(tǒng)中，比較了植酸和肌肽的抗氧化性和護(hù)色效果，發(fā)現(xiàn)兩種化合物均能提高僵直后肌肉的pH下降速率，抑制原樣品在貯存過程中肌紅蛋白的形成，植酸能夠增加屠宰后糖原分解代謝，比肌肽更加能夠抑制脂質(zhì)過氧化作用，護(hù)色效果更好；在烹調(diào)過程中具有抑制血紅素釋放鐵的作用，在熟肉制品植酸鹽是一種比肌肽更加有效的抗氧化劑。Allen等[101]研究結(jié)果表明植酸鈉通過阻止脂質(zhì)過氧化物的形成，抑制新鮮牛肉色變，且效果明顯優(yōu)于常用的抗氧化劑三聚磷酸鹽，但對抑制微生物菌落的形成效果不顯著，利用輻射后的植酸處理牛肉和豬肉比抗壞血酸具有更加的護(hù)色效果[99]。趙穎等[102]研究了植酸鈉等抗氧化劑對冷凍牛肉的護(hù)色效果，結(jié)果表明植酸鈉對冷凍牛肉護(hù)色效果優(yōu)于煙酰胺和 D-異抗壞血酸鈉，利用抗氧化劑的組合物煙酰胺0.22%、D-異抗壞血酸鈉 0.019%、植酸鈉 0.033%、茶多酚0.027%對于冷凍牛肉的護(hù)色效果最佳。Brum等[103]研究了植酸對漢堡肉制品色澤和貨架期指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn) 0.20%植酸處理在貯藏后期表現(xiàn)出最低的色澤改變，pH未發(fā)生明顯變化，在30 d保藏期內(nèi)，TBARS值保持在一個較低水平，這為植酸在漢堡類肉制品中的應(yīng)用提供了理論支撐。

2.8 在焙烤制品和面制品加工中的應(yīng)用

將少量的植酸加入到面包等食品中，可以增強(qiáng)食品中天然色素和合成色素的穩(wěn)定性。面粉中含有PPO，在適當(dāng)條件下可將酚類化合物轉(zhuǎn)變?yōu)轷惢蚱渚酆衔?，使鮮濕面在保存過程中非常容易褐變，針對這一問題，有研究者采用植酸等酸性化合物抑制面制品的褐變，發(fā)現(xiàn)0.06%的植酸可以有效的抑制面條的褐變反應(yīng)[104]，為植酸在焙烤制品和面制品加工中的應(yīng)用提供了新的思路。

3 結(jié)論

3.1 目前，人們已經(jīng)從對植酸/植酸鹽的抗?fàn)I養(yǎng)認(rèn)識開始轉(zhuǎn)變[2,105,106]，植酸的生理學(xué)和生物學(xué)特性逐漸得到各國科研工作者的普遍關(guān)注[107,108]。植酸在食品、藥品和化妝品等領(lǐng)域表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值和發(fā)展前景。隨著對植酸及其鹽類物質(zhì)研究的不斷深入，植酸將更為廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域[109,110]。但是，目前植酸的廣泛應(yīng)用價值和現(xiàn)狀與其優(yōu)勢還不甚符合，主要是高純度植酸和固體植酸的生產(chǎn)成本較高，將來可以在植酸的色譜層析分離材料等生產(chǎn)工藝上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本[111]。其次，植酸的穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步研究，液體植酸較強(qiáng)的螯合特性，可以緊密與蛋白質(zhì)、糖類和金屬離子等螯合，使得制備的液體植酸容易螯合蛋白質(zhì)和金屬離子等雜質(zhì)[112,113]，解決植酸提取物原料（如米糠、玉米漿和豆粕等）中蛋白質(zhì)的脫除，同時回收蛋白質(zhì)類高附加值產(chǎn)品是獲得高品質(zhì)植酸的關(guān)鍵基礎(chǔ)。另外，植酸的水溶性[114]，決定其用于水溶性食品的巨大潛力，但是不利于在脂肪或油溶性食品中的廣泛使用，進(jìn)一步地，可以通過植酸的改性，將其改性加工成植酸的酯類化合物以增強(qiáng)植酸在油溶性食品中的應(yīng)用能力[115]，或者借助于乳化和微乳化技術(shù)，通過植酸乳液和微乳液產(chǎn)品的制備，增強(qiáng)植酸在油溶性食品體系中的溶解度。

3.2 盡管早期有很多關(guān)于植酸影響機(jī)體吸收以礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)為主的營養(yǎng)元素的研究報道和爭議，但隨著科學(xué)技術(shù)研究的深入，植酸顯著的抗氧化、防腐抑菌、抗腫瘤等生理、生物學(xué)活性功效越來越被科研工作者重視。而且，植酸作為一種天然、綠色、安全、營養(yǎng)、健康的多功效食品添加劑，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。在植酸作為食品添加劑的應(yīng)用和開發(fā)上還有許多研究和工作要做。首先，需要擴(kuò)大植酸提取原料的來源。我國是稻米大國，米糠可作為生產(chǎn)植酸的優(yōu)質(zhì)原料，此外，玉米加工廢棄物玉米漿、農(nóng)作物麩皮、酒糟等許多農(nóng)產(chǎn)品加工的廢棄物和工業(yè)加工下腳料中富含大量的植酸，充分利用農(nóng)業(yè)加工廢棄物資源，為食品工業(yè)綜合利用和農(nóng)產(chǎn)品增值提供了新的途徑，也有利于產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、治理有效和生活富裕的鄉(xiāng)村振興。第二，在植酸的提取工藝和純化方法上有待于進(jìn)一步提高，高產(chǎn)率和高純度植酸的制備工藝有待于進(jìn)一步研發(fā)。特別是在純化植酸所用的離子交換樹脂篩選和改性上，還有諸多問題需要解決，如樹脂的工業(yè)化放大生產(chǎn)中膨脹炸裂，原料中蛋白質(zhì)對于離子交換層析的影響，蛋白質(zhì)對植酸鈉結(jié)晶的影響等。第三，在植酸作為食品添加劑或食品的應(yīng)用上，還有很大的發(fā)展空間，開發(fā)推廣也是今后的工作重點。植酸在食品工業(yè)上功效較多，還需要擴(kuò)大其在食品添加劑中的應(yīng)用范圍。通過將植酸和其它食品添加劑進(jìn)行復(fù)配，可以更加充分地發(fā)揮植酸的功效。第四，為了增加植酸在油溶性食品中的應(yīng)用范圍，對植酸進(jìn)行改性或?qū)χ菜徇M(jìn)行包埋處理，也是今后的研究方向。隨著對植酸研究的深入和應(yīng)用范圍的拓展，隨著生物工程、化學(xué)工程、食品科學(xué)工程等各學(xué)科和技術(shù)的快速協(xié)調(diào)發(fā)展，植酸在食品工業(yè)領(lǐng)域中將發(fā)揮更大的作用，其市場前景必將十分廣闊，在不遠(yuǎn)的將來一定會產(chǎn)生愈來愈顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。