李云龍,趙月亮,,范大明,王明福,3
(1.上海海洋大學食品學院,上海 201306;2.江南大學食品學院,江蘇 無錫 214122;3.香港大學生物科學學院,香港 999077)
肉類食品是人們日常生活中食品的重要組成部分。我國是豬肉、牛肉和禽肉的生產與消費大國,2019年豬牛羊禽肉總產量共計7 649萬 t,其中豬肉產量4 255萬 t,占全年肉類總產量的55.63%,禽肉產量2 239萬 t,占全年肉類總產量的29.27%[1]。肉類含有豐富的優質蛋白質、B族維生素以及血紅素鐵[2]。此外,肉骨中也富含豐富的營養成分,可作為礦物元素以及氨基酸的重要食物來源[3]。
生肉在加工過程中,蛋白質經過變性以及降解等過程,最終分解為多肽、寡肽、水溶性氮、非蛋白氮以及氨基酸等易于被人體吸收的營養成分;肉中與蛋白質結合的微量元素也被釋放出來,能夠更好地被人體吸收利用;同時,肉中的營養成分在加工過程中會發生美拉德反應和脂質過氧化等一系列化學反應,從而賦予食品良好的風味。但是,肉中原有的腥味以及膻味也會隨之釋放出來,這些不良風味會大大降低肉制品的可接受度。因此,在肉制品加工過程中通常選擇添加香辛料作為輔料來改善肉制品的不良風味。
香辛料富含豐富的植物化學物,在肉制品加工過程中,香辛料中的植物化學物可改善肉制品的風味,抑制肉制品本身的不良風味。在貯藏期間,香辛料中的植物化學物能起到防腐、抑菌以及抗氧化的功效,從而延長肉制品的保質期[4-5]。本文主要對香辛料中植物化學物對肉制品的營養品質、感官品質、貯藏特性以及健康功效的影響進行總結,以期為后續研究者探究香辛料中植物化學物在食品體系中的應用以及其相關作用機理提供借鑒。
香辛料是一類具有香、辛、麻、辣、甜等各種典型風味的植物原料的統稱。日常生活中常見的香辛料有八角、茴香、肉桂、生姜、辣椒以及大蒜等。香辛料中的植物化學物主要包括酚類、萜類、含硫有機化合物以及生物堿類化合物。這些植物化學物能賦予不同香辛料特定的風味,并且具有一定的健康功效。
酚類化合物是單個或者多個苯環相連,具有多羥基結構的一類化合物。酚類化合物是植物的次級代謝產物,通常具有較強抗氧化活性。香辛料中主要有酚酸類、黃酮類、以及非類黃酮類(香豆素和木脂素類)等酚類化合物。這些酚類化合物大多與單糖或者多糖結合形成糖苷,以結合態形式存在。
萜類化合物是以異戊二烯為分子骨架的一類化合物,具有多種生理活性。萜類化合物廣泛存在于自然界中,按結構可分為單萜、倍半萜、二萜、三萜等。萜類化合物是構成玫瑰油、桉葉油、松脂等植物香精的主要成分。單萜類化合物如檸檬烯是某些香辛料中重要的風味物質。
香辛料中的生物堿類化合物主要存在于椒類香料中,如胡椒中的胡椒堿、辣椒素以及花椒中青花椒堿、茵芋堿和花椒酰胺類化合物等。這些化合物通常能賦予椒類香辛料特有的麻味和辣味,同時具有抑菌和抗炎等生物功效[6-7]。
香辛料中的其他植物化學物主要以脂肪族化合物為主,如八角、茴香中的茴香腦和愛草腦;肉桂中的肉桂醛、肉桂酸和肉桂醇;胡椒中的胡椒醛。這些化合物主要為香辛料中易揮發性成分,可賦予食品特有的風味。
常見的香辛料中植物化學物如表1所示。

表 1 常見香辛料中植物化學物的種類Table 1 Phytochemicals in common spices
上述香辛料中的植物化學物在加工以及貯藏過程中對肉制品的營養品質和感官品質具有顯著影響。
2.1.1 對脂質的影響
脂質是所有營養成分中含熱量最高的物質,具有維持正常體質量、保護內臟和關節、滋潤皮膚和提供能量的功能。肉中脂質主要為甘油三酯、磷脂和固醇。不同來源的肉中脂肪酸含量差異顯著。牛肉中棕櫚酸(C16:0)約占總飽和脂肪酸的50%,硬脂酸(C18:0)約占30%,而羊肉中這兩種脂肪酸的比例較為接近。此外畜肉也含有豐富的多不飽和脂肪酸。經常食用富含不飽和脂肪酸尤其是富含omega-3和omega-6多不飽和脂肪酸的食物,可降低心血管疾病的發病率。牛肉以及羔羊肉中,多不飽和脂肪酸含量高于40 mg/100 g,羊肉中二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸含量高于60 mg/100 g,因此牛羊肉可作為omega-3多不飽和脂肪酸的良好膳食來源[2]。
由于脂質穩定性較差,在肉制品加工過程中易發生氧化反應,生成醛、烷烴以及共軛烯烴等具有異味和對人體有害的化合物,導致肉制品的品質降低。脂質氧化主要包括鏈引發、鏈增長和鏈終止3 個階段(表2)[19]。以往研究發現,香辛料中含有多種具有抗氧化能力的植物化學物,如多酚類以及某些生物堿類化合物。多酚類化合物能通過多種途徑抑制脂質氧化,如清除活性氧和自由基,與高價態金屬離子螯合減少自由基生成[20-21]。某些生物堿類化合物也具有抑制脂質氧化的作用。Lavorgna等[22]研究發現,辣椒素具有較強的自由基清除活性。此外,咖喱葉中的馬漢九里香堿和柯氏九里香堿也具有較高的抗氧化活性和較強的自由基清除活性[23]。

表 2 脂質氧化的反應機理Table 2 Reaction mechanism of lipid oxidation
在肉制品的加工和貯藏過程中,多種香辛料均表現出良好的抗氧化活性。Tanabe等[24]研究的22 種香料均能顯著抑制豬肉的脂質氧化,其中山椒、鼠尾草和生姜的抗氧化作用最強,且抑制脂質氧化的能力與添加香料中總酚含量呈正相關關系。Shahidi等[25]研究發現,槲皮素、香豆素、丁香酚以及鞣花酸等能夠顯著抑制牛肉中脂質氧化和異味的產生,且效果優于α-生育酚。此外,香辛料對熟肉制品也能夠起到良好的保護作用。Mancini等[26]研究發現添加量為1%~2%(質量分數,下同)的生姜粉可顯著抑制豬肉漢堡中熟豬肉的脂質氧化,抑制肉中omega-3和omega-6多不飽和脂肪酸的降解。Jiang Jiang等[27]研究發現,甘草香料富含多種酚類成分,在香腸中添加0.1%的甘草香料提取物與添加0.01%的丁基羥基茴香醚(butylated hydroxyanisole,BHA)具有相當的抗氧化能力,可顯著抑制香腸的酸敗變質。
在特定的加工方式下某些植物化學物可促進脂質氧化。已有研究表明,肉桂醛在高溫條件下不能起到抗脂質氧化的作用[28-29]。Wong等[30]研究發現,經輻照處理的添加大蒜的牛肉餅在貯藏4 周后,大蒜促進了牛肉餅脂質氧化,引起丙二醛含量的升高。Mariutti等[31]研究發現,鼠李草能夠抑制雞肉中不飽和脂肪酸的氧化降解以及己醛和丙二醛的生成,而大蒜反而促進了雞肉中不飽和脂肪酸的降解,引起雞肉中己醛和丙二醛含量的升高。此外,當某些酚類化合物與亞硝酸鹽共同使用時,可能會促進肉制品的脂質氧化[32]。Igene等[33]研究發現,亞硝酸鹽的添加能夠促進肉中的N2O3轉化為NO,在發酵過程中,NO能夠與肌紅蛋白結合形成亞硝酰肌紅蛋白。亞硝酰肌紅蛋白性質相對穩定,在加熱狀態下生成的亞硝基血色原仍能維持Fe2+的還原態,因此抑制了肌紅蛋白上Fe2+的氧化[34]。而香料中的某些酚類成分(如迷迭香酸、單寧等)具有清除亞硝酸鹽和NO的能力,因此可以抑制亞硝酸鹽的抗氧化作用,甚至促進肉中脂質氧化[35]。
2.1.2 對蛋白質的影響
肉中含有豐富的蛋白質,并且具有消化性好、氨基酸種類齊全的優點。畜肉中蛋白質含量因牲畜品種、飼養方式的不同而不同。我國黃牛牛肉中蛋白質量分數為20%~24%[36];生豬肉中蛋白質量分數為18%~20%;熟豬肉中為27%~30%[37]。Williams[2]研究發現,澳大利亞生牛肉和羊肉中蛋白質量分數為20%~25%,而熟牛肉和羊肉中為28%~35%。同時,肉類蛋白質品質較高,如牛肉蛋白氨基酸評分為0.9(最高為1.0),而植物性食品僅為0.7左右[2]。但是蛋白質在肉制品加工以及貯藏過程中往往會發生氧化變質,導致肉制品的營養品質降低。蛋白質氧化由活性氧誘導的共價修飾造成,或由氧化應激反應生成的次級副產物通過自由基鏈式反應造成。羰基化蛋白質的生成是評價蛋白質氧化的一個重要指標,并且羰基化的蛋白質被認為與高血脂、高血壓以及阿爾茨海默癥等一系列疾病密切相關。Sun Weizheng等[38]發現,長時間加熱處理導致豬肉香腸中蛋白質氧化程度的提高和羰基蛋白質的累積。Yu等[39]發現短時高溫處理牛排也會提高蛋白質氧化程度,引起羰基化蛋白質的累積。
已有研究表明,某些香料提取物可抑制肉制品蛋白氧化,提取物中多酚類化合物被認為起到主要作用。Zhang Huiyun等[40]研究發現,丁香提取物中的丁香酚可通過抑制脂質過氧化和清除自由基抑制廣式香腸中脂質氧化產物含量的增加和蛋白質羰基的生成。Estévez等[41]研究發現,150 mg/kg的迷迭香精油在香腸的加工過程中能起到抑制蛋白質氧化的作用。Jongberg等[42]研究發現,總酚含量為400、500 mg/kg的迷迭香提取物不僅能夠抑制博洛尼亞型香腸中脂質氧化產物的形成,也能減少蛋白質羰基的生成。在肉制品貯藏過程中,香辛料也能抑制蛋白質氧化。Armenteros等[43]研究發現,在冷藏過程中大蒜、肉桂、丁香和迷迭香提取物能起到抑制熟火腿蛋白質羰基化的作用。
2.1.3 對碳水化合物的影響
肉中的碳水化合物是美拉德反應的重要前體物質,對熱加工肉制品風味和色澤的形成有重要影響。香辛料中的植物化學物主要通過以下兩種途徑與糖類成分相互作用:直接與糖或者糖片段進行反應;與美拉德反應中間體反應抑制晚期糖基化終產物的形成。
已有研究表明,某些多酚類化合物能與美拉德反應前體物質糖類化合物反應,如某些黃酮類化合物能與糖片段上羰基發生反應。Zhang Yu等[44]在研究黃酮類化合物對美拉德反應產物的影響中發現,黃酮類化合物(如槲皮素、木犀草素和金雀異黃酮)的A環能與葡萄糖醛基結合,減少葡萄糖向果糖的轉化,同時這些黃酮也能與果糖熱解生成的羰基化合物反應,減少席夫堿生成。Totlani等[45]研究發現,在葡萄糖/甘氨酸的美拉德反應體系中,表兒茶素能夠直接與C2、C3和C4的糖片段直接反應,抑制美拉德反應來源揮發性化合物的形成。
晚期糖基化終產物由蛋白質與還原糖間發生的非酶促反應生成,其形成和累積與衰老和糖尿病等疾病相關[46]。已有研究表明,香辛料中某些植物化學物具有抗糖基化的作用[47]。八角、茴香、肉桂和丁香等被發現具有較強的抗糖基化作用,且抑制糖基化的能力與總酚含量顯著正相關[48]。肉桂中的原花青素,兒茶素,表兒茶素,原花青素B2能夠抑制晚期糖基化終產物的形成[49]。Shi Fei等[50]研究發現,大蒜γ-谷氨酰半胱氨酸衍生物能夠抑制晚期糖基化終產物的形成。
2.1.4 對礦物元素的影響
肉類食品是鐵元素和鋅元素的重要膳食來源,肉中的鐵元素主要為易于被人體吸收的血紅素鐵,并且肉中的蛋白質也能夠促進鐵元素的吸收;和植物性食品中的鋅元素相比,牛肉中鋅元素更容易被人體吸收[1]。同時,硒元素在畜肉中含量豐富,具有一定的抗氧化作用。瘦肉中鈉含量低,鉀鈉比大于5,可降低心血管疾病(如高血壓)的發生[51]。
香辛料中存在的某些植物化學物如肌醇六磷酸、草酸鹽、多酚、單寧和某些生物堿類化合物屬于抗營養物質,能降低礦物元素的生物利用度和吸收率。六磷酸肌醇能與鈣、錳、鐵、銅和鋅等金屬離子形成結構穩定的絡合物,生成沉淀,從而無法被腸道吸收[52]。草酸鹽能與肉制品中的鈣離子結合,形成不溶性的草酸鈣,降低肉制品中鈣元素的利用率[53]。Tuntipopipat等[54]研究發現,辣椒、大蒜和姜黃等香辛料能夠降低鐵元素的生物利用度。Ahmad Fuzi等[55]研究發現,迷迭香提取物能夠降低非血紅素鐵的吸收率。
肉制品加工過程中通常會添加香辛料作為輔料以改善肉制品的感官品質。香辛料本身的某些風味可掩蓋肉制品的不良風味,同時還能起到賦香和增香效果。風味又分為滋味和氣味。根據所添加香辛料種類和含量的不同,可使肉制品呈現香、辛、甜、苦、辣、麻等特征風味。此外,香辛料中所富含的天然色素也能對肉制品的色澤產生一定的影響。
2.2.1 對滋味的影響
滋味是由食物中的刺激性物質刺激舌表面味蕾產生的,主要包括甜、酸、苦、辣、咸、鮮、澀7 種味道。肉的滋味物質種類眾多,如葡萄糖和果糖等甜味成分、無機鹽、谷氨酸鹽及天門冬氨酸鹽等咸味成分、乳酸和谷氨酸等酸味成分、某些游離氨基酸和肽類等苦味成分以及谷氨酸鈉和核苷酸類等鮮味成分。香辛料對肉制品滋味的影響主要通過以下3 種途徑:1)香辛料本身具有一定的滋味;2)對肉制品原有的滋味進行增強或掩蓋;3)在某些肉制品中可以通過影響微生物的生長而改變肉制品的風味。
不同的植物化學物賦予了香辛料獨特的滋味。大蒜中含有豐富的含硫化合物,其中最主要的是蒜氨酸及其衍生物(如異蒜氨酸、甲基蒜氨酸、丙基蒜氨酸等),這些化合物共同賦予了大蒜獨特的刺激性風味[56]。生姜中的姜辣素主要包括姜醇類、姜烯酚類、姜酮、副姜油酮類、姜二酮類和姜二醇類等,這些化合物賦予了生姜獨特的辛辣味[17,57]。辣椒的辣味(痛感)主要由其所含的辣椒堿類化合物如辣椒堿和二氫辣椒堿等產生[58]?;ń返穆槲吨饕甚0奉惢衔铮ㄆ渲写蠖鄶禐殒湢畈伙柡椭觉0罚┊a生[59]。肉桂作為月桂科香料,其主要成分是肉桂醛。肉桂醛不僅能產生甜味,也能與食品中的糖產生協同效應,進一步增強食品的甜味[60]。
在肉制品的加工中添加某些香辛料能增強其原有的滋味。在肉制品加工過程中,諸如八角、生姜、桂皮等多種香辛料均能增強肉制品的底香,改善肉制品的口感。湯衛東等[61]研究發現,添加混合香辛料能夠改善發酵香腸口感,提高香腸質量的穩定性,起到除異增香的作用。張雅敬[62]研究發現,添加八角、花椒等香辛料能夠更加突出雞湯的辛香味、鮮味和甜味,并能提高雞湯的整體香氣、風味以及鮮香和鮮味評分。此外,香辛料也能夠通過影響發酵肉制品中微生物而改善肉制品的風味。在發酵肉制品中加入香辛料,能起到促進有益菌生長,抑制有害菌的生長的作用。毛學英[63]研究發現,天然香辛料能促進發酵過程中乳酸菌的產酸,從而改善香腸的組織結構,提高香腸的品質,并賦予產品獨特的發酵風味。
2.2.2 對風味的影響
原料肉的氣味主要是血腥味,在加工過程中如不經處理會形成腥膻味。在肉制品的加工過程中,通常添加不同種類的香辛料來改善肉制品的風味。肉制品的風味主要通過美拉德反應和脂質氧化降解形成。肉制品在加工過程中通過美拉德反應生成吡啶、吡咯、吡嗪和呋喃酮等揮發性風味成分。脂質降解包括氧化降解和水解,也是肉制品風味形成的重要途徑。肉制品中的脂質經降解可形成醇、醛、酮和酯類等風味化合物。此外,脂類的氧化和水解產物也可與美拉德反應產物進一步反應生成更多新的風味化合物。香辛料中植物化學物改善肉制品的風味主要通過以下2 種途徑:1)植物化學物直接或間接影響揮發性氣味物質的形成;2)某些植物化學物本身具有揮發性,能夠與肉類產生的揮發性氣味物質共同形成特征風味。
醛類化合物是肉制品中一類重要的風味物質。多酚類植物化學物具有一定的抗氧化活性,能夠抑制肉制品在加工以及貯藏過程中的脂質氧化,減少醛類和其他異味物質的產生。迷迭香提取物已被報道能夠降低牛肉餅在貯藏期間異味物質己醛的含量[64]。也有研究指出,多酚(如槲皮素、根皮素和橙皮素等)具有捕獲不飽和醛(如丙烯醛、4-羥基-2-壬烯醛、丙二醛)的能力,從而能夠減少揮發性醛對食品風味的影響[65]。Zhu Qin等[66]研究發現,根皮素能夠捕獲丙烯醛和4-羥基壬烯醛并形成新型加合物,減少油脂氧化過程中不飽和醛的釋放。Zamora等[65]研究發現,槲皮素能夠捕獲丙烯醛并形成槲皮素-丙烯醛加合物,從而減少揮發性不飽和醛的釋放。感官實驗評估也證實了富含多種酚類化合物的甘草提取物能顯著抑制脂質酸敗異味的形成[27]。此外,某些多酚可通過與糖片段結合抑制揮發性風味物質的形成。Totlani等[45]研究發現,表兒茶素能直接與C2、C3和C4糖片段結合,抑制揮發性成分2,5-二甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪的生成。
大多數香辛料都含有特征性的揮發性風味化合物。在肉制品加工過程中加入香辛料能夠改善食品的風味,提高肉制品的消費者接受度。大蒜素是大蒜的主要揮發性成分,是大蒜具有刺激性氣味的重要原因。大蒜素含有不穩定的二硫鍵,在肉制品的加熱過程中二硫鍵可被分解成多種含硫化合物,形成大蒜的特征風味[57]。生姜富含豐富的雙半烯基類、氧化雙半叔烯基類、單丁烯類和氧化單苯基烯類揮發性風味化合物,共同賦予了生姜和肉制品的特征風味[67]?;ń窊]發油中主要含有月桂烯、檸檬烯以及桉樹醇等揮發性風味成分,賦予了花椒及肉制品特有的香氣[68]。肉桂揮發油中主要含有芳香醛類、芳香酯類和萜類化合物,在中餐湯料中加入肉桂揮發油,能賦予湯特殊的芳香風味[69-70]。武蘇蘇等[71]研究發現,草果能提高鹵制雞肉總揮發性成分含量,并產生新的揮發性風味物質,如桉葉油醇、2-甲氧基苯甲醛、胡薄荷酮、丙酸芳樟酯。辛曉琦[72]研究發現,添加孜然和洋蔥能夠顯著提高發酵羊肉香腸中壬醛和乙酸的含量。劉政芳等[73]研究發現,在雞肉中添加大蒜、胡椒、大蔥等香辛料可掩蓋雞肉的不良氣味,突出雞肉的香氣,帶來更好的嗅感和口感。
2.2.3 對色澤的影響
香辛料植物化學物還包括了天然的食用色素。食用色素能改善肉制品原有的色澤,提高消費者的接受度。天然食用色素按化學結構主要分為胡蘿卜素類、花青素類和黃酮類色素。香辛料中常見的色素主要有姜黃中的姜黃素和辣椒中的辣椒紅素[74]。辣椒紅素具有穩定性好、顏色艷麗以及著色穩定等優點[75]。辣椒籽油在肉糜中使用時,能夠降低肉糜的白度,提高肉糜的紅度,提高肉糜色澤的穩定性[76]。
香辛料中多酚化合物具有良好的抗氧化以及螯合金屬離子的作用,能夠延緩肉制品在貯藏過程中的顏色變化,起到良好的護色作用。劉艷鳳等[77]研究發現,迷迭香、八角和良姜等香辛料能夠延緩鹵雞腿的褪色。Allen等[78]研究發現,丁香酚和迷迭香酸能夠減緩牛肉餅在冷藏期間的顏色變化。賈娜等[79]研究發現,在醬牛肉中使用迷迭香、丁香和肉桂提取物能夠起到良好的護色作用,同時還能減緩醬牛肉表面紅曲紅色素的氧化褪色。
肉制品富含蛋白質和脂肪,極易發生腐敗變質和氧化酸敗,影響肉制品品質和消費者安全。人工合成防腐劑對保證食品品質具有一定作用,但人工合成防腐劑具有一定的安全隱患。香辛料中某些植物化學物具有較強的抗氧化能力和抑制微生物生長的活性,具有替代人工合成防腐劑、成為新型食品防腐保鮮劑的潛力。
肉制品在加工和貯藏期間,可發生脂肪氧化和蛋白質氧化,導致肉制品顏色劣變。抗氧化劑的作用主要通過清除自由基實現,其作用機理主要有:1)直接與自由基反應;2)間接消耗容易生成自由基的物質;3)抑制與產生自由基相關酶的活性。已有研究表明,癌癥、衰老等均與自由基密切相關。肉中含有多種抗氧化物質,如VE、硒元素等,但其含量有限。因此需要添加抗氧化物質來抑制肉制品的氧化。
香辛料中含有豐富的多酚類化合物。香辛料提取物的總酚含量與香辛料提取物抗脂質氧化能力和自由基清除能力顯著正相關。在肉制品的貯藏過程中,Jayawardana等[80]研究發現豬肉香腸中總酚含量與其抗氧化能力顯著正相關。Pó?torak等[81]研究發現,高良姜能夠抑制香腸的脂質氧化,延長香腸的保質期。張慧云[82]等研究發現迷迭香、肉桂以及丁香提取物不僅能夠抑制熟肉糜脂肪的氧化,還能改善肉糜鮮紅的色澤,抑制其在貯藏期間的品質劣變。在加工過程中,花椒以及茴香能不同程度地抑制皖西白鵝的脂肪氧化[83]。生姜以及黑胡椒能夠抑制漢堡肉餅中脂質過氧化產物丙二醛的產生[84]。丁香以及肉桂在香腸中的添加能夠有效降低其過氧化值[85]。
細菌、霉菌和酵母菌是肉制品中常見的污染物,其代謝產物可引起肉制品色澤變化和異味產生,并能提高肉制品揮發性鹽基氮含量。香辛料中的植物化學物(如醛類、酚類等)能抑制多種革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌生長[5],這些化合物可作為食源性病原體和微生物的抗菌劑,提高食品的安全性,延長食品的保質期。鄭海云[86]研究發現,丁香、迷迭香和桂皮提取物能夠顯著抑制牛肉丸中腐敗菌對蛋白質的分解,降低氨以及胺類等堿性含氮化合物的生成,降低牛肉丸的pH值。盧付青[87]研究發現,0.5%的洋蔥和0.5%的辣椒均能抑制冷卻豬肉貯藏期間腐敗菌的生長,降低冷卻肉的pH值。Sharma等[88]研究發現,丁香和百里香提取物能顯著降低雞肉香腸在貯藏期間的微生物數量。在腌制肉中添加1%的肉桂提取物能顯著抑制酵母菌和霉菌的生長[89]。添加0.2%的生姜能夠減少牛肉餅中的總菌落數[90]。
此外,不同香辛料提取物因其含有植物化學物的組成不同,可抑制不同種類的微生物生長。小茴香和大蒜能顯著抑制燒雞中的產黃青霉菌生長,八角能夠抑制臘樣芽孢桿菌生長[91]。劉柳等[92]研究發現,肉桂、丁香、迷迭香和甘草提取液能抑制冷卻肉中單增李斯特菌生長。夏秀芳等[93]研究發現,丁香油和桂皮油中的迷迭香酸和迷迭香酚能顯著抑制金黃色葡萄球菌生長,從而延長肉制品貨架期。Karpińska-Tymoszczyk[94]研究發現,鼠尾草提取物能顯著抑制真空包裝火雞肉丸中嗜溫菌以及大腸桿菌的生長。
香辛料中的植物化學物具有多種健康功效,如抗炎、抗癌、抗病毒等。香辛料中的植物化學物可通過多種途徑抑制細胞中炎癥基因的表達,如:1)抑制核因子(nuclear factor kappa-B,NF-κB)的激活;2)修復染色質的結構;3)促進谷胱甘肽的合成;4)激活核因子E2相關因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf-2)的表達;5)直接清除活性氧,或通過提高谷胱甘肽過氧化物酶活性清除活性氧[95]。Pó?torak等[81]研究發現,在香腸中添加高良姜能夠提高肉制品的抗炎活性,其抗炎活性與總酚含量顯著正相關。Bimonte等[96]研究發現,姜黃素能通過誘導MiaPaCa-2和Panc-1等乳腺癌細胞凋亡抑制癌細胞的增殖。大蒜中的大蒜素可通過誘導腫瘤細胞凋亡以及抑制細胞周期等機制抑制癌細胞的增殖[18]。
某些香辛料的添加能夠抑制肉制品加工過程中致癌物的生成。添加量為1%的丁香油可顯著降低漢堡肉熱加工過程中致癌雜環胺2-氨基-3,8-二甲基咪唑并[4,5-f]喹喔啉(35%)和2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶(2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b] pyridine,PhIP)(52.1%)的含量[97]。Puangsombat等[98]研究發現,含有香料的肉餅中總酚含量和雜環胺抑制活性顯著正相關。此外,在抑制肉制品加工過程中危害物的形成時,某些多酚自身能轉化為具有更優異生物活性的新型多酚加合物,如Zhao Yueliang等[99]研究發現,槲皮素能夠通過捕獲美拉德反應中間產物苯乙醛抑制PhIP的形成,同時槲皮素轉化為槲皮素-苯乙醛加合物,8-C-(E-苯基乙烯基)槲皮素,這種槲皮素-苯乙醛加合物具有比槲皮素本身更強的抗結腸癌活性。
除此之外,香辛料中的植物化學物還具有其他健康功效。Ryan等[100]研究發現,添加鼠尾草和牛至的牛肉餅經消化后形成包含多種消化產物的混合膠束。該混合膠束在人結腸癌細胞系Caco-2細胞模型中可顯著抑制H2O2誘導的谷胱甘肽的降解。此外,在高脂漢堡肉中添加混合香辛料能夠改善二型糖尿病患者餐后內皮功能障礙,并且能改善患者的心血管功能[101]。丁香酚、槲皮素和肉桂醛能起到抗動脈粥樣硬化以及降血脂的作用[10,46];肉桂中的香豆素能起到降血壓的作用[102]。
香辛料在肉制品加工中被廣泛應用,可改善食品風味、抑菌防腐、延長食品保質期。香辛料中的植物化學物種類豐富,在食品加工以及儲藏過程中,可與肉制品中的營養成分和風味成分相互作用,改善食品的營養品質和風味特性。同時,大多數香辛料中的植物化學物具有一定的抗氧化、抗炎等生物活性,能夠改善食品的健康功效。目前針對香辛料的研究主要集中在香辛料及其提取物對肉制品品質改善方面。香辛料中植物化學物單體對肉制品品質影響的相關研究較少。香辛料中的單體化合物具有多種生物活性,進一步研究這些單體化合物對肉制品品質的影響,以及不同香辛料單體化合物復配對肉制品品質影響,對開發新型食品配料添加劑具有重要作用。