蘋果多酚用作肉品保鮮劑的研究進展

馬珍，李呂木，2

1(安徽農業大學茶與食品科技學院，安徽合肥，230036)2(安徽農業大學動物科技學院，安徽合肥，230036)

肉和肉制品在貯藏過程中，會因光照、溫度而造成脂肪和肌紅蛋白的氧化而出現酸敗和褪色現象，進而影響肉品的品質以及貨架期。因此肉品貯藏中防止和抑制脂肪氧化很關鍵。為了防止肉品變質以及變質所帶來的危害，通常會添加一些抗氧化劑如BHA、BHT、PG等，這些人工合成抗氧化劑雖具有很強的抗氧化能力，但發現它們會引起動物肝臟增大，有致癌的可能性。因此，開發天然抗氧劑對肉品保鮮意義重大。目前天然抗氧化劑，如茶多酚，葡萄籽多酚等植物多酚已成為研究熱點。同樣是植物多酚的蘋果多酚抗氧化能力僅次于葡萄籽多酚，在蘋果生產的廢棄物如蘋果皮、蘋果渣中含量豐富。本文介紹了蘋果多酚的組成以及在肉品保鮮的作用和應用。

1 蘋果多酚特性及含量影響因素

蘋果多酚是蘋果中所含多元酚類物質的通稱，是果實在生長發育期間產生的次生代謝物。蘋果多酚主要成分分為單環酚酸(對羥基苯甲酸和對羥基肉桂酸衍生物)、黃烷-3-醇類和原花色素類化合物(縮和型單寧類)、黃酮醇類化合物、二氫查爾酮和花色苷等5類化合物［1］。蘋果多酚為棕紅色粉末狀，20%的水溶液呈紅褐色，100%粉末狀為黃褐色;液狀及粉狀略有蘋果風味，有一點苦味;易溶于水及乙醇，且加工適應性高;粉末狀制劑室溫下可保存1年，其性質和生理功能幾乎不變;穩定性較好，其0.1% ～1%水溶液在pH=2～10內加熱30min(100℃)，其保存率在80%以上。

蘋果多酚的組成成分一般是相似的，但各組分的含量差異很大。它隨蘋果的成熟度、品種、提取部位以及處理方式不同而變化。成熟蘋果中的多酚主要為綠原酸、兒茶素以及原花青素等，而未成熟蘋果中則含有較多的二羥基查耳酮、黃酮醇類化合物，且多酚類物質的含量高出成熟蘋果含量的10倍以上。Murata等［2］研究發現，在蘋果果實的發育過程中，總酚、綠原酸、表兒茶素及兒茶素的含量均呈下降趨勢。因此，開發蘋果多酚產品，要選未成熟幼果作為原料。

研究證明蘋果皮中酚類化合物的含量遠高于果肉，且受品種影響。Wolfe等［3］比較不同品種蘋果皮、蘋果肉和蘋果肉+蘋果皮的組分差異時發現，蘋果皮中總酚和類黃酮含量最高，其次是蘋果肉+蘋果皮，蘋果果肉中總酚和類黃酮含量最低。“Idared”蘋果和“Rome Beauty”蘋果皮中總酚含量最高，“Rome Beauty”和“Idared”蘋果皮中黃酮類化合物最高，在這4個蘋果品種中“Idared”蘋果果皮花青素最高。因此開發蘋果多酚產品需注意品種的差異且重視蘋果皮的利用。蘋果皮約占整個蘋果質量6% ～8%，它對蘋果總酚貢獻不容忽視。Lata等［4］對19個不同品種蘋果的蘋果皮對整個蘋果總酚含量的貢獻進行評定。分別測定整個果實的總酚含量和單獨蘋果皮中酚類化合物的濃度。經試驗發現，其中蘋果皮中的綠原酸占整個蘋果中總綠原酸的8%，而蘋果皮中的(+)－兒茶素、(－)表兒茶素、根皮苷和蘆丁分別占其蘋果中總含量的24%，32%，50%和66%。由此可知，蘋果皮中酚類化合物含量豐富，其中“Granny Smith”、“Idared”、“Red Rome”、“Jonamac”和“Gloster”各品種果皮的平均總酚(不包含綠原酸)含量占整個蘋果果實總酚的50%，含量最高的“Starking Delicious”其比重達到82%，含量最低“Pilot”、“McIntosh”和“Mc-Intosh”，其比重為26% ～29%。

除此以外，蘋果的加工和貯藏條件對蘋果多酚組成也有影響。Wolfe［5］將“Rome Beauty”蘋果皮首先用檸檬酸、抗壞血酸浸泡;然后進行漂燙處理，漂燙處理極大地保留了酚類化合物;最后在60℃烘干，實驗發現漂燙10 s總酚含量最高。隨后將“Rome Beauty”蘋果皮漂燙10 s處理，分別在40，60和80℃ 3個溫度條件下烘干、風干、凍干。結果表明，“Rome Beauty”蘋果皮總酚濃度最高的工藝條件是漂燙10 s并冷凍干燥。黃利華等［6］研究以紅富士蘋果貯藏地點的溫度、濕度和氣體作為影響貯藏效果的主要因素，檢測同一貯藏期蘋果的多酚含量、成分。結果表明，在0℃、相對濕度95%、O2含量4%、CO2含量2%的貯藏條件下，蘋果多酚含量為25.7 mg/mL。同時，蘋果中各多酚組分的含量隨貯藏期的延長而減少，其中原花色素B1、兒茶素、原花色素B2、表兒茶素根皮苷變化較大。從采摘到最適貯藏條件下貯藏3個月，蘋果中多酚含量和成分變化不大，貯藏期超過3個月后，多酚含量大幅度減少。

2 蘋果多酚在肉品保鮮中的作用

2.1 抗氧化作用

2.1.1 抗氧化機理

油脂的自動氧化是一個自由基反應，氧奪取油脂中的氫，引起自由基連鎖反應。多酚物質的酚羥基能提供活潑的氫而終止自由基連鎖反應［7］。蘋果多酚中的有效成分主要是綠原酸和黃烷醇類物質，其結構的主要特征是多羥基取代的苯環，苯環上的電子的離域作用使酚羥基容易離子化，是好的氫供體。孫建霞等［8］對蘋果多酚的油脂抗氧化機理進行探討，認為蘋果多酚的抗氧化特性來源于多酚分子中大量的酚羥基，能夠提供活潑的氫質子，有效地清除氧自由基，預防脂質過氧化的啟動，其次，與過氧化自由基結合成穩定的化合物，阻止了氧化過程中鏈鎖反應的傳播:

除上述作用外，蘋果多酚的抗氧化性能還可能與蘋果多酚對金屬離子的絡合作用，對羥基自由基和脂質自由基的清除作用，以及同自由基反應后形成的半醌自由基的穩定性有關。

2.1.2 抗氧化效果

Maher等［9］研究發現，添加 1 000 mg/kg 的茶多酚和迷迭香可以有效的改善有氧真空包裝碎牛肉的色澤和脂肪穩定性。Pankaj等［10］體外抗氧化研究發現，作為來源于蘋果中的天然多酚物質，蘋果多酚具有較強的還原能力，對Fe2+誘導的脂質過氧化反應、超氧陰離子自由基DPPH自由基均具有很強的抑制作用或清除作用。且蘋果多酚的抗氧化能力優于BHT、茶多酚強，與葡萄籽多酚相媲美［11］。因此，蘋果多酚可以作為天然抗氧化劑，抑制脂質過氧化用于肉品保鮮。濃度為400 μg/mL的蘋果多酚提取物(蘋果皮乙醇提取物除去糖和有機酸)可以有效抑制魚油氧化，且效果與濃度分別為400 μg/mL α-VE和200 μg/mL 二叔丁基對甲酚相似［12］。同時，蘋果多酚與其他抗氧劑如Vc、檸檬酸、BHT等有較明顯的抗氧化協同效應，將蘋果多酚復配使用，抗氧化效果會更好。彭雪萍等［13］將蘋果汁生產廢渣經70%乙醇提取制得蘋果多酚與BHT(質量比1∶1)復配后，按0.02%的比例加入到臘肉涂膜液中，對其抗氧化活性進行跟蹤檢測。結果表明，加入復配物的臘肉抗氧化性是對照組的2倍，風味明顯改善，能使臘肉保鮮期延長1個月左右。

2.2 抑菌作用

2.2.1 抑菌機理

蘋果多酚抑菌機理的研究尚未成熟，但從大量的植物源多酚類物質抑菌機理的理論分析可以總結出如下5條可能的途徑:(1)蛋白質與多酚類物質的高度結合;(2)抑制微生物體內特定的酶，從而破壞了微生物的代謝過程［14］;(3)與微生物生長所需的物質結合，使微生物受到抑制而死亡;(4)多酚類物質分子中的鄰苯二酚結構具有較強的金屬結合能力，可以與鐵離子等相結合形成沉淀，從而破壞了微生物的正常新陳代謝［15］;(5)多酚與病毒的蛋白質外殼或寄主的細胞膜特異識別蛋白結合，使病毒不能附著在寄主細胞上，從而失去侵蝕力［16］。

2.2.2 抑菌效果

蘋果多酚抑菌效果優于乳酸鏈球菌素(Nisin)，但抑菌譜不及茶多酚。一般它對細菌有較強抑菌作用，而對酵母菌、霉菌等抑菌效果不明顯。蘋果多酚對黃桿菌SHL45、大腸桿菌、熒光假單胞菌SHL5、熒光假單胞菌SHL7、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度分別為 0.6、0.7、0.6、0.6、0.8、0.5g/L［17］。Du 等［18］研究發現，有蘋果多酚對李斯特菌也表現出較好的抗菌活性，其最小抑制濃度為1.5%。Pasten等［19］研究表明，蘋果多酚提取物對幽門螺旋桿菌菌株(ATCC43504和 TX136)的抑菌效果較好，最低抑菌濃度為112.5GAE(沒食子當量)ng/mL。因此，蘋果多酚可作為防腐劑應用于肉品保鮮，對肉品中常見的腐敗菌起到抑制作用，保證肉的品質同時，延長貨架期。嚴瓊瓊等［20］研究發現，蘋果多酚對冷卻豬肉中常見的腐敗菌具有很好的抑菌作用，尤其是大腸桿菌和乳酸菌。單獨使用時，蘋果多酚的最小抑菌濃度是0.5%。隨著濃度增加，抑菌效果越好。同時，蘋果多酚的抗菌效果與Nisin有協同效應。將蘋果多酚與Nisin、煙酰胺配合使用，保鮮效果更好。因此，肉品保鮮中將蘋果多酚與其他具有協同效應的防腐劑復配防腐效果會更好。

2.3 護色作用

色澤是鮮肉重要的品質指標，鮮肉色的產生是由于肉中的肌紅蛋白與空氣接觸后發生氧合反應生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白，鮮肉的色澤主要是由肌紅蛋白的含量及其化學狀態決定的，而肌紅蛋白的化學形態又受多種的因素影響，如肉品的脂質氧化。蘋果多酚能抑制肉中脂肪的氧化，并能提高鮮肉紅色的穩定性［21］。單獨使用0.05%的蘋果多酚，有較好的護色效果。蘋果多酚與抗壞血酸或煙酰胺配合使用，抗氧化與護色效果明顯增強。0.05%蘋果多酚與0.05%煙酰胺配合使用可以使鮮肉在(5±1)℃條件下貯藏7 d后，仍保持穩定的鮮紅色，TBA值為0.3 mg/kg，TVB-N 值14.7 mg/100 g。

3 蘋果多酚在肉品保鮮中的應用

3.1 在冷卻肉保鮮中的應用

據統計，我國肉類總產量占世界第一，但由于經濟和技術等原因，冷卻肉比例較低，而國外發達國家的生肉消費市場90%以上都是冷鮮肉。因此，生鮮肉的發展趨勢是冷卻肉。隨著抗氧化劑在冷卻肉中的廣泛應用，天然植物抗氧化劑逐漸引起人們的關注。夏凡［22］關于蘋果多酚應用于冷卻肉保鮮，做了比較系統研究。試驗中以生鮮豬肉為原料，研究蘋果多酚對真空包裝和高氧氣調包裝冷卻豬肉的保鮮效果以及分別與天然抗氧化劑復配護色的有效濃度。結果發現:蘋果多酚能夠比較有效的延長真空包裝冷卻豬肉的貨架壽命，保鮮效果隨著蘋果多酚濃度的增高而提高，濃度分別0.2%、0.3%、0.4%的蘋果多酚對真空包裝冷卻肉保鮮效果最好，復配有效濃度為0.3%蘋果多酚 +0.1%Nisin+2%乳酸鈉+1%殼聚糖;濃度分別0.06%、0.08%、0.1%蘋果多酚對高氧氣調包裝冷卻豬肉護色效果最好，有效復配濃度為0.1%蘋果多酚+0.02%植酸+0.01%煙酞胺+0.03%Vc。同時，蘋果多酚對冷卻豬肉的護色實驗結果表明，不同濃度的蘋果多酚能比較有效的抑制菌落總數的增長，TVB-N值和PH值的升高。因此，蘋果多酚對不同包裝冷卻豬肉有較好的保鮮效果，可以有效延長其貨架期。

3.2 在低溫肉制品中的應用

低溫肉制品是指在常壓下通過蒸、煮、熏、烤等熱殺菌工藝，使肉制品的中心溫度達到75～85℃并保持一定的時間而獲得的產品如常見的熏煮火腿、培根、燒烤肉、香腸等均屬于低溫肉制品。Kyoichi等［23］將蘋果多酚按0.1%的量添加到多種肉制品，如香腸制品等，并置于冰箱內保存15 d，發現肉制品中無論是否添加亞硝酸鈉，蘋果多酚都能較好地抑制TBARS上升、亞油酸量下降以及膽固醇氧化衍生物量的增加。楊華等［24］研究發酵劑及抗氧化劑對鯰魚發酵香腸品質的影響，結果也表明添加0.023%的蘋果多酚，可使鯰魚發酵香腸的TBARS值最小。鄭立紅等［25］研究蘋果多酚對低溫香腸中亞硝酸鹽殘留的影響，在國家標準規定的亞硝酸鈉最大添加量0.15 g/kg的前提下，在豬肉中分別添加0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 g/kg的蘋果多酚，制成香腸。結果表明，在香腸中單獨添加蘋果多酚，隨著添加量的增加，香腸中亞硝酸鈉殘留量均降低，當蘋果多酚的添加量為0.15g/kg時，香腸中亞硝酸鈉殘留量均降至國標限量(0.03 g/kg)之內，對香腸色澤、風味沒有不良的影響。因此，蘋果多酚對低溫肉制品也具有較好的保鮮效果，不僅能夠提高肉制品的耐貯藏性，延長其貨架期，而且能夠保持其營養成分，同時降低亞硝酸鹽的殘留量。除此以外，研究發現蘋果多酚對低溫肉制品還具有護色抑制脂質氧化，而對蛋白質氧化幾乎無影響。周光宏等［26］添加500 mg/kg蘋果多酚處理豬肉和火腿切片，發現可以有效抑制豬肉火腿冷藏期間褪色，但對牛肉火腿切片效果不顯著。同時，分別用300，500，1 000 mg/kg的蘋果多酚處理豬肉火腿切片和牛肉火腿切片，脂質氧化都可成功地抑制，其中豬肉火腿切片脂質氧化抑制作用效果較熟腌豬肉火腿切片好。且添加蘋果多酚對豬肉和牛肉樣品的蛋白質氧化作用幾乎沒有影響。因此，蘋果多酚可以作為普遍有效的抗氧化劑應用于低溫肉制品中。

4 蘋果多酚的安全性

Shoji等［27］采用未成熟蘋果多酚提取物進行污染物致突變性檢測(簡稱Ames試驗)顯示，不加S-9混合液的蘋果多酚提取物在每皿2.5 μg劑量濃度時略有致突變性。染色體畸變試驗和微核試驗沒有發現明顯的致突變性。同時，90 d亞慢性口服毒性試驗發現，2 000 mg/kg劑量的蘋果多酚提取物飼喂大鼠，其血液、生化、病理學和尿液各項指標并沒出現異常。因此蘋果多酚提取物是安全無毒的，可以作為綠色食品添加劑。在確定蘋果多酚提取物的安全性基礎上，Akazome等［28］通過隨機，雙盲，安慰劑對照研究進行評估過量攝入和長期攝入含蘋果多酚飲料的安全性。試驗中，長期攝入組每個受試者每天給予正常量(340 g)含蘋果多酚的飲料，持續12周;過量攝入組每個受試者每天給予3倍正常量的含蘋果多酚飲料，持續12周。最后觀察和檢查受試者的身體和血液，沒有出現臨床不良反應和異常現象。因此，在此范圍內，長期過量攝入蘋果多酚也是安全的。

5 展望

我國蘋果資源十分豐富，但對蘋果多酚的開發和利用程度較低。蘋果制品加工中有大量廢棄的果皮、果渣，不僅造成資源浪費，還污染的環境。如果綜合利用這些果皮果渣，從中提取蘋果多酚，不僅變廢為寶還可以減少環境污染，因此開發蘋果多酚具有良好的市場前景。

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