臧芳波 牟德華 馮 隨 化 穩(wěn) 王世杰 高曉光*
1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院 河北石家莊 050018 2. 河北雙鴿食品股份有限公司 河北石家莊 050021 3.河北省生豬加工技術(shù)創(chuàng)新中心 河北石家莊 050021
肉制品是一種高營養(yǎng)食品,含有人體所需的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分,然而其貨架期主要受微生物生長和氧化腐敗影響[1]。為保證肉制品品質(zhì),人們常在肉制品中加入一些食品添加劑。目前,在肉制品中常用的多為成本低廉的化學(xué)合成類添加劑,比如二丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)、山梨酸、硝鹽等[2]。然而化學(xué)添加劑存在著一定的安全隱患,使用不當(dāng)會對人體健康造成危害[3]。因此,國內(nèi)外的科研工作者都在尋找一種更為安全可靠且經(jīng)濟(jì)適用的添加劑,其中效果較好的是天然植物提取物[4]。
植物富含多酚和類黃酮、維生素及其前體(生育酚、抗壞血酸等)、萜類化合物等,這些物質(zhì)具有抑菌、抗氧化作用的同時,還可改善食品感官品質(zhì)[5]。植物提取物就是以植物為原料,通過物理或化學(xué)方法從枝、葉、根、塊莖等處提取分離得到的活性物質(zhì)[6]。將植物提取物添加到食品中,能很好地抑制金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、傷寒桿菌等食源性致病菌的生長繁殖,降低食品中毒的發(fā)生概率,減少化學(xué)添加劑對人體健康造成的危害[7]。本文介紹了植物提取物的主要活性成分,并對其在肉與肉制品中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要闡述。
精油,又稱揮發(fā)油,是一類可隨水蒸氣蒸餾出,并與水不相混溶,具有芳香氣味的揮發(fā)性油狀液體的總稱[8]。植物精油中含有酚類、萜類等化合物,抑菌、抗氧化性能良好[9]。此外,它還能矯正食品異味,賦予食品香氣,作為天然防腐劑在食品保鮮方面有較好的應(yīng)用前景[10]。
牛彪[11](2020)等研究了牛至、香茅、丁香植物精油及其化學(xué)成分對5種病原菌的體外抑菌活性,結(jié)果表明4.75%的牛至、丁香精油可將金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌全部殺滅;9.5%的牛至、香茅、丁香精油可將白色葡萄球菌、白色念珠菌全部殺滅。這3種精油對銅綠假單胞菌均表現(xiàn)出較弱的殺滅效果,殺滅濃度均大于9.5%。羅飛亞[12](2020)等對5種植物精油的抑菌和抗氧化活性進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)石香薷精油、百里香精油和牛至精油對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、腸炎沙門氏菌的抑制效果良好,其MIC在1~4μg/mL之間,且對黑曲霉菌也有一定的抑制作用;石香薷精油、百里香精油、牛至精油和羅勒精油還表現(xiàn)出較強的抗氧化能力,對DPPH自由基的清除率與精油濃度有明顯關(guān)系。
然而目前的一些研究表明,即使對同一種植物源進(jìn)行精油提取時,不同的提取方法、提取部位及其處于的不同生長階段都會對精油的抑菌、抗氧化活性造成影響。Nasrin[13](2020)等對處于營養(yǎng)、開花和結(jié)果三個不同發(fā)育階段提取的千葉蓍進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在生長階段,精油中所含的單萜類化合物逐漸減少,倍半萜類化合物增加;開花期精油提取率最大;營養(yǎng)期和開花期,精油表現(xiàn)出最高的酚含量和抗氧化活性。李曉嬌[14](2020)等使用超聲輔助法(UWD)、微波輔助法(MWD)、同時蒸餾萃取法(SDE)3種方法提取清香木葉精油,發(fā)現(xiàn)3種精油對枯草芽孢桿菌的抑制作用均高于金黃色葡萄球菌和大腸桿菌,UWD精油比MWD和SDE精油具有更好的抑菌和殺菌效果,其對枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度僅為0.005g/mL;3種精油清除DPPH·的能力為:UWD精油>MWD精油>SDE精油,清除ABTS+·的能力為:SDE精油>MWD精油>UWD精油。
植物多酚,又稱單寧,是植物體內(nèi)重要的次生代謝產(chǎn)物[15]。它含有大量的酚羥基,因此能清除自由基,具有較強的抗氧化性能。同時,酚類化合物對微生物也具有一定的抑制作用[16],然而其作用機(jī)制尚未被完全認(rèn)識。目前已知的是酚類物質(zhì)可以與酶結(jié)合或者與細(xì)胞膜相互作用從而破壞細(xì)胞完整性,導(dǎo)致其內(nèi)容物流失,進(jìn)而殺死微生物[17]。由于其獨特的理化性質(zhì),常被用作天然食品添加劑,在食品生產(chǎn)中起著重要作用。
張兆英[18](2020)等考察了金絲小棗多酚的抗氧化和抑菌活性,發(fā)現(xiàn)金絲小棗多酚對亞硝酸根、羥自由基和超氧自由基具有清除作用;對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、曲霉和根霉均有不同程度的抑制作用,且清除能力和抑菌作用均隨多酚濃度增加而增強。Chen[19](2017)等發(fā)現(xiàn)甜菜糖蜜多酚對金黃色葡萄球菌、李斯特菌、大腸桿菌和鼠傷寒桿菌具有顯著的抗菌活性,SDS-PAGFE和電鏡分析結(jié)果均表明,甜菜糖蜜多酚可以極大地破壞細(xì)胞壁和細(xì)菌膜的完整性,從而導(dǎo)致這4種致病菌細(xì)胞蛋白質(zhì)泄露。賈仕杰[20](2019)等測定了東北地區(qū)6種紅樹莓葉中的總酚含量,并采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法鑒定其多酚物質(zhì),同時對其體外抗氧化活性進(jìn)行了評價。結(jié)果表明,檢測出的13種多酚物質(zhì)中有6種酚酸和7種類黃酮;紅樹莓葉提取物中的總酚含量與DPPH自由基清除能力和ABTS陽離子自由基清除能力顯著正相關(guān)。
目前,從自然界中發(fā)現(xiàn)的萜類化合物已超過50 000種[21],大部分是從植物中分離得到的[22]。根據(jù)異戊二烯烴數(shù)量不同,可將萜類物質(zhì)分為倍半萜、單萜、二萜、三萜等[23]。許多中外科研工作者的實驗結(jié)果,均表明萜類化合物具有良好的抑菌效果。
李兆亭[24](2019)等測定了胡椒油中的萜類化合物對單增李斯特菌的最小抑菌濃度、形態(tài)、電導(dǎo)率等抑菌指標(biāo),并將其應(yīng)用于冷鮮肉保鮮。結(jié)果表明,胡椒油中萜類化合物對單增李斯特菌的MIC為0.05%,添加0.1%的萜類化合物可顯著抑制李斯特菌生長,改變細(xì)胞膜通透性,使內(nèi)容物大量流失,菌體相互黏連、衰亡,從而延長冷鮮肉貨架期。Popova[25](2019)等使用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對煙草中的成分進(jìn)行鑒定,結(jié)果表明其主要成分主要是二萜類化合物,對酵母菌抑制效果較好,對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌抑制效果較差。Abdou[26](2016)對有刺金合歡中三種三萜化合物的總抑菌活性進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌,尤其是白色念珠菌均有較強的抑菌作用。
黃酮類化合物廣泛存在于植物中,其化學(xué)結(jié)構(gòu)屬于多酚衍生物的一種,因而也具有一定的清除自由基和抗菌抑菌活性。隨著人們對黃酮類物質(zhì)研究的不斷深入,很多具體成分已被確定,且對人體沒有嚴(yán)重的不良影響,已有很多食品、藥品方面的應(yīng)用[27]。
陸游說:“汝果欲學(xué)詩,功夫在詩外?!闭n外閱讀對于學(xué)生閱讀能力的提高,有著重要的作用。雖然有部分語文教師認(rèn)為課外書籍的閱讀是浪費時間,但是普遍還是鼓勵學(xué)生進(jìn)行課外閱讀的,大部分教師還會根據(jù)所學(xué)向?qū)W生推薦經(jīng)典名著。但是,教師卻很少檢查學(xué)生的課外的閱讀,也很少提供相應(yīng)的閱讀指導(dǎo)。教師們認(rèn)為,面臨高考,師生的任務(wù)都很重,沒有多余的時間來關(guān)注課外閱讀。因此,學(xué)生的課外閱讀實際處于無人監(jiān)管、放任自流的狀態(tài)。
申夢娜[28](2020)等研究了襄麥冬黃酮的體外抗氧化能力和抑菌活性,發(fā)現(xiàn)一定濃度范圍內(nèi),其抗氧化活性隨濃度增加而增強;其DPPH自由基清除能力、羥自由基清除能力比相同濃度的VC強;對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌有一定的抑制作用,對金黃色葡萄球菌的最大抑菌圈直徑可達(dá)18.80mm。Zhou[29](2015)等從玉竹中提取的11種異黃酮,均表現(xiàn)出較強的抗氧化活性。莊遠(yuǎn)紅[30](2019)等發(fā)現(xiàn)從琯溪蜜柚落果中提取的黃酮,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌均有一定的抑制作用,且隨著提取物濃度增大,抑菌率不斷增加。
生物堿是一類堿性含氮有機(jī)物。所有天然生物堿均來自植物,但并非所有植物都可產(chǎn)生生物堿[31]。研究發(fā)現(xiàn),生物堿具有抗菌消炎、抗腫瘤、抗病毒等生物活性。
余永婷[32](2018)等研究發(fā)現(xiàn),苦豆子生物堿浸提物的抑菌效果要好于苯甲酸鈉,對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌、釀酒酵母、黑曲霉均有不同程度的抑制作用,且抑菌效果隨溫度升高而增強,在pH值為8左右時抑菌效果較好。戴五好[33](2012)等實驗表明,苦參、山豆根中的生物堿對金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、甲型溶血性鏈球菌、乙型溶血性鏈球菌、銅綠假單胞菌、產(chǎn)堿假單胞菌、惡臭假單胞菌7種實驗菌均有抑制作用,具有廣譜的抑菌活性。周琦[34](2019)等發(fā)現(xiàn)魔芋飛粉生物堿對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、鼠傷寒沙門氏菌均有明顯的抑制作用,其中對金黃色葡萄球菌的抑制作用最強。
隨著人們對食品安全和食品品質(zhì)的重視,植物提取物作為一種天然添加劑,已成為當(dāng)今研究的熱點。植物提取物抑菌和抗氧化效果良好,安全性高,在肉制品應(yīng)用方面具有廣闊前景。目前,在肉制品中應(yīng)用的植物提取物有茶多酚、香辛料提取物和果蔬提取物。
我國是茶葉大國,茶葉具有降血糖、調(diào)血脂、預(yù)防癌癥等功效[35]。茶多酚是茶葉提取物中的主要有效成分,是一類多羥基酚類混合物的總稱,主要包括兒茶素、表兒茶素(EC)、表沒食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、和表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG),其中EGCG是茶多酚中含量最多、活性最高的功能成分,具有極強的清除自由基、抗氧化能力[36]。
Zhou[37](2020)等對比了迷迭香提取物、葡萄籽提取物和綠茶多酚對熏腸理化性質(zhì)和亞硝胺含量的影響,發(fā)現(xiàn)這3種添加物均能降低香腸pH值和TBARS值,減少亞硝酸鹽和亞硝胺殘留量。其中,綠茶多酚清除ABTS+·的能力最強。Fan[38](2014)等發(fā)現(xiàn),在豬肉香腸中添加0.03%的茶多酚可有效降低菌落總數(shù)和氧化程度,對感官也有一定的改善作用。然而茶多酚單獨使用時存在一定的局限,所以目前的許多研究都是將茶多酚與其他物質(zhì)復(fù)配或與新興技術(shù)結(jié)合使用,這樣可以更好地抑制微生物生長、延緩脂質(zhì)氧化,延長貨架期。
劉芝君[39](2020)等分析比較了茶多酚組、茶多酚微膠囊組和空白組3組臘肉的理化指標(biāo)、感官評價和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),發(fā)現(xiàn)添加茶多酚后臘肉POV值和TBARS值顯著降低,能保持較好的色澤和較低水平的亞硝酸鹽殘留。茶多酚微膠囊組的臘肉特征風(fēng)味物質(zhì)酚類物質(zhì)相對含量最高,為61.361%,能使臘肉具有更豐富的風(fēng)味;且茶多酚微膠囊處理后臘肉中與脂肪氧化相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)相對含量較低,說明其能較好的抑制脂肪氧化。謝菁[40](2019)對冷鮮豬肉復(fù)合保鮮包裝技術(shù)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)高氧氣調(diào)包裝條件下,復(fù)合保鮮劑最適配比為0.010%α-生育酚、0.200%茶多酚和1.810%殼聚糖;真空包裝條件下,最適配比為0.006%α-生育酚、0.250%茶多酚和1.000%殼聚糖。這2種復(fù)合保鮮劑處理組與對照組相比,均可有效抑制脂肪氧化,降低汁液流失,保護(hù)肉色,貨架期分別延長至18d和28d。
香辛料不僅是一種植物源防腐劑,還能有效抑制脂質(zhì)氧化,保持肉品色澤[41]。Huang[42](2019)等在豬肉餡冷凍水餃中添加了丁香提取物和迷迭香提取物,結(jié)果表明提取物能增強蛋白熱穩(wěn)定性,抑制蛋白質(zhì)羰基形成,對蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化有明顯抑制作用。陳洪生[43](2019)等研究了丁香、迷迭香、桂皮和甘草4種香辛料提取物對豬肉肌原纖維蛋白抗氧化特性的影響,發(fā)現(xiàn)4種提取物都能較好地抑制表面疏水性增加,加速蛋白巰基下降。其中丁香、迷迭香和桂皮提取物能顯著抑制蛋白羰基形成,丁香和迷迭香提取物能明顯抑制Ca-ATP酶活性,丁香、迷迭香和甘草對蛋白質(zhì)溶解性下降有很好的抑制作用。
果蔬中富含有機(jī)酸、礦物質(zhì)和多種維生素等營養(yǎng)成分及黃酮、兒茶素、花青素、生物堿等功能因子,在肉制品中能起到良好的保鮮作用。
羅士數(shù)[46](2013)等發(fā)現(xiàn)草果提取物能減緩鯽魚肉TVB-N值和pH值上升,明顯抑制鯽魚肉的腐敗變質(zhì),0.3%濃度時與山梨酸鉀保鮮效果相當(dāng)。Li[47](2020)等研究表明,葡萄籽提取物能抑制生魚片中微生物生長繁殖,降低揮發(fā)性鹽基氮和組胺等積累,冷藏條件下貨架期可延長3d左右。秘雪[48](2019)研究發(fā)現(xiàn),莧菜粗提物對金黃色葡萄球菌和阪崎克羅諾腸桿菌具有抑菌活性。將其加入到熟豬肉中,可顯著降低金黃色葡萄球菌數(shù)量和pH值,維持色澤穩(wěn)定,延長貨架期。
除上述3種提取物外,中草藥、谷物、樹葉、花卉等植物提取物在肉制品中也得到了一定的應(yīng)用。Lee[49](2015)等發(fā)現(xiàn)紫蘇子水提取物中含有酚類物質(zhì),能清除DPPH和ABTS自由基,抑制大腸桿菌。將0.6%的紫蘇子水提取物添加到牛肉餅中,能延緩脂質(zhì)氧化,保護(hù)產(chǎn)品色澤,提高感官品質(zhì)。秦鳳賢[50](2017)等將蒲公英和銀杏葉提取液均勻噴淋在冰鮮鹿肉表面,發(fā)現(xiàn)處理組能抑制細(xì)菌生長,降低揮發(fā)性鹽基氮值和失水率,保護(hù)色澤。提取液含量為0.2g/mL時,保質(zhì)期可延長至62d。
植物提取物中多酚、黃酮、生物堿等活性成分含量豐富,具有抗氧化能力強、抑菌性好、安全性高等特點,具有廣大的發(fā)展前景。然而目前在肉品企業(yè)加工中應(yīng)用并不十分普遍,原因主要集中在提取工藝繁瑣、產(chǎn)量低、價格高、穩(wěn)定性差、有揮發(fā)性氣味等方面。因此,在今后的研究中,應(yīng)不斷優(yōu)化提取工藝,提高提取物得率和品質(zhì),降低氣味物質(zhì)含量和生產(chǎn)成本。
此外,許多研究表明多種植物提取物復(fù)配或與新型包裝技術(shù)結(jié)合時,效果普遍好于單一的植物提取物。然而,植物提取物間不止存在協(xié)同增效作用,還可能產(chǎn)生拮抗作用。因此有必要對植物提取物中的活性成分進(jìn)行分離鑒定,深入細(xì)致地研究其作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系,從而為植物提取物在肉品加工中的應(yīng)用提供有力的理論依據(jù)。
同時,仍有部分提取物成分沒有進(jìn)行毒理學(xué)方面評估,存在一定的安全隱患。應(yīng)該盡快完善植物提取物的安全評價標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而研究開發(fā)出高效、抑菌譜廣、安全的植物提取物,滿足消費者對食品安全的需求。