香辛料對提高食品品質及安全性的研究進展

周鳳超, 楊慶余, 陳洪生

(1.綏化學院 食品與制藥工程學院, 黑龍江 綏化 152061;2.齊齊哈爾大學 食品與生物工程學院, 黑龍江 齊齊哈爾 161006;3.黑龍江八一農墾大學 食品學院, 黑龍江 大慶 163319)

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香辛料對提高食品品質及安全性的研究進展

周鳳超1, 楊慶余2, 陳洪生3

(1.綏化學院 食品與制藥工程學院, 黑龍江 綏化 152061;2.齊齊哈爾大學 食品與生物工程學院, 黑龍江 齊齊哈爾 161006;3.黑龍江八一農墾大學 食品學院, 黑龍江 大慶 163319)

香辛料是利用植物的種子、花蕾、葉莖、根塊或其提取物,加工得到的具有刺激性香味、揮發油、辣味成分,以及有機酸、纖維、淀粉粒、樹脂、粘液物質、膠質等成分。其大部分香氣來自蒸餾后的精油,能賦予食物以風味,增進食欲,幫助消化和吸收。綜述了香辛料及其提取物在抗氧化、食品護色和食品保鮮方面的研究進展。針對目前食品產品容易出現的腐敗和易產生有毒有害化合物的問題,著重討論了香辛料在相關食品產品中所發揮的提高食品安全性的作用。

香辛料; 食品品質; 安全性

天然香辛料是利用植物的種子、花蕾、葉莖、根塊等,提取其具有的刺激性香味、揮發油、辣味成分及有機酸、纖維、淀粉粒、樹脂、粘液物質、膠質等成分,做成調味料的總稱,被廣泛應用于烹飪食品和食品工業中,如:烹飪食品中常用蔥、姜、蒜、辣椒、花椒、八角,而丁香、肉桂、桂皮等在食品加工中使用廣泛,尤其是在肉制品和面食等加工中。

天然香辛料主要是為食物增加香味,增進食欲,幫助消化和吸收,而不提供營養。近年來,對食品中香辛料的研究主要集中于各種香辛料及其提取物的混合搭配和配比如何提高食品的品質、在食品保鮮、抑菌和抑制某些有害化學成分中起到的作用,以期提高食品的安全性。本文綜述了香辛料提取物在提高食品品質方面的研究進展,同時,探討了香辛料在保證食品安全性方面發揮的有效作用,為開發高效安全的食品品質改良劑提供理論基礎。

1 香辛料提高食品品質的研究進展

1.1 香辛料的抗氧化作用

植物的抗氧化活性與其含有的酚類化合物關系密切,酚類化合物因其酚羥基具有清除自由基和螯合金屬離子的能力而具有很好的抗氧化性[1],還可以穩定脂質過氧化,抑制多種氧化酶[2]。香辛料中富含酚類化合物,有研究證實富含酚類化合物的香辛料具有比水果,谷類食品和堅果更強的抗氧化性[3]。富含酚類化合物的香辛料主要有迷迭香、丁香、鼠尾草、桂皮、甘草、大蒜等,其抗氧化成分主要為多酚類化合物及其衍生物、黃酮類、萜烯類化合物等。

食品中的脂肪氧化酸敗是降低食品品質的重要原因,如何降低脂肪的氧化程度是近年來研究的熱點。1982年Inatani[4]從迭香葉中分離3種酚系二菇類化合物:迷迭香酚,表迷迭香酚和異迷迭香酚,它們對豬油和亞油酸都有很強的抗氧化作,尤其對豬油的抗氧化作用是丁基羥基茴香醚(BHA)和二丁基羥基甲苯(BHT)的4倍。崔鴻斌[5]研究發現桂皮對油脂有很強的抗氧化效用,并且推斷它的有效成分是萜稀類物質。Mansour等[6]將綠茶、丁香和迷迭香的提取物應用于肉制品中,發現它們對脂肪氧化的抑制能力與合成抗氧化劑相當。郭艷華[7]采用DPPH法對常用的16種天然植物香辛料的乙醇提取液進行了抗氧化活性測定,結果表明,大多數香辛料都具有抗氧化作用,其中丁香、桂皮、迷迭香、花椒、高良姜等抗氧化作用最強。

1.2香辛料對食品的護色

肉制品在生產和銷售過程中保持良好的色澤(鮮艷的紅色)是衡量其品質的重要指標,消費者往往以肉的顏色是否鮮紅來判斷肉制品品質的優劣。在肉制品生產過程中,大多數廠家都會用一定量的色素,如:目前已被廣泛使用的天然紅曲紅色素為肉制品著色劑,但天然紅曲色素的缺點是穩定性差,其著色的醬鹵制品在儲存或銷售過程中,易因光照和氧化作用而褪色,尤其是一般的低溫肉制品在冷柜銷售一個星期后,顏色便會退成灰白色,嚴重影響了產品的外觀和消費者的購買欲望。

香辛料具有良好的抗氧化性,香辛料中的酚類化合物作為單重態氧猝滅劑可以使肉品的顏色得到保存,限制類脂的氧化,抑制反應醛的產生,能有效的抑制肉制品在儲藏和銷售過程中的氧化褪色,保持產品良好的色澤。Allen等[8]研究發現,丁香酚和迷迭香酸可以有效減緩牛肉餅在冷藏期間的褪色程度。應麗莎等[9]發現,迷迭香能夠使非氣調包裝生鮮豬肉保持較好的顏色,并能夠延緩高氧氣調包裝生鮮豬肉貯藏后期的變色程度。賈娜等[10]研究迷迭香、丁香和肉桂三種香辛料提取物單獨使用及復配對醬牛肉的護色效果,具有減緩醬鹵肉制品表面紅曲紅色素氧化褪色的作用。

1.3 香辛料促進食品保鮮

目前,冷卻肉類以及冷凍肉制品的保鮮技術種類繁多,包括冷凍保鮮、輻射保鮮、氣調保鮮、高壓保鮮、微波保鮮、真空包裝、超聲波保鮮、涂膜保鮮和添加保鮮劑等。許多肉類保鮮劑為化學有機物,如山梨酸、抗壞血酸、檸檬酸、甲酸、醋酸、丙酸等,化學保鮮劑的抑菌防腐作用較強,但是對肉制品的色澤和風味均有一定的影響和破壞作用,而且存在潛在的誘癌、致畸的問題。因此,對天然保鮮劑的研究不斷地深入。

劉騫等[11]在鯉魚魚肉糜中添加由丁香提取物組成的復合保鮮劑,測定其在冰溫儲藏期間的品質變化結果表明,復合保鮮劑具有延緩魚肉糜腐敗變質,延長其貨架期的作用。劉蒙佳等[12]利用超聲波輔助提取,以水為提取劑,提取八角、肉桂、白胡椒的有效成分,得到不同濃度的香辛料液,冷卻豬肉進行保鮮處理,延長了冷卻豬肉的貨架期,提高了冷卻肉品質。

2 香辛料在食品安全性方面發揮的作用

2.1 香辛料的抑菌

香辛料提取物具有明顯的抑菌作用,其中的酚類化合物對微生物作用機制包括:酚類化合物可以降解細胞壁、破壞細胞膜、泄露細胞成分、改變脂肪酸以及磷脂的成分,影響細菌遺傳物質DNA、RNA的組成,并且破壞蛋白質轉位等,另外,精油中的類萜類物質能降低生物膜的穩定性,從而干擾了能量代謝的酶促反應。香辛料的抑菌作用能有效減少食品腐敗變質,降低食品本有毒有害微生物污染的風險。

Clnner[13]研究指出:肉桂、丁香、西班牙甘椒、百里香、薄荷科芬芳植物以及迷迭香對多種病原體以及酸敗微生物都有相當強的抑制效用,其中迷迭香的酒精提取物在抑制病原菌方面效果尤為顯著。梁穎等[14]采用水提和醇提香辛料提取物,瓊脂擴散法和肉湯稀釋法測定其提取物對大腸桿菌、小腸結腸炎耶爾森氏菌、金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌的抗菌活性,結果表明,香辛料醇提取物對食源致病菌的抑菌圈遠大于水提取物。

2.2 香辛料清除食品中的亞硝胺

食品中亞硝胺類化合物主要來源于食品添加劑,此外,魚、肉、乳制品和蔬菜、水果也含有一定量的亞硝胺類化合物。亞硝酸鹽作為一種食品添加劑廣泛應用于食品工業,尤其是在肉品工業中,肉腌制時加入硝酸鹽或亞硝酸鹽,能使肉品能產生誘人的粉紅色,對肉品的質構、風味都有積極影響,同時它還起到重要的防腐作用,對肉毒梭狀芽孢桿菌有很強的抑制作用,能抑制其產生毒素,保證肉制品的安全。但是,亞硝酸鹽的大量攝入對人體是有害的,它作為亞硝胺(亞硝基化合物)的前體物質,進入人體后能被合成亞硝胺類化合物,在食品加工和儲藏過程中易轉化為N-亞硝基化合物,可致人體中毒甚至有極強的致癌性,對人類健康造成極大危害。

香辛料提取物中的天然成分對亞硝酸鹽和亞硝胺有一定的清除和阻斷能力。趙二勞等[14]在模擬人體胃液條件下,用微波輔助提取的山楂提取液,對亞硝酸鈉的清除率及對亞硝胺合成的阻斷率在一定的濃度范圍內,隨其量的增加而增加,清除率最大可達67.52%,阻斷率可達95.7%。袁毅樺等[15]從柚皮中提取抗亞硝化反應活性物,以柚皮黃色外果皮為原料,用乙醇溶液回流提取,該活性提取物對亞硝胺合成最大阻斷率為93.2%,對亞硝酸鈉最大清除率為91.1%。

2.3 香辛料對食品中雜環胺的抑制作用

含蛋白質豐富的食品在烹調過程中,如果加熱不當,就有可能產生多種致癌物質,其中雜環胺就是這樣一類重要的化合物。雜環胺(Heterocyclic Amines, HAs)是烹調富含蛋白質的食物過程中肌酸,肌酸酐,氨基酸和蛋白質熱解產生的一類具有致癌、致突變作用的多環芳香族化合物,研究表明雜環胺主要在肌肉類食物(如肉類和魚類)中產生,因為肌肉性食物可提供肌酸、肌酸酐與氨基酸、糖和其他醛類物質,共同成為雜環胺的前體物質[16]。目前,己有9種雜環胺化合物經動物試臉證明有致癌作用。

從香辛料中提取的酚類物質如迷迭香酸,柚皮苷,毛地黃黃酮,槲皮素和咖啡酸等均可以有效地抑制高溫肉制品中雜環胺的生成。Oguri 等[17]分別在包含肌酸酐、葡萄糖和甘氨酸與包含肌酸酐、葡萄糖和 L-苯丙氨酸的模型體系中考察了14種酚類化合物分別對 MeIQx 和 PhIP 形成的影響,結果表明綠茶兒茶素、EGCG、毛地黃黃酮、槲皮素和咖啡酸能顯著地抑制雜環胺的生成。Oz等[18]報道在加熱高脂肉丸子前添加黑胡椒,對PhIP的抑制率達到了100%,并且在不同的加熱溫度下黑胡椒將雜環胺的總量減少12%到100%不等。Puangsombat等[19]將5種不同提取條件的迷迭香提取物加入到牛肉餅后再烹調,結果表明不同提取條件的迷迭香對雜環胺的生成均有不同程度的抑制作用,尤以迷迭香乙醇提取物的效果最為顯著。

3 結 論

我國香辛料資源豐富,來源廣泛,使用歷史悠久。在食品加工中,香辛料及其提取物賦予食品香氣,增加食品風味,提高食品品質,具有優良的抑菌和抗氧化活性,因此對天然香辛料有效成分的研究和應用已逐漸成為食品工業發展的重點。此外,大量的實驗結果表明,對香辛料提取物的提取方法及其在食品中添加的合理配比的研究,是提高食品安全性的有效途徑。

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Progress on researchof spices on improving food quality and safety

ZHOUFengchao1,YANGQingyu2,CHENHongsheng3

(1.College of Food and Pharmaceutical Engineering, Suihua University, Suihua 152061, China;2.College of Food and Biological Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China;3.College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China)

Spice is obtained from the seeds, buds, leaves, the root block or its extract processing of plants, with a pungent smell, volatile oil, spicy ingredients, and organic acid, fiber, starch grains, resin, mucous substances and other ingredients.Most of its flavor done from the distillation of essential oils, energy giving food to taste, increase appetite, help digestion and absorption.This paper reviewed the research progress of spices and extracts on antioxidant, food color protection and food preservation.Food products prone to spoilage and produce toxic and hazardous compounds, it discusses the effect of spice in improving food security.

spices; food quality; safety

2014-10-13。

黑龍江省教育廳科學技術研究重點項目(12511z006); 綏化市科技計劃項目(KJZD20130087)。

周鳳超(1981-),男,黑龍江肇源人,綏化學院講師,東北農業大學博士研究生。

1673-5862(2015)01-0060-04

TS2

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.01.013