植物多酚在肉及肉制品中的應用研究進展

張嶸，相啟森,，王利敏，杜桂紅，馬云芳*

(1.鄭州輕工業大學 食品與生物工程學院，鄭州 450001；2.開封大用實業有限公司，河南 開封 475000)

肉及肉制品營養豐富，是人體獲取蛋白質、脂肪等營養素的重要來源。然而，肉及肉制品在生產、加工、貯藏和運輸等環節極易發生脂質氧化、蛋白質氧化和微生物污染，造成腐敗變質，失去食用價值和商業價值，甚至引發食源性疾病[1-2]。研究證實，添加抗氧化劑和防腐劑可顯著抑制肉及肉制品的氧化和微生物污染。目前廣泛使用的抗氧化劑和防腐劑多為人工合成，具有生產成本低、使用方便等優點，但其安全性問題仍受到消費者的廣泛關注[3]。植物多酚是一類廣泛存在于植物體內的具有多元酚結構的次生代謝物，具有良好的抗氧化、抗菌等活性功能，在食品保鮮領域的應用受到廣泛關注。本文論述了植物多酚在肉及肉制品中的應用研究進展及其抗氧化、抗菌機理，旨在為植物多酚在肉及肉制品中的應用研究提供參考。

1 肉及肉制品的氧化及微生物污染

1.1 肉及肉制品氧化

肉及肉制品在貯藏、加工等過程中極易發生脂質氧化和蛋白質氧化，從而對其營養成分及色澤、質地等感官品質造成不良影響[4]。大量研究表明脂質氧化和蛋白質氧化是造成肉及肉制品品質劣變的主要非微生物因素[5-6]。

1.1.1 脂質氧化

脂肪是肉及肉制品呈現良好質構特性的基礎物質之一[7]。然而，肉及肉制品中富含不飽和脂肪酸、色素、金屬催化劑和其他氧化因子，在光照、酶、金屬離子、熱處理等作用下，脂肪酸很容易氧化酸敗，產生自由基、過氧化物和醛類化合物等活性產物，能夠直接或間接參與加速脂質氧化，從而導致肉及肉制品變色、營養價值損失、貨架期縮短等[8-9]。例如，Hernández等[10]發現，在長時間高溫條件下，豬肉脂質氧化加速。

1.1.2 蛋白質氧化

肉制品蛋白質含量較高，主要包括肌原纖維蛋白、肌紅蛋白、白蛋白等，顯著影響其感官、營養品質和理化特性等[11]。蛋白質氧化是指蛋白質分子在活性氧(reactive oxygen species，ROS)、活性氮(reactive nitrogen species， RNS)的直接作用下，或通過氫過氧化物、活性醛類等次生氧化產物間接作用，引起的蛋白質結構和功能性質改變[12]。其中羰基化合物α-氨基己二醛(α-aminoadipic semialdehyde，AAS)和γ-谷氨酸半醛(γ-glutamyl semialdehyde，GGS)是肉及肉制品蛋白質氧化的標志產物[13]。蛋白質氧化被認為是肉及肉制品品質劣變的重要原因之一。例如，隨著蛋白質氧化時間的延長，羊肉糜的凝膠強度和持水性顯著降低，色澤也發生了劣變[14-15]；Wang等研究了在貯藏過程中蛋白質氧化對兔肉品質的影響，發現蛋白氧化可以改變兔肉的溶解度、疏水性等理化指標，并降低其嫩度和持水性。

1.2 微生物污染

由于肉及肉制品營養豐富、pH接近中性，肉制品在加工、運輸、儲存和銷售過程中易污染多種微生物，主要包括單增李斯特氏菌、金黃色葡萄球菌、肉毒梭狀芽孢桿菌、沙門氏菌和蠟樣芽孢桿菌等食源性致病菌及雙歧桿菌、乳酸菌、假單胞菌等致腐菌[16]。微生物污染一方面造成肉及肉制品腐敗變質和貨架期縮短，另一方面引發食源性疾病，威脅消費者健康[17]。

2 植物多酚概述

植物多酚廣泛存在于蔬菜、水果、香辛料等植物性產品中，是一類具有多種生理活性功能的植物次級代謝產物[18]。按結構的不同分類，植物多酚可分為黃酮醇類(槲皮素、蘆丁、楊梅素等)；黃酮類(木犀草素、芹黃素等)；異黃酮類(大豆黃酮、染料木素等)；黃烷三醇類(沒食子酸、兒茶素等)；酚酸類(綠原酸、香草酸、單寧酸等)；芪類(如白藜蘆醇)等，見圖1[19-20]。

圖1 主要植物多酚的化學結構Fig.1 The chemical structures of main plant polyphenols

植物多酚具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗過敏、抗癌和抗衰老等多種生理功能[21]。作為一種天然的抗氧化劑和防腐劑，植物多酚具有來源廣泛、安全性高等諸多優點，被廣泛應用于食品保鮮和功能食品開發。

3 植物多酚的抗氧化作用及其在肉及肉制品中的應用

3.1 植物多酚的抗氧化作用

研究證實添加富含植物多酚的犬薔薇提取物、迷迭香提取物、石榴皮提取物等能夠有效抑制肉餅、豬肉香腸和牛肉丸[22-24]等產品在加工貯藏過程中的蛋白質和脂質發生氧化，有效保持其營養價值和感官品質，見表1。此外，植物多酚還應用于畜禽養殖環節，有研究報道給豬飼喂富含植物多酚的鱷梨果渣，發現貯藏期間豬肉脂質和蛋白氧化水平較低并有效保持其色澤等參數。

表1 植物多酚對肉及肉制品的抗氧化作用Table 1 The antioxidation of plant polyphenols on meat and meat products

續 表

綜上所述，在肉及肉制品中添加植物多酚能夠有效抑制其脂質氧化和蛋白質氧化，還可以提升并改善產品的嫩度、色澤等感官品質。例如，王強等發現迷迭香提取物不僅可以有效抑制肉丸氧化，而且顯著降低了其硬度、咀嚼度和酸度等，有效改善了肉丸貯藏過程中的品質[25-29]。

3.2 植物多酚的抗氧化作用機制

植物多酚的種類繁多，其抗氧化活性和機制也不盡相同。目前認為，植物多酚抗氧化作用機制主要包括以下幾個方面：(1)清除自由基。植物多酚含有良好的氫供體——酚羥基，具有清除活性氧和自由基的能力，從而發揮抗氧化作用。有研究表明，在草魚中添加蘋果多酚并在4 ℃條件下貯存，發現蘋果多酚能夠延緩草魚的脂質氧化，抑制可溶性肌原纖維蛋白的降解并有效保持草魚的色澤(L*、a*、b*值無顯著變化)，推測這可能與蘋果多酚具有清除自由基活性有關[30]；(2)螯合金屬離子。Fe2+、Cu2+等過渡金屬離子能夠與O2-·、 H2O2等反應生成活性更高的羥自由基(·OH)，從而引發脂質氧化和蛋白質氧化。植物多酚能夠有效螯合Fe2+、Cu2+等過渡金屬離子，減少·OH等自由基的產生，從而發揮抗氧化作用。有研究表明，沒食子酸可以作為一種金屬離子螯合劑和自由基清除劑，抑制肌原纖維蛋白氧化從而起到抗氧化作用[31]；(3)促進抗氧化酶活性[32-33]。有研究表明，在飼料中添加500，1000 mg/kg的植物多酚(富含黃酮類和原花青素類物質)能夠顯著提高黃羽肉雞血清中過氧化氫酶的活性，從而提高機體的抗氧化能力，改善雞肉的品質[34]。

此外，不同植物多酚之間可能存在協同抗氧化作用。研究表明，蕓香柚皮苷與沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)以物質的量比1∶10可形成穩定的復合物，復合時其抗氧化效果明顯高于單獨作用的效果，表明兩者具有協同增效作用[35]。

4 植物多酚的抗菌作用及其在肉及肉制品中的應用

4.1 植物多酚的抗菌作用

除了抗氧化作用之外，植物多酚具有良好的抗菌特性。已有研究表明，植物多酚作為一種天然來源的抗菌劑能夠有效抑制存在于肉及肉制品中的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和乳酸菌等致病和致腐微生物的生長，并有效保持產品品質和延長貨架期，見表2。

表2 植物多酚對肉及肉制品的抗菌作用Table 2 The antibacterial effect of plant polyphenols on meat and meat products

4.2 植物多酚的抗菌作用機制

國內外學者對植物多酚的抗菌機制進行了大量研究，由于不同研究中多酚的結構和微生物種類存在差異，目前關于其作用機理的理論尚未統一。普遍認為，植物多酚的抗菌機理主要包括以下幾個方面：

4.2.1 對微生物細胞壁及細胞膜的破壞

細胞壁和細胞膜對微生物維持其細胞形態有著重要的作用，植物多酚可以破壞細胞壁的完整性和細胞膜的通透性，使細胞代謝紊亂，從而導致微生物死亡[42-43]。有研究表明，茶多酚作用于細菌后，細菌培養液的電導率、蛋白含量及堿性磷酸酶活性均顯著升高，表明茶多酚可以破壞細菌細胞膜的結構，使細胞膜的通透性增加、內容物泄露，最終導致細菌死亡[44]。

4.2.2 抑制微生物大分子合成

植物多酚進入細菌細胞之后可通過抑制蛋白質、DNA和RNA等生物大分子的合成使微生物的正常生命活動難以維持，發揮其抗菌作用[45]。杜文芳[46]對經EGCG處理后的單增李斯特氏菌進行蛋白質組學分析，發現其溶血素編碼基因hly、內化素A編碼基因inlA等表達下調，這可能是EGCG發揮抑菌作用的重要機制之一。

4.2.3 影響微生物的能量代謝

胞內ATP的含量對微生物的正常能量代謝有著至關重要的作用，植物多酚可以通過抑制ATP的合成來影響微生物的正常生長。有研究表明，經百里香酚處理的沙門氏菌中ATP合成酶的表達受到了抑制，從而發揮抑菌作用[47]。

此外，改變微生物膜電位和堵塞微生物外膜孔蛋白也被認為是植物多酚發揮抗菌作用的重要作用機制之一[48]。

5 展望

綜上所述，作為一類天然來源且安全性較高的物質，植物多酚不僅能夠有效抑制肉及肉制品的脂質氧化和蛋白質氧化，同時能夠抑制其中致病和致腐微生物的生長，在肉及肉制品保鮮領域具有廣闊的應用前景。然而，植物多酚存在單獨使用效果較弱、脂溶性較差等問題，在今后的工作中應重點研究植物多酚復配物對肉及肉制品的防腐保鮮作用，并系統揭示其作用機制。