楊軼浠，崔釗偉，王衛(wèi)，Jaekel Carsten Stephan Herbert，張佳敏，劉雅寧，郭育濤

（1.成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，四川成都 610106）（2.四川鐵騎力士集團(tuán)，四川綿陽(yáng) 621000）（3.成都大學(xué)肉類(lèi)加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610106)

肉的食用，特別是紅肉的食用可以追溯到遠(yuǎn)古年代，至今仍然是一種主導(dǎo)的生活方式和現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)形式。由于肉類(lèi)制品具有高水分和營(yíng)養(yǎng)含量，是腐敗性和致病性微生物的良好底物[1]，其加工和貯藏中極易變質(zhì)或腐敗。肉品的質(zhì)量受微生物生長(zhǎng)和脂質(zhì)氧化影響很大，該因素直接決定了肉品的感官、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2]。近年來(lái)，致病性和腐敗性微生物引起的食源性疾病屢見(jiàn)不鮮，消費(fèi)者越來(lái)越重視肉品的食用安全[3]。

為維持貨架期，一些化學(xué)防腐劑如硝鹽等常加入到肉品中，這些化學(xué)防腐劑主要具有抑菌、抗氧化和防褐變的功效[4]。各國(guó)對(duì)化學(xué)抑菌劑的使用范圍和使用量均有嚴(yán)格的限制，常規(guī)上可適量使用的主要有乙酸、醋酸鉀、醋酸鈣、乳酸、二氧化碳和蘋(píng)果酸；限量使用的還包括苯甲酸和苯甲酸鹽（ADI 5 mg/kg bw）、山梨酸和山梨酸鉀（ADI 25 mg/kg bw）、硝酸鹽（ADI 3.7 mg/kg bw）和亞硝酸鹽（ADI 0.07 mg/kg bw）等。然而長(zhǎng)期的研究表明，一些化學(xué)防腐劑的過(guò)多和不當(dāng)使用，可能存在致癌、造成皮膚和呼吸道過(guò)敏、失眠、多動(dòng)以及引發(fā)心血管疾病等安全隱患[5,6]。由于對(duì)化學(xué)防腐劑安全性的擔(dān)憂(yōu)，植物提取物等相對(duì)更為安全的天然或“綠色”的天然抑菌劑類(lèi)替代品越來(lái)越受到關(guān)注。這些天然植物提取的防腐劑被認(rèn)為更為安全可靠，在可食用劑量下鮮少發(fā)現(xiàn)副作用，同時(shí)在肉品加工和貨架期可呈現(xiàn)足夠的穩(wěn)定性[7]。

天然抑菌劑來(lái)源廣闊，香辛料是一個(gè)重要的來(lái)源，從古至今其在食品和醫(yī)藥方面有廣泛的應(yīng)用。由于具抑菌抗氧化作用的香辛料具有香、辛、麻、辣、苦、甜等典型的氣味，還主要作為賦予肉品良好的風(fēng)味而被廣泛使用，并且有些甚至具有一定的抗癌、抗衰、抗炎、抗誘變、抗過(guò)敏等生物活性[8,9]。因此，香辛料提取物可作為具有抑菌、抗氧化、增色、調(diào)味、保健等多重功效的食品添加劑使用[10]，本文對(duì)香辛料的來(lái)源、活性提取組分、抑菌及抗氧化活性，特別是其在各類(lèi)肉品中的防腐保鮮作用及其應(yīng)用進(jìn)行概要綜述。

1 香辛料的來(lái)源、提取及主要活性成分

1.1 香辛料的來(lái)源

香辛料是常見(jiàn)的食物附屬物，幾千年來(lái)一直作為調(diào)香、調(diào)味劑使用，因其味道特征而聞名，具有芳香特征和對(duì)三叉神經(jīng)的刺激作用。有強(qiáng)烈香味的香辛料被稱(chēng)為芳香香料，如：孜然、薄荷、丁香；有辛辣感覺(jué)的香辛料被稱(chēng)為辣香料，如：辣椒、花椒、姜[11]。從植物科別來(lái)看，香辛料在蔥屬科（大蒜、韭菜和洋蔥）和傘型科（茴香、香菜、芹菜和孜然）植物中占比較多。從植物提取部位來(lái)看，香辛料可來(lái)源于新鮮或干燥植物的各個(gè)部位：樹(shù)皮（肉桂）、鱗莖（大蒜或洋蔥）、花（丁香）、果實(shí)（辣椒）、根莖（姜）、種子（罌粟籽）或整個(gè)植物。在天然植物提取物的劃分上，香辛料和草本提取物沒(méi)有嚴(yán)格的界限，正如薄荷有時(shí)被稱(chēng)為草本提取物[12]。本文所陳述的香辛料為廣義的香辛料提取物，包括植物中所有具有強(qiáng)烈芳香和辛香的植物性制品。

1.2 香辛料提取物的提取、分離及鑒定

已有關(guān)天然植物提取物提取方法的詳細(xì)介紹[3]，除傳統(tǒng)的溶劑浸提法外，一些改良的提取方法也廣泛應(yīng)用于香辛料的提取，如索式提取法、水蒸氣蒸餾法、亞臨界水提取法、超臨界CO2萃取法、脈沖電萃取法、微波輔助提取法、超聲輔助提取法、超臨界流體萃取、固相萃取和加壓液體提取法等[13]。提取方法和介質(zhì)的不同，香辛料提取物的成分、產(chǎn)率、效能、感官特性和抗菌活性均有較大區(qū)別。比如，通過(guò)溶劑提取與水蒸氣蒸餾所得的提取物成分有所差別，從而影響香辛料提取物的抗菌性能。實(shí)驗(yàn)證明，己烷為溶劑的香辛料提取物比水蒸汽蒸餾所得提取物具有更大的抗菌活性。又如，在低溫和高壓下香辛料通過(guò)液體二氧化碳提取會(huì)產(chǎn)生更自然的感官特性，但稍顯昂貴。另外，無(wú)溶劑微波輔助萃取法在一些香辛料得提取上顯示出較好的效能。Zhao等[14]在2018年就比較了天竺桂葉采用水蒸氣蒸餾和無(wú)溶劑微波輔助萃取兩種方法下其提取物產(chǎn)率的對(duì)比。在40 min 540 W的微波輻射功率下，提取物產(chǎn)率為6.50 mL/kg；而在200 min 540 W電加熱裝置下，進(jìn)行水蒸氣蒸餾下的產(chǎn)率為 5.46 mL/kg。同時(shí)，Bousbia[15]比較了水蒸氣蒸餾和微波水?dāng)U散重力法對(duì)迷迭香葉提取的產(chǎn)率。在得到相同產(chǎn)率的情況下，微波水?dāng)U散重力法只需要15 min而水蒸氣蒸餾需要反應(yīng)180 min的時(shí)間。

對(duì)香辛料提取物，可根據(jù)其混合物中各化合物的分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和分子間作用力等的不同，利用色譜法還可對(duì)其混合成分進(jìn)行分離。常用的色譜法有：薄層層析法、柱層析法、液相色譜法和氣相色譜法。提取物中不同的化合物具有不同的官能團(tuán)和分子特性，如：極性、氫鍵、偶極-偶極相互作用，這就使得在薄層層析和柱層析法中，各化合物顯示出不同的保留系數(shù)，在液相色譜法和氣相色譜法中表現(xiàn)為不同的保留時(shí)間，從而對(duì)混合物進(jìn)行分離[16]。同時(shí)，液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）和氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)可更高效的將香辛料提取物化學(xué)成分的定性、定量分析結(jié)合了起來(lái)。比如在對(duì)紅景天根甲醇提取物的分析中，就通過(guò)GC-MS聯(lián)用的分析方法分離得到了共18種不同的化合物，根據(jù)峰面積百分?jǐn)?shù)并與NIST數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)可鑒定出主要存在的化合物（穿貝海綿甾醇21.91%、十八烷基酰氯17.01%、對(duì)羥基苯乙酮11.07%）[17]。利用非靶向的LC-MS聯(lián)用方法也成功分離并鑒定了從5種不同辣椒樣品中提取的186種酚類(lèi)和多羥基化合物，其中包括花青素、原花青素、兒茶素衍生物、黃酮、黃酮醇、異黃酮和奎寧酸等[18]。另外，頂空固相微萃取法與氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)相結(jié)合的方法極大簡(jiǎn)化了樣品的提取、分離和鑒定。利用頂空固相微萃取法可直接對(duì)香辛料原料進(jìn)行萃取，操作簡(jiǎn)單、高效快速。樣品預(yù)處理后直接插入氣相色譜儀進(jìn)樣口進(jìn)行后續(xù)分離鑒定。江漢美團(tuán)隊(duì)就利用了頂空固相微萃取法與氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)5種姜科香辛料的揮發(fā)成分進(jìn)行分析，分別從草果、白豆蔻、生姜、砂仁、山奈鑒定出39、40、54、42種成分[19]。

1.3 香辛料提取物的主要抑菌成分

香辛料富含精油，具有顯著的抗菌活性，因此這些物質(zhì)可以用來(lái)延遲或抑制致病微生物或破壞微生物的生長(zhǎng)[20]。許多香辛料都具有抗菌特性，包括大蒜、洋蔥、肉桂、肉豆蔻、咖喱、芥末、黑胡椒、百里香、薄荷[21,22]，以及迷迭香、牛至、鼠尾草、茴香、羅勒、姜黃、香菜和姜等[23,24]。它們的活性取決于香辛料的種類(lèi)、成分和濃度、目標(biāo)微生物的類(lèi)型和濃度、底物的組成以及加工和儲(chǔ)存條件[25]。

不同香辛料提取物的活性成分各不相同，同種香辛料的成分也受收獲季節(jié)和地理因素的影響[26]。一般來(lái)說(shuō)，在開(kāi)花期間或開(kāi)花后立即收獲的香辛料提取物具有最強(qiáng)的抗菌活性[27]。另外，來(lái)自同一株香辛料不同部位的活性成分也會(huì)有很大的差異。例如，從香菜種子中獲得的提取物成分與同一香菜未成熟的葉子中的提取的成分有較大的不同[28]。Senatore等[29]通過(guò)GC-MS分析了在不同生長(zhǎng)時(shí)期百里香通過(guò)水蒸氣蒸餾所得精油提取物中有64種成分的存在。有的香辛料提取物中主要成分可占總量的85%，而其他次要成分僅以痕量存在[30]。這些主要的抗菌活性化合物主要是植物的次生代謝產(chǎn)物，可分為酚類(lèi)、酚酸類(lèi)、醌類(lèi)、萜類(lèi)、黃酮和單寧等[31]。其中，酚酸類(lèi)化合物主要負(fù)責(zé)提取物的抗菌特性[32]，而其所含-OH基團(tuán)的個(gè)數(shù)直接跟抗菌強(qiáng)弱有關(guān)[33]。常見(jiàn)的一些香辛料提取物的化學(xué)結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖 1[34]。一些證據(jù)表明，除主要成分外，次要成分在抗菌活性中也起著關(guān)鍵的作用，其主要原因可能是各成分間的協(xié)同作用所發(fā)揮的功效。這些協(xié)同作用在鼠尾草、牛至和百里香等香辛料提取物的研究中均有發(fā)現(xiàn)[25,35]。各類(lèi)香辛料提取物主要活性成分詳見(jiàn)表1。

根據(jù)已有的研究結(jié)果，香辛料可以得出大致的抗菌活性比較為：牛至/丁香/香菜/肉桂＞百里香＞薄荷＞迷迭香＞芥末＞鼠尾草。其化學(xué)組分的大致抗菌活性為：丁子香酚＞香芹酚/肉桂酸＞羅勒甲基佳味酚＞肉桂醛＞檸檬醛/香葉醇[45]。

表1 香辛料提取物的主要活性成分Table 1 Sources and components of various spice extracts

2 香辛料提取物的抑菌作用

2.1 香辛料提取物的抗菌機(jī)制

由于香辛料提取物中存在大量不同的化合物，其抗菌活性并不采用同一特定機(jī)制，而是與細(xì)胞中幾個(gè)主要作用靶點(diǎn)有關(guān)，如圖2所示。其中包括細(xì)胞壁降解、細(xì)胞膜的破壞、膜蛋白的損傷、細(xì)胞內(nèi)容物的泄漏和質(zhì)子動(dòng)力源的消耗。在這些抑菌機(jī)制中，并非每個(gè)靶點(diǎn)是獨(dú)立運(yùn)行的，更多的是一個(gè)聯(lián)動(dòng)的過(guò)程[46]。香辛料精油的一個(gè)重要特征是其疏水性，因此其能夠分割細(xì)菌細(xì)胞膜脂質(zhì)和線粒體，干擾結(jié)構(gòu)和提高滲透性[47]，然后再發(fā)生離子和其它細(xì)胞內(nèi)容物的泄漏[48]。雖然細(xì)菌細(xì)胞對(duì)一定量?jī)?nèi)容物的的泄漏仍然可以保持活力，但細(xì)胞內(nèi)容物的大量流失或關(guān)鍵分子和離子的排出將導(dǎo)致細(xì)胞的死亡[49]。香辛料提取物也作用于嵌入在細(xì)胞質(zhì)膜中的蛋白。比如，一些親脂烴分子可在脂質(zhì)雙層中積累，扭曲脂質(zhì)-蛋白的相互作用，或者這些親脂化合物直接與蛋白疏水部分相互作用，從而破壞細(xì)胞膜蛋白[50]。另外，香辛料提取物還可能作用于參與能量調(diào)節(jié)或結(jié)構(gòu)成分合成的酶，如位于細(xì)胞質(zhì)膜中并與脂質(zhì)分子接壤的ATP酶[51]。其中，肉桂油已被證明可以抑制產(chǎn)氣腸桿菌中的氨基酸脫羧酶[52]。

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)食品源性微生物具有較強(qiáng)抗菌性能的香辛料提取物常為含有較高比例的酚類(lèi)化合物[54]，如胡蘿卜酚、丁香酚和百里香酚等。它們主要通過(guò)破壞細(xì)胞質(zhì)膜，擾亂質(zhì)子動(dòng)力源、電子流動(dòng)、細(xì)胞內(nèi)容物的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和聚集發(fā)揮效能[55]。單核李斯特菌在百里香精油的作用下就會(huì)發(fā)生細(xì)胞壁增厚和干擾，并伴隨著細(xì)胞質(zhì)的減少；在牛至和肉桂提取物作用的大腸桿菌O157:H7上也有類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)[56]。就非酚類(lèi)物質(zhì)而言，異硫氰酸酯的抗菌活性主要由于二硫鍵的斷裂導(dǎo)致細(xì)胞外酶失活。萜類(lèi)化合物能夠破壞和穿透細(xì)菌細(xì)胞壁的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)，并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[57]。香芹酚能夠分解革蘭氏陰性菌的外膜，釋放脂多糖，并增強(qiáng)細(xì)胞質(zhì)膜對(duì)ATP的滲透性；香芹酚對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的抗菌活性是由于它與細(xì)菌細(xì)胞膜的相互作用改變了H+和 K+等陽(yáng)離子的滲透性[58]。烷烴的類(lèi)型也會(huì)影響香辛料提取物的抗菌活性（烯基＞烷基），例如檸檬烯比對(duì)傘花烴更有抗菌活性[55]。

2.2 香辛料提取物各成分的協(xié)同抑菌作用

當(dāng)使用香辛料提取物時(shí)，普遍認(rèn)為無(wú)論是抗菌活性還是其他的化學(xué)反應(yīng)，都是多種生物活性的化學(xué)物質(zhì)相互交替的協(xié)同作用，即組合物質(zhì)的效應(yīng)大于個(gè)體效應(yīng)的總和。牛至提取物的兩種結(jié)構(gòu)相似的主要成分（胡蘿卜素和百里香酚），在對(duì)金黃色葡萄球菌和銅綠葡萄球菌進(jìn)行測(cè)試時(shí)就顯示出協(xié)同作用[59]。在肉桂醛和丁香酚的濃度分別為250 μg/mL和500 μg/mL的條件下的混合物能有效抑制葡萄球菌、微球菌和大腸桿菌的生長(zhǎng)長(zhǎng)達(dá)30 d，而單一化合物卻沒(méi)有抑制作用[60]。

除同一香辛料中提取的不同化合物有協(xié)同作用外，不同香辛料的提取的化合物之間也能表現(xiàn)出協(xié)同效能。將檸檬中的檸檬酸添加到香料中，可以觀察到香料協(xié)同抗菌作用。黑胡椒也是一種“生物利用度增強(qiáng)劑”，可以增加包括微生物在內(nèi)的細(xì)胞與其他天然抗菌劑作用的速率[61]。又如在百里香和牛至中發(fā)現(xiàn)的主要抗菌化合物是百里香酚和香芹酚。最近在一項(xiàng)使用百里香酚、香芹酚和丁香酚抑制李斯特菌的研究中，當(dāng)使用混合物時(shí)表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，這三種化合物的三元混合物極大地降低了單個(gè)化合物的抑制濃度[62]。

2.3 香辛料提取物抑菌的體外實(shí)驗(yàn)

表2 香辛料提取物的抗菌活性Table 2 Antimicrobial activities of spice extracts

目前，防腐劑對(duì)食品相關(guān)微生物的抗菌活性還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。主要針對(duì)抗生素檢測(cè)的抗菌敏感性檢測(cè)NCCLS標(biāo)準(zhǔn)被改進(jìn)后主要應(yīng)用于天然植物提取物抑菌性能的測(cè)定[63]。然而，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能受提取物的提取方法、培養(yǎng)液體積、生長(zhǎng)周期、培養(yǎng)基的使用、培養(yǎng)基的pH值、培養(yǎng)時(shí)間和溫度等因素的影響[64]，各個(gè)發(fā)表的數(shù)據(jù)間的比較也十分復(fù)雜。其中，大多數(shù)科研人員使用最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）作為抑菌劑抗細(xì)菌性能的衡量指標(biāo)[65]。用于測(cè)試香辛料提取物抗菌活性的技術(shù)多種多樣。如果對(duì)提取物進(jìn)行抗菌活性的篩查，常見(jiàn)的方法有紙片擴(kuò)散法，即將用香辛料提取物浸泡的紙片放置在接種的瓊脂板上[66]。此方法主要用于抗菌活性的初步篩選。當(dāng)需要篩選大量提取物與或大量細(xì)菌分離物時(shí)，瓊脂孔測(cè)試法亦用作抗菌活性篩選方法之一[54]。為了使細(xì)菌生長(zhǎng)更易被觀察，有時(shí)在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中添加三苯四氯化銨[67]。如果對(duì)提取物進(jìn)行抗菌強(qiáng)度篩查，可以通過(guò)提取物在瓊脂或肉湯中的稀釋度來(lái)確定。在肉湯稀釋研究中，存在許多不同的確定終點(diǎn)的技術(shù)，最常用的方法是光學(xué)密度測(cè)量法（OD）（濁度測(cè)量）和用活菌計(jì)數(shù)的菌落計(jì)數(shù)法。如果對(duì)提取物殺菌作用的速度或抑菌效應(yīng)的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行篩查，可以通過(guò)時(shí)間殺滅分析（存活曲線圖）來(lái)確定，即添加提取物后肉湯中活細(xì)胞數(shù)隨時(shí)間制圖?？咕钚缘奈锢硇Ч缂?xì)菌細(xì)胞壁的破壞和細(xì)胞含量的丟失則可通過(guò)掃描電子顯微鏡（Scanning electron microscopy，SEM）觀測(cè)。

一些已被證明對(duì)微生物具有顯著抑制作用的香辛料提取物見(jiàn)表 2，例如辣椒中提取的辣椒素就具有潛在對(duì)抗胃中病原體的功效[68]；孜然、姜、香菜、羅勒等香辛料的精油已發(fā)現(xiàn)可以不同程度的抑制黑曲霉和釀酒酵母[69]；茴香腦和丁香油酚應(yīng)用于抑制寄生曲霉的生長(zhǎng)和毒素的產(chǎn)生[70]；大蒜油中二烯基硫化合物對(duì)綠膿假單胞菌和肺炎桿菌等有體外抗菌活性[71]。其中最有效抑菌提取物被認(rèn)為源于百里香、丁香、牛至、迷迭香和鼠尾草，它們的活性與其精油的組成有關(guān)[72]。體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果差異較大另一個(gè)主要因素是是否使用乳化劑或溶劑來(lái)溶解提取物，以使其在水溶性培養(yǎng)基中穩(wěn)定，如吐溫-80[73]、乙醇[74]、甲醇[75]、聚乙二醇[76]等。在瓊脂中，牛至和丁香提取物的MIC值明顯低于吐溫-80或乙醇存在時(shí)。比如吐溫-80被推薦為酚類(lèi)消毒劑的中和劑，這已在百里香油對(duì)鼠傷寒沙門(mén)氏菌的作用中得到證實(shí)[50]。因此，溶劑和洗滌劑可以降低香辛料提取物的抗菌活性。

3 香辛料提取物在肉制品中的應(yīng)用

3.1 香辛料提取物在肉品中的調(diào)味、著色、抗氧化和保健作用

大多數(shù)香辛料都是烹飪和食物準(zhǔn)備中的寶貴原料。在肉制品的應(yīng)用中，香辛料植物由于其香氣特征，會(huì)產(chǎn)生大量風(fēng)味化合物，其提取物最先被作為調(diào)味劑使用[87]。特別受當(dāng)前對(duì)飲食中的鹽需求減少的驅(qū)使，食品科研人員通過(guò)利用這類(lèi)辛辣化合物豐富味道，而減少鹽和味精的使用。同時(shí)，因有的香辛料提取物中含有類(lèi)胡蘿卜素、姜黃素、辣椒紅素等天然色素，還具有著色的效果，代替合成色素的使用[88]。隨著進(jìn)一步的研究，香辛料提取物在肉制品中呈現(xiàn)出顯著的抗氧化和保健功能。例如胡椒、鼠尾草和百里香等都是天然抗氧化劑的重要來(lái)源，并已通過(guò)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始在不同的肉制品中使用[89]。另外，香辛料提取物除防止食品微生物破壞外，大多數(shù)香料還顯示出抗糖尿病、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗氧化和抗癌特性[90]。其中在姜黃和迷迭香中發(fā)現(xiàn)了天然的抗炎化合物[91]。對(duì)大蒜、鼠尾草、百里香和藏紅花的研究表明，它們可以預(yù)防高膽固醇，對(duì)癌癥有一定的防護(hù)作用，并改善人體免疫系統(tǒng)[92]。因此添加安全營(yíng)養(yǎng)的提取物對(duì)于研發(fā)更健康的肉制品是一重要途徑。隨著香辛料提取物健康因子的開(kāi)發(fā)和利用，相應(yīng)保健功能的應(yīng)用也將大大改善肉制品的品質(zhì)特性[93]。

3.2 香辛料提取物在肉品中的抗菌作用

3.2.1 各類(lèi)香辛料提取物在肉品中的抗菌作用

除在調(diào)味、著色、抗氧化、保健上發(fā)揮功效外，這些天然植物抗菌特性的發(fā)現(xiàn)大大拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是對(duì)于肉制品的防腐保鮮成為其最為重要的功能。肉品在正常儲(chǔ)存條件下是最容易發(fā)生細(xì)菌破壞和氧化惡化的食物之一。由于肉和肉制品很容易受到微生物的污染，從而導(dǎo)致食源性疾病[94]。比如大腸桿菌O157:H7此類(lèi)的革蘭氏陰性病原體可在低溫和酸性條件下生長(zhǎng)，導(dǎo)致出血性尿毒癥結(jié)腸炎[95]；嗜水氣單胞菌通常在冷藏過(guò)程中對(duì)肉品有所污染，將產(chǎn)生細(xì)胞毒素、腸毒素、氣溶素和溶血素而引發(fā)腸胃炎[96]。存在并參與肉品變質(zhì)的主要食品源性微生物有大腸桿菌、鼠傷寒沙門(mén)氏菌、蠟樣芽胞桿菌、金黃色葡萄球菌、李斯特菌等。在肉品中使用抗菌劑的主要目的，一是延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期（控制自然破壞過(guò)程），二是提升產(chǎn)品安全（抑制致病微生物的生長(zhǎng)）。香辛料提取物作為具有抗菌性能的天然防腐劑變得越來(lái)越重要。表 3列舉了各類(lèi)香辛料提取物在肉品中的抗菌作用。

表3 香辛料提取物的在肉品中的抗菌作用Table 3 Antimicrobial effects of spice extracts in meat products

3.2.2 單一香辛料提取物的應(yīng)用

丁香酚和香菜、丁香、牛至和百里香油在 5～20 μL/g水平下，均可有效抑制肉品中的李斯特菌和嗜水氣單胞菌[104,105]。肉桂、牛至和百里香精油對(duì)所有細(xì)菌都有很高的抗菌活性，特別對(duì)火腿中李斯特菌混合培養(yǎng)物的生長(zhǎng)速率有所控制，其中在500 mg/L牛至和肉桂精油作用下的李斯特菌的生長(zhǎng)速率分別降低了19%和10%[106]。迷迭香提取物VivOX 20（20%胡蘿卜酸含量）和VivOX 4（4%胡蘿卜含量）添加至雞肉法蘭克福香腸中，在4 ℃和12 ℃兩個(gè)溫度條件下，第17 d需氧菌平板計(jì)數(shù)低于4 lg CFU/g（p＜0.05），第31 d其需氧菌平板計(jì)數(shù)仍然顯著低于對(duì)照組[107]。于長(zhǎng)青團(tuán)隊(duì)研究了肉桂、丁香、迷迭香3種香辛料醇提物對(duì)冷卻肉的防腐保鮮效果。研究顯示添加肉桂、丁香和迷迭香分別在濃度為2.0 g/L、2.0 g/L、2.0 g/L條件下，冷卻肉在第21 d檢測(cè)時(shí)，pH值小于6.6，metMb百分含量未超過(guò) 40%，且細(xì)菌總數(shù)未超過(guò) 5.7，各項(xiàng)指標(biāo)均處于鮮肉水平[8]。Gill等[108]也發(fā)現(xiàn)火腿腸在香菜精油處理下經(jīng)過(guò)真空包裝能有效抑制李斯特菌，經(jīng)處理的火腿腸可以在10 ℃條件下貯藏超過(guò)4星期以上。Martínez等[109]研究了13種植物提取物在西班牙辣香腸上保存50 d后的抑菌作用，分別是檸檬、金虎尾、迷迭香、紅辣椒、大蒜、牛至、甜菜、萵苣、芝麻菜、菠菜、莙荙菜、芹菜、豆瓣菜。其中，1 mg/g迷迭香提取物顯示出 100%的抑菌活性。另外大蒜、紅辣椒、牛至同其他一些綠葉蔬菜顯示出更明顯的抑菌效果，在 1 mg/g的濃度下其細(xì)菌總數(shù)可降低90%～98%。

3.2.3 復(fù)合香辛料提取物的應(yīng)用

除單一香辛料提取物在肉品中的使用外，其復(fù)配制劑在肉品防腐保鮮中的作用更為顯著。在14種香辛料提取物對(duì)常見(jiàn)的4種引發(fā)肉類(lèi)變質(zhì)和致病細(xì)菌（單核增生李斯特桿菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌和乳桿菌）的抑制作用研究中，迷迭香和甘草提取物是對(duì)抗四種微生物的最佳抑制劑。特別是將迷迭香/甘草提取物混合后噴灑于改良大氣包裝下的新鮮豬肉和真空包裝的火腿切片，樣本在4 ℃條件下儲(chǔ)存28 d，其各微生物生長(zhǎng)總數(shù)均比對(duì)照組低[110]。Weerakkody等[111]采用山奈、迷迭和檸檬皮復(fù)合提取物，對(duì)熟鮮蝦自然呈現(xiàn)腐敗進(jìn)行了研究。該復(fù)合物對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌和金黃色葡萄球菌均有抑制作用，同時(shí)在4 ℃下，山奈、迷迭香和檸檬皮提取物可顯著降低需氧菌和乳酸菌的水平，分別降低1.6和1.59 lg CFU/g（p＜0.05）。在香辛料提取物復(fù)配制劑的生產(chǎn)中，已有多種商業(yè)化產(chǎn)品面市。徐幸蓮團(tuán)隊(duì)[112]對(duì)蘇州聞達(dá)公司的復(fù)合天然防腐劑（主要成分為迷迭香、越橘、葡萄柚、檸檬或蘋(píng)果提取后的微囊化物等）進(jìn)行了研究，將其與山梨酸鉀等進(jìn)行了比較，對(duì)非煙熏法蘭克福香腸在4 ℃下的貯存，聞達(dá)產(chǎn)品能有效延長(zhǎng)產(chǎn)品4～6周的貨架期。王衛(wèi)等[113]對(duì)聞達(dá)公司系列產(chǎn)品的研究發(fā)現(xiàn)，其應(yīng)用于醬鹵、腌臘肉制品中，均呈現(xiàn)良好的替代硝鹽的抑菌、抗氧等作用；將其T10、DV、T4N迷迭香復(fù)配提取物同傳統(tǒng)抑菌劑亞硝組合進(jìn)行比較，在肉湯實(shí)驗(yàn)中，三種復(fù)配提取物均對(duì)單增李斯特菌顯示出更好的抑菌效果，在雞肉泥模擬肉品體內(nèi)接種實(shí)驗(yàn)中，1% DV和1% T10+1% DV效果最佳[114]，T10和DV在中式培根、腌臘魚(yú)應(yīng)用中亦可呈現(xiàn)良好的產(chǎn)品特性和可替代硝鹽的抑菌效果[115,116]。

3.2.4 香辛料提取物的協(xié)同抗菌作用

無(wú)論香辛料單一提取物或復(fù)配制劑的體外抗菌實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)如何突出，通常在肉品中均需要添加更大的濃度。一些研究反應(yīng)出肉制品中香辛料提取物對(duì)微生物耐藥性的影響，主要是因?yàn)橥囵B(yǎng)基相比，食品中肉品的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更加豐富，可以使細(xì)菌能很快的修復(fù)受損細(xì)胞[108]。而兩種及其多種提取物的復(fù)合使用，顯然能通過(guò)多靶效應(yīng)和協(xié)同作用，比單一的提取物發(fā)揮更佳的抑菌防腐作用，當(dāng)然這一協(xié)同效應(yīng)還取決于肉品的內(nèi)在特性，如產(chǎn)品的脂肪/蛋白質(zhì)/水含量、抗氧化劑、防腐劑、pH值、鹽和其他添加劑，以及其外部因素，如溫度、氣調(diào)包裝、微生物的特性、壓力等，共同影響食物的防腐保鮮[117]。一般來(lái)說(shuō)，香辛料提取物的抗菌作用的敏感性隨著肉品的pH、儲(chǔ)存溫度和氧氣量的降低而增加[105]。另如，百里香醇和香芹酚已被證明與高靜水壓（high hydrostatic pressure，HHP）具有協(xié)同作用。使用300 MPa HHP和3 mmol/L百里香醇或香芹酚聯(lián)合作用，中指數(shù)期李斯特菌細(xì)胞的存活數(shù)量降低的更多，這主要是由于 HHP對(duì)細(xì)胞膜造成損傷的各靶點(diǎn)協(xié)同作用[118]。

4 結(jié)語(yǔ)

肉制品的高脂肪和高膽固醇，以及加工中添加的化學(xué)防腐劑可能存在的安全隱患等引發(fā)人們對(duì)其食用的一定限制，而消費(fèi)者也希望自己食用的產(chǎn)品中的成分更多出自天然，因此尋找可替代食品抑菌防腐的天然提取物越來(lái)越受到關(guān)注。香辛料是眾多生物活性成分的潛在來(lái)源，這些提取物可作為天然抗氧化劑和抗菌劑，用以提高肉品質(zhì)量，幫助肉類(lèi)行業(yè)滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)肉品健康“綠色”的需求。目前有關(guān)香辛料提取物的主要化學(xué)活性成分、提取方法、抑菌的機(jī)制和協(xié)同作用、以及在各類(lèi)肉品中呈現(xiàn)的顯著抗菌作用等已有了大量的研究，結(jié)果表明天然植物提取物在一定條件下的確可以比合成化合物更有效、更安全。天然香辛料提取物的抑菌性和抗氧性作用機(jī)理，可基于對(duì)微生物細(xì)胞壁的降解、細(xì)胞膜的破壞、膜蛋白的損傷，或者細(xì)胞內(nèi)容物的泄漏和質(zhì)子源的消耗等多個(gè)靶點(diǎn)，而多種提取物的復(fù)合顯然比單一的使用具有更顯著的抑菌防腐效果。香辛料提取物在肉品防腐保鮮應(yīng)用上展現(xiàn)了廣闊前景，未來(lái)的研究重點(diǎn)是對(duì)新型天然來(lái)源的香辛料提取物的開(kāi)發(fā)，以及通過(guò)提取、分離和技術(shù)的優(yōu)化，提高提取率及其生物活性。在應(yīng)用上，與冷鏈、氣調(diào)等其他技術(shù)結(jié)合，在開(kāi)發(fā)低脂、低鈉、貨架穩(wěn)定的新型肉制品外，更能發(fā)揮其抑菌、抗氧、增香、著色和保健功能，提高肉品營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)[119]。