植物多酚在肉及肉制品中的应用研究进展

张嵘，相启森,，王利敏，杜桂红，马云芳*

(1.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院，郑州 450001；2.开封大用实业有限公司，河南 开封 475000)

肉及肉制品营养丰富，是人体获取蛋白质、脂肪等营养素的重要来源。然而，肉及肉制品在生产、加工、贮藏和运输等环节极易发生脂质氧化、蛋白质氧化和微生物污染，造成腐败变质，失去食用价值和商业价值，甚至引发食源性疾病[1-2]。研究证实，添加抗氧化剂和防腐剂可显著抑制肉及肉制品的氧化和微生物污染。目前广泛使用的抗氧化剂和防腐剂多为人工合成，具有生产成本低、使用方便等优点，但其安全性问题仍受到消费者的广泛关注[3]。植物多酚是一类广泛存在于植物体内的具有多元酚结构的次生代谢物，具有良好的抗氧化、抗菌等活性功能，在食品保鲜领域的应用受到广泛关注。本文论述了植物多酚在肉及肉制品中的应用研究进展及其抗氧化、抗菌机理，旨在为植物多酚在肉及肉制品中的应用研究提供参考。

1 肉及肉制品的氧化及微生物污染

1.1 肉及肉制品氧化

肉及肉制品在贮藏、加工等过程中极易发生脂质氧化和蛋白质氧化，从而对其营养成分及色泽、质地等感官品质造成不良影响[4]。大量研究表明脂质氧化和蛋白质氧化是造成肉及肉制品品质劣变的主要非微生物因素[5-6]。

1.1.1 脂质氧化

脂肪是肉及肉制品呈现良好质构特性的基础物质之一[7]。然而，肉及肉制品中富含不饱和脂肪酸、色素、金属催化剂和其他氧化因子，在光照、酶、金属离子、热处理等作用下，脂肪酸很容易氧化酸败，产生自由基、过氧化物和醛类化合物等活性产物，能够直接或间接参与加速脂质氧化，从而导致肉及肉制品变色、营养价值损失、货架期缩短等[8-9]。例如，Hernández等[10]发现，在长时间高温条件下，猪肉脂质氧化加速。

1.1.2 蛋白质氧化

肉制品蛋白质含量较高，主要包括肌原纤维蛋白、肌红蛋白、白蛋白等，显著影响其感官、营养品质和理化特性等[11]。蛋白质氧化是指蛋白质分子在活性氧(reactive oxygen species，ROS)、活性氮(reactive nitrogen species， RNS)的直接作用下，或通过氢过氧化物、活性醛类等次生氧化产物间接作用，引起的蛋白质结构和功能性质改变[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)是肉及肉制品蛋白质氧化的标志产物[13]。蛋白质氧化被认为是肉及肉制品品质劣变的重要原因之一。例如，随着蛋白质氧化时间的延长，羊肉糜的凝胶强度和持水性显著降低，色泽也发生了劣变[14-15]；Wang等研究了在贮藏过程中蛋白质氧化对兔肉品质的影响，发现蛋白氧化可以改变兔肉的溶解度、疏水性等理化指标，并降低其嫩度和持水性。

1.2 微生物污染

由于肉及肉制品营养丰富、pH接近中性，肉制品在加工、运输、储存和销售过程中易污染多种微生物，主要包括单增李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌、肉毒梭状芽孢杆菌、沙门氏菌和蜡样芽孢杆菌等食源性致病菌及双歧杆菌、乳酸菌、假单胞菌等致腐菌[16]。微生物污染一方面造成肉及肉制品腐败变质和货架期缩短，另一方面引发食源性疾病，威胁消费者健康[17]。

2 植物多酚概述

植物多酚广泛存在于蔬菜、水果、香辛料等植物性产品中，是一类具有多种生理活性功能的植物次级代谢产物[18]。按结构的不同分类，植物多酚可分为黄酮醇类(槲皮素、芦丁、杨梅素等)；黄酮类(木犀草素、芹黄素等)；异黄酮类(大豆黄酮、染料木素等)；黄烷三醇类(没食子酸、儿茶素等)；酚酸类(绿原酸、香草酸、单宁酸等)；芪类(如白藜芦醇)等，见图1[19-20]。

图1 主要植物多酚的化学结构Fig.1 The chemical structures of main plant polyphenols

植物多酚具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗过敏、抗癌和抗衰老等多种生理功能[21]。作为一种天然的抗氧化剂和防腐剂，植物多酚具有来源广泛、安全性高等诸多优点，被广泛应用于食品保鲜和功能食品开发。

3 植物多酚的抗氧化作用及其在肉及肉制品中的应用

3.1 植物多酚的抗氧化作用

研究证实添加富含植物多酚的犬蔷薇提取物、迷迭香提取物、石榴皮提取物等能够有效抑制肉饼、猪肉香肠和牛肉丸[22-24]等产品在加工贮藏过程中的蛋白质和脂质发生氧化，有效保持其营养价值和感官品质，见表1。此外，植物多酚还应用于畜禽养殖环节，有研究报道给猪饲喂富含植物多酚的鳄梨果渣，发现贮藏期间猪肉脂质和蛋白氧化水平较低并有效保持其色泽等参数。

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

续 表

综上所述，在肉及肉制品中添加植物多酚能够有效抑制其脂质氧化和蛋白质氧化，还可以提升并改善产品的嫩度、色泽等感官品质。例如，王强等发现迷迭香提取物不仅可以有效抑制肉丸氧化，而且显著降低了其硬度、咀嚼度和酸度等，有效改善了肉丸贮藏过程中的品质[25-29]。

3.2 植物多酚的抗氧化作用机制

植物多酚的种类繁多，其抗氧化活性和机制也不尽相同。目前认为，植物多酚抗氧化作用机制主要包括以下几个方面：(1)清除自由基。植物多酚含有良好的氢供体——酚羟基，具有清除活性氧和自由基的能力，从而发挥抗氧化作用。有研究表明，在草鱼中添加苹果多酚并在4 ℃条件下贮存，发现苹果多酚能够延缓草鱼的脂质氧化，抑制可溶性肌原纤维蛋白的降解并有效保持草鱼的色泽(L*、a*、b*值无显著变化)，推测这可能与苹果多酚具有清除自由基活性有关[30]；(2)螯合金属离子。Fe2+、Cu2+等过渡金属离子能够与O2-·、 H2O2等反应生成活性更高的羟自由基(·OH)，从而引发脂质氧化和蛋白质氧化。植物多酚能够有效螯合Fe2+、Cu2+等过渡金属离子，减少·OH等自由基的产生，从而发挥抗氧化作用。有研究表明，没食子酸可以作为一种金属离子螯合剂和自由基清除剂，抑制肌原纤维蛋白氧化从而起到抗氧化作用[31]；(3)促进抗氧化酶活性[32-33]。有研究表明，在饲料中添加500，1000 mg/kg的植物多酚(富含黄酮类和原花青素类物质)能够显著提高黄羽肉鸡血清中过氧化氢酶的活性，从而提高机体的抗氧化能力，改善鸡肉的品质[34]。

此外，不同植物多酚之间可能存在协同抗氧化作用。研究表明，芸香柚皮苷与没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)以物质的量比1∶10可形成稳定的复合物，复合时其抗氧化效果明显高于单独作用的效果，表明两者具有协同增效作用[35]。

4 植物多酚的抗菌作用及其在肉及肉制品中的应用

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，植物多酚作为一种天然来源的抗菌剂能够有效抑制存在于肉及肉制品中的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和乳酸菌等致病和致腐微生物的生长，并有效保持产品品质和延长货架期，见表2。

表2 植物多酚对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机制

国内外学者对植物多酚的抗菌机制进行了大量研究，由于不同研究中多酚的结构和微生物种类存在差异，目前关于其作用机理的理论尚未统一。普遍认为，植物多酚的抗菌机理主要包括以下几个方面：

4.2.1 对微生物细胞壁及细胞膜的破坏

细胞壁和细胞膜对微生物维持其细胞形态有着重要的作用，植物多酚可以破坏细胞壁的完整性和细胞膜的通透性，使细胞代谢紊乱，从而导致微生物死亡[42-43]。有研究表明，茶多酚作用于细菌后，细菌培养液的电导率、蛋白含量及碱性磷酸酶活性均显著升高，表明茶多酚可以破坏细菌细胞膜的结构，使细胞膜的通透性增加、内容物泄露，最终导致细菌死亡[44]。

4.2.2 抑制微生物大分子合成

植物多酚进入细菌细胞之后可通过抑制蛋白质、DNA和RNA等生物大分子的合成使微生物的正常生命活动难以维持，发挥其抗菌作用[45]。杜文芳[46]对经EGCG处理后的单增李斯特氏菌进行蛋白质组学分析，发现其溶血素编码基因hly、内化素A编码基因inlA等表达下调，这可能是EGCG发挥抑菌作用的重要机制之一。

4.2.3 影响微生物的能量代谢

胞内ATP的含量对微生物的正常能量代谢有着至关重要的作用，植物多酚可以通过抑制ATP的合成来影响微生物的正常生长。有研究表明，经百里香酚处理的沙门氏菌中ATP合成酶的表达受到了抑制，从而发挥抑菌作用[47]。

此外，改变微生物膜电位和堵塞微生物外膜孔蛋白也被认为是植物多酚发挥抗菌作用的重要作用机制之一[48]。

5 展望

综上所述，作为一类天然来源且安全性较高的物质，植物多酚不仅能够有效抑制肉及肉制品的脂质氧化和蛋白质氧化，同时能够抑制其中致病和致腐微生物的生长，在肉及肉制品保鲜领域具有广阔的应用前景。然而，植物多酚存在单独使用效果较弱、脂溶性较差等问题，在今后的工作中应重点研究植物多酚复配物对肉及肉制品的防腐保鲜作用，并系统揭示其作用机制。