香辛料在食品保鲜中的应用研究进展

黄文权，李 锐，银家柏

(1.岭南师范学院 生命科学与技术学院，广东 湛江 524048；2.中海油能源发展股份有限公司湛江配餐服务分公司，广东 湛江 524048)

香辛料是利用植物的种子、花蕾、叶茎、根块、果实或其提取物制成的一类具有芳香和辛香等典型风味的天然植物性原料的统称[1]。常见的香辛料包括生姜、大蒜、辣椒、葱、花椒、胡椒、香叶、桂皮、八角茴香、草果、丁香、迷迭香、麝香草等。

香辛料具有防腐保鲜的作用，相比于山梨酸钾、苯甲酸钠等人工合成的化学保鲜剂，香辛料保鲜剂在具备相同保鲜作用的同时，还具有安全无毒、绿色环保、赋香调味等优点。本文综述香辛料防腐保鲜的特性及其在食品保鲜方面的相关研究成果，以期为香辛料的进一步研究与开发提供参考。

1 香辛料概述

1.1 香辛料的分类

香辛料有多种分类方式。王强[2]等人根据香辛料所利用部位的不同，将其分为根茎类、皮类、花或花蕾类、果实类、叶类；根据气味不同又可分为辛辣性香辛料和芳香性香辛料。李永菊[3]等人按照香辛料所含化学成分的不同,将其分为无氮芳香族香辛料、含硫类香辛料、酰胺类香辛料。史奎春[4]等人按照香辛料的气滋味程度将其分为辣味香辛料、苦味香辛料、芳香型香辛料、香和味兼有的香辛料。

1.2 香辛料的使用形式

香辛料的使用形式包括完整香辛料、粉碎香辛料和香辛料提取物。完整香辛料是指形态保持完好，不经任何加工的香辛料。粉碎香辛料是将完整香辛料经干燥、粉碎等加工，形成颗粒状或粉末状的香辛料。与完整香辛料相比，粉碎香辛料香气释放速度更快，增香效果更好，但一定程度上会影响食品的感官质量。香辛料提取物是以蒸馏、萃取等方式提取香辛料的有效成分而制成的各种液体香辛料，可根据传统调味配方进行复合，并通过一定的工艺进行粉末化，具有无渣、味浓、速溶性好、使用方便等优点。由于香辛料提取物中的防腐保鲜有效成分含量高于完整香辛料和粉碎香辛料，因此食品行业更多地采用香辛料提取物对食品进行防腐保鲜。

2 香辛料防腐保鲜的特性

香辛料中含有功能性成分，具有抑菌和抗氧化的作用，能有效抑制腐败菌的生长并延缓蛋白与脂肪的氧化[5]，从而达到防腐保鲜的目的。

2.1 香辛料的抑菌活性

孟君[6]等人以乙醇为提取剂，研究了八角、辣椒、花椒提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌的抑菌效果，结果发现，八角提取物对上述3种供试菌株均有抑制作用，其中对金黄色葡萄球菌的抑制效果最为明显；辣椒提取物对金黄色葡萄球菌有一定的抑制效果；花椒提取物的抑菌效果并不明显。谢强[7]等人研究发现，八角、香叶、肉桂等香辛料提取物对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌等食源性致病菌有一定的抑制效果，而对保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌等益生菌并未表现出明显的抑菌活性。田凤[8]等人研究发现，肉桂、丁香、八角、甘草等7种香辛料的提取物对假单胞菌、葡萄球菌和热死环丝菌表现出不同程度的抑菌活性，其中以八角茴香、丁香和肉桂的综合抑菌效力最强。

2.2 香辛料的抑菌机理

蔡晓军[9]等人研究发现，迷迭香的单体成分1.8-桉叶素能够破坏沙门氏菌的细胞壁与细胞膜，改变其通透性，使胞内物质如蛋白质、钾离子、核酸等流出，从而对沙门氏菌产生抑制作用。李兆亭[10]等人研究发现，胡椒油中的萜类化合物能改变单增李斯特菌的细胞膜结构并增加其渗透性，使得胞内物质、电解质外渗，最后细胞破碎溶解。王芳[11]等人研究发现，肉桂精油能破坏成团泛菌和腐生葡萄球菌的细胞壁膜，使细胞内的重要组分与电解质外渗，改变细菌的膜电位，以此导致供试菌的死亡。

2.3 香辛料的抗氧化活性

敬小波[12]测定和比较了花椒、生姜、丁香提取物的总抗氧化活性及其对DPPH·自由基和羟自由基的清除能力，确定3种香辛料清除自由基的能力排序为花椒>生姜>丁香。单恬恬[13]等人研究发现，丁香、桂皮、花椒等14种香辛料的水提物与醇提物均具有一定的抗氧化活性。张婧菲[14]等人研究发现，姜黄素对不同的自由基均有清除能力，并能抑制脂质的过氧化反应和减轻红细胞的氧化损伤。

2.4 香辛料的抗氧化机理

陈洪生[15]等人研究发现，丁香与迷迭香提取物能有效阻碍猪肉肌原纤维蛋白中羰基的形成与二硫键的交联，控制相关酶活性的氧化损失，从而增强猪肉肌原纤维蛋白的抗氧化能力，抑制其表面疏水性的上升与溶解性的下降。鲁小川[16]等人探究了孜然精油对羊肉肌原纤维蛋白的影响，发现孜然精油能抑制蛋白质羰基的形成与巯基含量的下降，从而提高肌原纤维蛋白的抗氧化水平。朱建宇[17]等人研究发现，迷迭香提取物能减少大豆油中不饱和脂肪的损失，增强大豆油对自由基的清除能力，从而提高其抗氧化水平。

3 香辛料在食品保鲜中的应用

3.1 香辛料保鲜禽畜制品

在食品保鲜的应用研究中，通常会用相关测定指标来判断产品的新鲜程度。禽畜制品的常用测定指标包括感官评价、菌落总数、pH值、TVB-N值、TBARS值等。

施肇源[18]等人研究了肉桂精油和生姜精油在冰鲜鸡肉涂膜保鲜中的应用，复配出0.9%肉桂精油+0.9%生姜精油+1.0%壳聚糖溶液+0.9%魔芋葡甘聚糖溶液的香辛料保鲜剂，能很好地减少冰鲜鸡肉的汁液流失，抑制TVB-N值上升。刘艳凤[19]等人研究了0.06%丁香+0.01%迷迭香+0.5%良姜+1.06%八角对酱卤鸡腿的防腐效果，结果发现，上述香辛料的添加能有效延缓酱卤鸡腿感官品质的下降，其防腐效果与添加0.001%山梨酸钾的化学防腐剂相当。冯敏[20]等人将大蒜和葱白榨汁，与压碎的花椒一同复配成保鲜液对鸡蛋进行涂膜保鲜，结果发现，上述香辛料保鲜液能较好地保持鸡蛋的感官品质，延长其保质期。

陈美霞[21]等人研究发现，生姜、百里香和肉桂精油均能有效抑制金黄色葡萄球菌和荧光假单胞菌，其中肉桂精油的抑菌效果最佳；而复配精油以0.025%肉桂精油+0.25%百里香精油+0.05%生姜精油的组合抑菌效果最佳。朱明涛[22]等人研究发现，丁香、八角、白芷的提取物对冷却牛肉均有保鲜效果，其中白芷提取物的保鲜效果最佳。李磊[23]等人研究发现，迷迭香精油、肉桂精油与丁香精油能较好地应用于牛排的涂抹保鲜中，其中迷迭香精油的防腐保鲜效果最佳。徐红艳[24]等人的研究表明，孜然、花椒、肉桂复合精油能有效延长藏羊肉的保鲜期。

3.2 香辛料保鲜水产品

水产品新鲜程度的测定指标与禽畜制品类似。

侯春宇[25]等人将香辛料单体成分(百里香酚、丁香酚、肉桂醛、松油醇)两两复配成香辛料保鲜剂，对大黄鱼进行防腐保鲜。研究发现，复配香辛料保鲜剂能有效延长大黄鱼的保质期，延缓产品感官品质的下降，其中4.875%百里香酚+7.81%丁香酚的保鲜效果最佳。张璟晶[26]研究了丁香、桂皮、八角、甘草、大蒜的抑菌作用及保鲜冰鲜银鲳的效果。结果发现，丁香和甘草的抑菌效果最强，并且当丁香提取液和甘草提取液以3∶2的比例混合制成复合保鲜液时，其抑菌能力有很大的提升。

董汝月[27]等人的研究指出，迷迭香提取物协同壳聚糖与明胶制成的复合膜对南美白对虾有良好的防腐保鲜效果，能降低产品中蛋白与脂肪的氧化程度，抑制菌落总数的上升。周强[28]等人的研究表明，生姜、八角、大葱、黄酒复合提取液能降低明虾中的菌落总数与水分活度，抑制其蛋白质的分解，延缓产品感官品质的下降。

3.3 香辛料保鲜果蔬

果蔬新鲜程度的常用测定指标有烂果率、失重率、维生素C含量、可滴酸含量等。

丛建民[29]等人使用百里香精油对草莓进行熏蒸处理，结果发现，百里香精油能有效抑制草莓腐败菌的生长繁殖，提高草莓的抗氧化水平，减少草莓的营养物质与水分的流失。吕明珠[30]研究发现，肉桂、八角、大蒜提取物均能降低红提葡萄的烂果率与失重率，较好地保持果实内的营养物质，其中大蒜提取物的保鲜效果较优。李萍[31]等人将肉桂油进行包埋处理后用于鲜切西瓜的保鲜，结果发现，包合物能够延缓鲜切西瓜的质量损失和营养物质流失，能较好地保持西瓜的口感和色泽。

罗丹[32]等人的研究表明，姜油能够抑制番茄的呼吸强度与乙烯释放量，降低番茄中水分与维生素C的流失，保证番茄的食用品质。梁颖[33]等人将桂皮、草果的醇提物复配成保鲜剂对鲜切生菜进行保鲜，发现香辛料提取物能抑制鲜切生菜的呼吸作用，增强其抗氧化能力。杨大伟[34]等人研究发现，小茴香提取液协同食品保鲜剂能有效抑制黄花菜的失重、褐变、腐烂现象，降低其呼吸作用。刘楠楠[35]等人将大蒜与生姜的提取物复配成保鲜液用于青椒的保鲜，发现复配液对青椒有良好的保鲜效果，失重率与腐败指数均低于对照组，维生素C与叶绿素的流失得到减缓。

4 结语

香辛料对食品防腐保鲜的功能主要通过香辛料自身的抑菌和抗氧化活性来实现。香辛料的抑菌机理主要是香辛料提取物能对细菌的细胞壁膜造成破坏，改变其通透性，从而使胞内的重要结构组分流出，干扰其正常的代谢活动并使之死亡。香辛料的抗氧化活性主要与其自身含有的抗氧化物质相关，此类物质中的活性氢对自由基有结合与清除能力，并能减缓自动氧化链的反应。研究发现，复合香辛料的抑菌防腐作用通常优于单一香辛料，可能是由于不同香辛料单体的化学结构不同，在复配过程中化学键的断裂和结合不同，从而导致抑菌性不同。此外，在研究香辛料保鲜食品的效果时通常会联合其他保鲜手段，如低温贮藏、真空技术、涂膜保鲜、气调保鲜等。

目前，针对香辛料的抑菌研究主要集中于抑制食品的致病菌与腐败菌，对益生菌有何影响的相关报道较少，存在一定的研究空白。外在因素可能会影响香辛料的抑菌、抗氧化活性及防腐保鲜的效果，如温度、气体环境、协同物质、提取方式等，而这些因素对香辛料到底有无或有何影响尚待进一步探究；单一香辛料在复配过程中的具体机制还需要深入研究。