類紅梅，羅 欣，毛衍偉，張一敏，朱立賢，楊嘯吟，梁榮蓉,*，劉文軒，曹 暉

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系寶雞試驗(yàn)站，陜西 寶雞 721000）

肉及肉制品營(yíng)養(yǎng)豐富，是高生物價(jià)值蛋白質(zhì)、必需氨基酸、鐵、VB12及其他B族維生素、鋅、硒和磷的重要來(lái)源，是健康、均衡飲食的重要組成部分[1]。但由于肉中含有較高濃度的不飽和脂肪酸、金屬催化劑、亞鐵血紅素和其他促氧化因子，使其極易發(fā)生氧化變質(zhì)。氧化不僅影響肉品的品質(zhì)和貨架期，造成浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)消費(fèi)者的健康構(gòu)成威脅。目前，氧化已成為肉品質(zhì)劣變的主要非微生物原因之一[2]。因此，如何有效避免氧化一直是肉品領(lǐng)域的關(guān)注重點(diǎn)。

在肉品工業(yè)中，通常通過添加抗氧化劑來(lái)減少肉及肉制品的氧化，延緩其感官特性劣變及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的降低，提高產(chǎn)品品質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期。合成抗氧化劑由于成本低廉、效果較好而在肉品領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，常用的合成抗氧化劑包括丁基羥基茴香醚（butylated hydroxyanisole，BHA）、二丁基羥基甲苯（butylated hydroxytoluene，BHT）、沒食子酸丙酯（propyl gallate，PG）和特丁基對(duì)苯二酚（tert-butylhydroquinone，TBHQ）等[3]。然而，研究證實(shí)許多合成抗氧化劑對(duì)人體具有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)[4]。作為天然抗氧化劑來(lái)源的植物等在人類長(zhǎng)期食用過程中鮮有對(duì)人體具有潛在毒性的報(bào)道，其安全性相對(duì)較高，因此，隨著人們對(duì)健康的日趨關(guān)注，尋找安全有效的天然抗氧化劑作為傳統(tǒng)合成抗氧化劑的替代物，已成為肉品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，開發(fā)和利用天然來(lái)源的、更有效的抗氧化劑已是目前該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。目前已有大量關(guān)于天然抗氧化劑對(duì)肉及肉制品影響的研究，其中，在肉品工業(yè)中研究最多的天然抗氧化劑是多酚類化合物。各種新的天然抗氧化劑也在持續(xù)開發(fā)，但一般都針對(duì)一種或幾種天然抗氧化劑進(jìn)行研究，缺少對(duì)天然抗氧化劑的系統(tǒng)總結(jié)。

天然抗氧化劑在肉品工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，然而不同的天然抗氧化劑因其抗氧化組分等因素的差異導(dǎo)致其抗氧化特性不同，故其應(yīng)用領(lǐng)域也不同。本文概括了發(fā)生在肉中的氧化反應(yīng)及其對(duì)肉及肉制品品質(zhì)的影響，介紹了肉中常用天然抗氧化劑的種類、來(lái)源、活性成分、作用機(jī)理、添加方式及應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了天然抗氧化劑的發(fā)展方向，以期為我國(guó)肉品工業(yè)中天然抗氧化劑的選擇、應(yīng)用提供方案并為相關(guān)研究和工業(yè)化應(yīng)用提供思路。

1 肉及肉制品的氧化

肉是一種復(fù)雜的有機(jī)體。發(fā)生在肉中的氧化主要包括脂質(zhì)氧化和蛋白氧化。氧化造成的肉品質(zhì)劣變主要包括異味、有毒化合物的形成、貨架期縮短、營(yíng)養(yǎng)損失和變色等，是肉制品品質(zhì)及其可接受性的限制因素。諸多研究已證實(shí)脂質(zhì)氧化和蛋白氧化是肉類加工過程中引起品質(zhì)劣變的主要非微生物因素[5-6]。特別是在冷凍條件下，微生物生長(zhǎng)不明顯，氧化是造成肉類品質(zhì)劣變的主要原因[7]。

肉類的氧化受多種因素影響，包括氧氣、光照、溫度，以及冷藏、冷凍、添加劑（鹽、硝酸鹽和香料等）、烹飪、輻照、高壓和包裝等防腐加工技術(shù)[6]。在肉類包裝中常用的高氧氣調(diào)包裝（20%～30% CO2+70%～80% O2）雖然能有效地保持肉色，但是容易引起肉類的氧化[8]。氧化與肉的形態(tài)也有很大關(guān)系，如碎肉更容易被氧化，因?yàn)榻g碎過程破壞了肌膜的完整性，暴露了膜脂，更利于促氧化劑與不飽和脂肪酸作用，進(jìn)而導(dǎo)致自由基的產(chǎn)生與氧化反應(yīng)的進(jìn)行[9]。且肉中不同的氧化過程可能會(huì)相互促進(jìn)，如脂質(zhì)氧化與蛋白氧化之間是相互關(guān)聯(lián)的，兩者中的任何一種物質(zhì)氧化產(chǎn)生的化合物都會(huì)促進(jìn)另一種物質(zhì)的氧化[10]。

1.1 脂質(zhì)氧化

脂肪是人類食物中重要的風(fēng)味前體物質(zhì)，對(duì)肉及肉制品的營(yíng)養(yǎng)特性、感官品質(zhì)有重要影響。在肉制品中適當(dāng)添加脂肪可增加其風(fēng)味和多汁性。但脂肪被認(rèn)為是最不穩(wěn)定的食品成分之一，肉的脂肪中僅30%～50%的脂肪酸是飽和脂肪酸，其余均為不飽和脂肪酸[11]，極易發(fā)生氧化反應(yīng)。脂質(zhì)氧化是一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，包括起始、傳遞和終止3 個(gè)階段。一旦開始，反應(yīng)就會(huì)在鏈中持續(xù)進(jìn)行，一般只有在不飽和脂肪酸和氧氣耗盡時(shí)才會(huì)結(jié)束[4]。其主要過程是：肉中的不飽和脂肪酸在光、熱、金屬離子和酶等的催化作用下與氧氣結(jié)合生成過氧自由基，過氧自由基進(jìn)而迅速與其他脂質(zhì)分子作用，或與其他過氧自由基反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為非自由基化合物（如共軛二烯和氫過氧化物），鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生成的化合物進(jìn)一步分解生成酮、醇、醛，導(dǎo)致異味產(chǎn)生與產(chǎn)品酸敗[12]。熟肉在貯藏和復(fù)熱過程中，不飽和脂肪酸的氧化會(huì)形成熱異味[13]。脂質(zhì)氧化嚴(yán)重影響了肉及肉制品的感官品質(zhì)。

脂質(zhì)氧化不僅影響食品的感官屬性，還會(huì)產(chǎn)生各種有毒化合物，如丙二醛等。脂質(zhì)氧化會(huì)對(duì)其他食品成分造成影響，其產(chǎn)物能干擾蛋白質(zhì)和葉酸的吸收，并且可以引起消化道黏膜的病變，抑制酶活性，增加血清中膽固醇和過氧化物含量，引起動(dòng)脈粥樣硬化[14]。脂質(zhì)氧化與肉及肉制品的品質(zhì)惡化過程密切相關(guān)，因此，抑制脂質(zhì)氧化始終是肉類領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。

1.2 蛋白氧化

肌肉組織中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)對(duì)肉及肉制品的感官、營(yíng)養(yǎng)和理化性質(zhì)起至關(guān)重要的作用。蛋白氧化是指蛋白質(zhì)與活性氧（reactive oxygen species，ROS）直接反應(yīng)或與氧化應(yīng)激副產(chǎn)物間接反應(yīng)所引起的共價(jià)修飾[15]。與脂質(zhì)氧化類似，肉中的蛋白氧化也是通過自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的，但是蛋白氧化的過程更為復(fù)雜，且能夠生成更多的氧化產(chǎn)物。蛋白氧化的主要過程是：ROS奪取氫原子，產(chǎn)生以蛋白質(zhì)碳為中心的自由基（P·），在氧氣存在的情況下，它會(huì)被修飾為烷過氧自由基（POO·），然后從另一個(gè)分子中奪取氫原子形成烷基過氧化物（POOH），再進(jìn)一步與過氧羥自由基（HO2·）反應(yīng)生成烷氧自由基（PO·）及其羥基衍生物（POH）。某些氨基酸如精氨酸、賴氨酸和脯氨酸會(huì)通過金屬催化反應(yīng)生成羰基殘基，而其他氨基酸如半胱氨酸和蛋氨酸則參與交聯(lián)或生成含硫衍生物[16]。

在宰后肌肉中，蛋白氧化是影響肉品質(zhì)的重要因素之一。蛋白氧化可以改變蛋白質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，包括構(gòu)象、溶解度、疏水性、易水解性和酶活性等，這些變化可影響鮮肉品質(zhì)以及肉制品的加工性能，如肉的嫩度、保水性和風(fēng)味等[17]。此外，蛋白氧化誘導(dǎo)的變化可能會(huì)降低氨基酸殘基的生物利用度，改變蛋白質(zhì)的消化率，從而對(duì)肉類蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生負(fù)面影響[16]。

1.3 肌紅蛋白氧化

宰后肌肉的顏色主要由肌紅蛋白（myoglobin，Mb）的含量及其氧化還原狀態(tài)決定。Mb一般在3 種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，即氧合肌紅蛋白（oxygenated myoglobin，OMb）（鮮紅色）、脫氧肌紅蛋白（deoxymyoglobin，DMb）（紫紅色）和高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin，MMb）（褐色）。在高氧氣濃度時(shí)，Mb主要以O(shè)Mb形式存在，肉呈鮮紅色；在較低氧氣濃度和無(wú)氧時(shí)，Mb脫氧形成DMb，但這種形式的Mb不穩(wěn)定，易受自由基和ROS的攻擊，氧化形成MMb。當(dāng)肉中的MMb不斷積累到一定程度時(shí)，肉色就會(huì)發(fā)生褐變，出現(xiàn)肉質(zhì)不新鮮的表觀特征，從而嚴(yán)重影響消費(fèi)者的購(gòu)買欲。同時(shí)，生鮮肉中Mb的氧化還原狀態(tài)是影響加熱后肉色的重要因素，加熱會(huì)促進(jìn)Mb氧化，而Mb的氧化可能會(huì)導(dǎo)致肉在加熱時(shí)出現(xiàn)提前褐變（premature browning，PMB）現(xiàn)象[18]，即在加熱至中心溫度未達(dá)到71.1 ℃（大腸桿菌O157:H7的熱致死溫度）時(shí)，肉色提前出現(xiàn)褐變的現(xiàn)象，可造成牛肉熟制完成的假象。PMB現(xiàn)象會(huì)誤導(dǎo)消費(fèi)者，使消費(fèi)者產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷而提前結(jié)束烹飪，此時(shí)肉制品中心溫度低于大腸桿菌O157:H7的熱致死溫度71.1 ℃，導(dǎo)致殺菌不充分而增加大腸桿菌O157:H7等食源性致病菌的感染風(fēng)險(xiǎn)。而在此過程中，Mb的氧化程度會(huì)極大地影響PMB現(xiàn)象的發(fā)生。

研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)氧化極易促進(jìn)Mb的氧化。Chan等[19]指出脂質(zhì)氧化的次級(jí)產(chǎn)物，尤其是α-、β-不飽和醛，能顯著促進(jìn)OMb的氧化。其中，研究已證實(shí)4-羥基壬烯醛能在體外促進(jìn)Mb的氧化[20]。同時(shí)，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物還會(huì)降低MMb還原酶的活性和還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的再生能力[21]。McKenna等[22]研究發(fā)現(xiàn)肉色穩(wěn)定性好的肌肉氧氣消耗量少，脂質(zhì)氧化程度低。這說(shuō)明脂質(zhì)氧化會(huì)影響肌肉的肉色穩(wěn)定性。

2 合成抗氧化劑

在肉及肉制品中使用抗氧化劑可以減少肉類氧化，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)和保質(zhì)期[23]。肉與肉制品中常用的合成抗氧化劑有BHA、BHT、PG和TBHQ等。添加合成抗氧化劑是肉類工業(yè)中常用的一種保持肉品品質(zhì)的方法。但值得注意的是，隨著對(duì)合成抗氧化劑毒理學(xué)研究的深入，許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)其潛在的毒性會(huì)對(duì)人體健康造成危害。Ito等[24]對(duì)大鼠和倉(cāng)鼠進(jìn)行了一些合成抗氧化劑的致癌作用實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BHA能促進(jìn)前胃癌和膀胱癌的發(fā)生，BHT能促進(jìn)膀胱癌和甲狀腺癌的發(fā)生。da Silva Carneiro等[25]研究發(fā)現(xiàn)過量攝入PG的不良反應(yīng)可能包括胃刺激和過敏反應(yīng)，表現(xiàn)為蕁麻疹和鼻炎、視力變差和呼吸困難等問題。Holaas等[26]用合成抗氧化劑BHT對(duì)鮭魚進(jìn)行了12 周喂養(yǎng)和2 周凈化，結(jié)果顯示，在2 周的凈化周期內(nèi)，僅有8%～13%飼喂的BHT被消除，這說(shuō)明BHT在魚體內(nèi)會(huì)高度保留。該學(xué)者認(rèn)為，BHT或其代謝產(chǎn)物能抑制生物轉(zhuǎn)化酶活性，影響化合物的代謝，因此，這會(huì)對(duì)消費(fèi)者健康產(chǎn)生不良影響。

3 天然抗氧化劑

隨著對(duì)合成抗氧化劑毒理學(xué)的研究和人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，天然抗氧化劑的開發(fā)應(yīng)運(yùn)而生。天然抗氧化劑廣泛分布于植物、動(dòng)物組織和微生物。大多數(shù)天然抗氧化劑都是從植物中獲得的，例如草藥、香料、茶葉、蔬菜、水果、谷物和油籽產(chǎn)品等[27]。在天然植物提取物中，最有效抗氧化成分為酚類化合物，此外，還有維生素類和有機(jī)酸等組分。除抗氧化特性外，大多數(shù)天然抗氧化劑在肉類中的應(yīng)用是多功能的，它們?cè)谌忸惣庸ず唾A藏過程中不僅起著抗氧化的作用，還有抑菌防腐等作用，某些天然抗氧化劑還能增加肉的嫩度[2]。此外，有研究認(rèn)為，添加天然抗氧化劑還能穩(wěn)定膽固醇水平，抑制膽固醇氧化產(chǎn)物的形成[28]，減少熟肉中丙二醛[29]和雜環(huán)胺[30]的形成和吸收。

3.1 天然抗氧化劑的種類與抗氧化功能

研究認(rèn)為，天然抗氧化劑通常通過以下機(jī)制發(fā)揮抗氧化作用：1）降低局部氧濃度；2）清除引發(fā)脂質(zhì)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的自由基，防止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的引發(fā)；3）結(jié)合催化劑（如金屬離子），防止自由基生成；4）分解過氧化物，使其不能再轉(zhuǎn)化為自由基；5）使反應(yīng)鏈斷裂，防止活性自由基持續(xù)爭(zhēng)奪氫[31]。通過添加適量的天然抗氧化劑可取得與合成抗氧化劑相同甚至更好的效果。雖然天然抗氧化劑主要來(lái)源于植物、動(dòng)物組織和微生物，但是按照其主要功能成分，主要包括酚類化合物、維生素類、含氮化合物等。

3.1.1 酚類化合物

酚類化合物是一種植物次生代謝產(chǎn)物，根據(jù)苯酚亞基的數(shù)量可以分為簡(jiǎn)單酚類和多酚類。簡(jiǎn)單酚包括酚酸類物質(zhì)，多酚類包括黃酮類化合物、二苯乙烯類化合物[32]。根據(jù)芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，酚類化合物可分為酚酸、黃酮類化合物、二萜單寧（可水解和縮合單寧）、二苯乙烯、姜黃素、香豆素、木質(zhì)素、醌類和其他（酚生物堿、酚萜類化合物、酚甙、揮發(fā)油）[33]。這類化合物廣泛存在于植物中，如香料、草藥、水果、蔬菜、茶葉和油籽產(chǎn)品等。

植物中具有抗氧化作用的酚酸主要分為3 類：苯甲酸型母核結(jié)構(gòu)酚酸（如原兒茶素、沒食子酸等）、苯乙酸型母核結(jié)構(gòu)酚酸（如3-羥基苯乙酸）、肉桂酸型母核結(jié)構(gòu)酚酸（如咖啡酸、阿魏酸、介子酸等）[34]。這些酚酸類物質(zhì)均有清除自由基的作用，可有效降低肉類氧化水平。如陳洪生等[35]研究發(fā)現(xiàn)丁香提取物（丁香酚、沒食子酸等）可以顯著降低豬肉餅的脂質(zhì)氧化和蛋白氧化水平。Jafari等[36]研究發(fā)現(xiàn)蜂膠（黃酮類化合物、酚酸等）可以有效抑制雞肉的脂質(zhì)氧化。Ergezer等[37]研究發(fā)現(xiàn)洋薊提取物（酚酸、綠原酸等）可以有效降低冷凍條件下牛肉餅的脂質(zhì)氧化和蛋白氧化水平。

黃酮類化合物是植物光合作用產(chǎn)生的一大類化合物，具有很強(qiáng)的抗氧化活性，常見的黃酮類化合物有黃酮、黃酮醇、黃烷酮、異黃酮、查耳酮、縮合單寧（原花青素）和花青素等[32]。黃酮類化合物主要通過兩條途徑發(fā)揮抗氧化作用：1）螯合金屬離子，消除金屬離子的催化作用；2）過氧化物自由基提供氫原子使之成為氫過氧化物。Sebranek等[38]研究迷迭香提取物（有效成分有萜類、黃酮類、酚酸類等）對(duì)新鮮冷藏、生冷凍和熟冷凍豬肉香腸的抗氧化效果，結(jié)果顯示，對(duì)于熟冷凍香腸和冷藏新鮮香腸，迷迭香提取物與允許添加最大濃度的BHA/BHT的抗氧化效果相當(dāng)，而其在生冷凍香腸中的抗氧化效果要優(yōu)于BHA/BHT。Reddy等[39]研究表明葡萄籽提取物（有效成分為酚酸類、黃酮類等）可以顯著降低羊肉片的脂質(zhì)氧化水平。

二苯乙烯類化合物具有多種生物活性，如抗氧化和抑菌等，具有較強(qiáng)的還原力和清除自由基的能力，其中最受關(guān)注的為白藜蘆醇。如Zhang Cheng等[40]研究發(fā)現(xiàn)，在豬飼料中添加白藜蘆醇可以提高屠宰后豬肉的品質(zhì)，降低豬肉的脂質(zhì)氧化水平。

3.1.2 維生素

具有抗氧化作用的維生素包括VC、VE和VA及其衍生物等。VC又稱L-抗壞血酸，能夠螯合金屬離子、清除自由基，還可以作為氧清除劑抑制肉類氧化[41]。VE又稱α-生育酚，可以將自由基ROO·轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的ROOH，中斷脂質(zhì)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[42]。VE常用于動(dòng)物飼料中以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和改善肉質(zhì)，以VC為增效劑可以提高VE的抗氧化能力。β-胡蘿卜素是合成VA的前體物質(zhì)，可以通過清除自由基、淬滅單線態(tài)氧發(fā)揮抗氧化作用[43]。Bellés等[44]研究發(fā)現(xiàn)在日糧中添加VE可以更好地保持新鮮和解凍羊肉肉色并降低脂質(zhì)氧化水平。Hwang等[45]將抗壞血酸和魁蒿提取物（含有酚類、生物堿和VA、VB、VC）添加到生雞塊和油炸雞塊中，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合天然抗氧化劑有效抑制了兩種雞塊的脂質(zhì)氧化水平。

3.1.3 含氮化合物

含氮天然抗氧化劑主要有多肽、生物堿、有機(jī)胺類、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（Maillard reaction products，MRPs）和酶類等。這些物質(zhì)具有裸露氮原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)，通過與ROS反應(yīng)將其消除[46]。研究表明，多肽具有較好的金屬離子螯合能力和自由基清除能力，可有效抑制肉類氧化反應(yīng)。Cong Jiahui等[47]研究發(fā)現(xiàn)在日糧中添加肌肽有利于提高肉雞的肉質(zhì)和肌纖維特性，降低雞腿肉中的丙二醛的含量。王曉杰等[48]研究發(fā)現(xiàn)玉米肽可以有效抑制熟豬肉糜的脂質(zhì)氧化水平。

MRPs是糖類與氨基酸、肽和蛋白質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物。MRPs中一些含氮、含硫的雜環(huán)化合物、類黑素等具有抗氧化作用。Sun Weizheng等[49]研究發(fā)現(xiàn)MRPs可以提高廣東香腸的抗氧化性能，并能改善其風(fēng)味和質(zhì)地。Jayathilakan等[50]將MRPs、抗壞血酸、丁香粉、肉桂粉與合成抗氧化劑（TBHQ、BHA和PG）在牛肉、豬肉及羊肉中的抗氧化活性進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，MRPs、丁香酚和抗壞血酸具有與合成抗氧化劑TBHQ、BHA和PG相近的抑制脂質(zhì)氧化的能力。

3.1.4 其他

葉綠素和類胡蘿卜素是自然界中普遍存在的植物色素，由于其具有單線態(tài)氧的淬滅特性而具有抗氧化活性[51]。植酸又稱肌醇六磷酸，廣泛存在于植物（如谷物和果蔬）中。植酸可以提供氫原子或螯合金屬離子而具有抗氧化活性。Lee等[52]研究發(fā)現(xiàn)，植酸可以提高牛肉的肉色穩(wěn)定性，降低貯藏和烹飪過程中牛肉的脂質(zhì)氧化水平。殼聚糖是幾丁質(zhì)在堿性條件下脫乙?；铣傻囊环N天然的生物多聚體，它可以螯合金屬離子和清除自由基而具有抗氧化活性。Georgantelis等[53]研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖單獨(dú)使用或與迷迭香、VE聯(lián)合使用對(duì)延緩牛肉漢堡在冷凍貯藏過程中的脂質(zhì)氧化和肉色劣變都有積極的作用。

3.2 天然抗氧化劑在肉中的其他作用

3.2.1 抑菌功能

除了抗氧化之外，天然抗氧化劑的抗菌作用也引起了廣泛關(guān)注。植物中的類黃酮、生物堿、皂苷、單寧、香芹酚、萜類和百里酚等不同植物化合物已被公認(rèn)為是潛在的抗菌活性來(lái)源[54]。天然抗氧化劑如多酚可以通過以下機(jī)制發(fā)揮抗菌作用：1）與細(xì)菌細(xì)胞壁各種成分（如肽聚糖）作用，影響細(xì)菌細(xì)胞完整性；2）與細(xì)菌細(xì)胞膜各種成分（如膜蛋白）作用，影響細(xì)菌細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性；3）抑制細(xì)菌生物膜的形成；4）抑制細(xì)菌酶或與細(xì)菌酶競(jìng)爭(zhēng)底物；5）蛋白質(zhì)調(diào)控；6）螯合作用導(dǎo)致細(xì)菌缺鐵[55]。

植物精油通常具有較高的抗菌活性。張赟彬等[56]研究發(fā)現(xiàn)肉桂精油對(duì)醬鹵牛肉加工過程中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、蠟狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、銅綠假單胞菌均表現(xiàn)出良好的抑制作用。Menezes等[57]研究發(fā)現(xiàn)將牛至精油涂抹在火腿上可以發(fā)揮較好的抑菌作用。具有強(qiáng)抗菌作用的植物精油包括牛至、丁香、肉桂、大蒜、迷迭香、檸檬草和鼠尾草精油等[58]。一般來(lái)說(shuō)，植物精油對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌更有效，然而，許多植物精油（如牛至、丁香、迷迭香、鼠尾草）已被證實(shí)對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌都有效[59]。據(jù)報(bào)道，牛至和百里香精油分別含有60%～74%和45%的香芹酚，后者對(duì)大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌都具有抗菌活性。酚類化合物結(jié)構(gòu)中的羥基對(duì)抗菌活性起重要作用，其相對(duì)位置對(duì)這些天然成分的有效性至關(guān)重要，這可以解釋為何與其他植物酚類物質(zhì)相比，香芹酚具有更高抗菌能力[60]。

表1 天然抗氧化劑在肉及肉制品中的應(yīng)用Table 1 Recent studies on application of natural antioxidants in meat and meat products

3.2.2 改善產(chǎn)品品質(zhì)和保健功能

許多天然抗氧化劑還具有提高肉質(zhì)、增加產(chǎn)品風(fēng)味、改善產(chǎn)品嫩度、護(hù)色以及保健功能等作用。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，葡萄籽具有抗凝血、防止動(dòng)脈粥樣硬化、清除自由基、防癌抗腫瘤等多種功效[61]。Garry等[62]研究發(fā)現(xiàn)在火雞肉餅中添加蔬菜粉不僅增加了抗氧化劑含量，并且可能有助于預(yù)防與肉類相關(guān)的疾病。除此之外，大多數(shù)植物（如草藥和香料）具有較高的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)成分（如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物）及礦物質(zhì)含量（如鈣、鉀、鐵、磷）和較少的抗?fàn)I養(yǎng)特性[6]。然而，關(guān)于功能性或營(yíng)養(yǎng)肉類生產(chǎn)和消費(fèi)的信息仍然很少，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定生產(chǎn)功能性和營(yíng)養(yǎng)肉類所需的天然抗氧化劑的種類及濃度。

天然抗氧化物來(lái)源廣泛、種類眾多、應(yīng)用前景廣闊，在肉類抗氧化和抑菌方面具有良好的改善效果。綜上所述，一些代表性天然抗氧化劑在肉與肉制品中的應(yīng)用見表1。

4 天然抗氧化劑的添加方式及其作用效果

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，天然抗氧化劑的作用效果受添加方式和添加量的影響，如啤酒花添加到肉餅中的抗氧化效果較好，但通過飼喂引入肌肉效果卻不好[82-83]，而Jose等[87]通過在羔羊日糧中添加VE，提高了屠宰后羊肉的肉色穩(wěn)定性。為了使天然抗氧化劑在肉類產(chǎn)品中發(fā)揮最大作用，且不對(duì)其產(chǎn)生消極影響，應(yīng)選擇合適的添加量及添加方式。目前常見的添加方式主要有在飼料中直接添加、在肉制品中直接添加、注射添加和與活性包裝結(jié)合等方式。

4.1 直接在動(dòng)物飼料中添加

通過飼料添加天然抗氧化劑可以改變?cè)缀笕獾目寡趸阅埽驗(yàn)閯?dòng)物在生產(chǎn)階段食用的食物種類對(duì)肉類的氧化敏感性有很大的影響[6]。在動(dòng)物日糧中添加天然抗氧化劑作為膳食補(bǔ)充劑，不僅可以提高屠宰后肉的脂肪穩(wěn)定性及抗氧化能力，還能提高肉的抗菌能力、感官屬性和功能性[90]。膳食補(bǔ)充是一種將天然抗氧化劑引入肉中的簡(jiǎn)單方便的方法，該方法不需要特殊的加工或標(biāo)記。膳食補(bǔ)充可以使天然抗氧化劑均勻地分布于磷脂膜中，從而有效抑制局部的氧化反應(yīng)[91]。使用食品加工副產(chǎn)品是一種經(jīng)濟(jì)有效的策略，一些食品（如果汁、番茄醬、橄欖油）的副產(chǎn)品含有多種具有抗氧化和抗菌能力的成分，如多酚、胡蘿卜素和生育酚等。

許多學(xué)者將天然抗氧化劑如各種含酚植物或其提取物添加到動(dòng)物飼料中，分析動(dòng)物屠宰后得到的肉或相應(yīng)的肉制品的抗氧化情況，大部分取得了較好的抗氧化效果。Serra等[92]在琴塔豬的日糧中添加橄欖果渣，并以此豬肉作為原料肉制成香腸。結(jié)果表明，盡管該處理組香腸的多不飽和脂肪酸含量高于對(duì)照組，但該組香腸的脂質(zhì)氧化程度、脂肪酸和膽固醇的二次氧化產(chǎn)物水平均低于對(duì)照組。且橄欖果渣有效保護(hù)了貯藏階段的肉色，延長(zhǎng)了產(chǎn)品貨架期。這為食品加工副產(chǎn)物的綜合利用提供了一個(gè)新的思路。Andrés等[93]將羔羊分為4 組，在日糧中分別添加不同的物質(zhì)（棕櫚油、亞麻籽、棕櫚油+槲皮素、亞麻籽+槲皮素），屠宰后測(cè)定其脂肪酸含量和TBARS含量。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，飼喂槲皮素組的不飽和脂肪酸和脂質(zhì)氧化的比例降低。Guerra-Rivas等[94]分別用VE（500 mg/kg）、葡萄籽提取物（50 mg/kg）和葡萄酒中分離的葡萄渣（50 mg/kg）對(duì)羔羊進(jìn)行飼喂，屠宰后切片，將羊肉進(jìn)行氣調(diào)包裝（V（O2）∶V（CO2）＝4∶1）貯藏，結(jié)果顯示，VE處理組微生物數(shù)量最少，從貯藏第7天起，葡萄籽和葡萄渣處理組羊肉的TBARS含量顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。Hassan等[67]給家兔在基礎(chǔ)日糧中添加100、200 mg/kg和300 mg/kg的葡萄籽提取物，研究發(fā)現(xiàn)，葡萄籽提取物的3 個(gè)添加水平都顯著降低了家兔的血漿總脂、總膽固醇、甘油三酯和低密度蛋白濃度（P＜0.05），提高了家兔抗氧化酶活性和血液總抗氧化能力。并且隨著葡萄籽提取物添加量的增加，丙二醛含量降低。這說(shuō)明飼喂含有天然抗氧化劑的日糧可有效降低宰后肌肉的脂質(zhì)氧化、提高抗菌能力。因此，飼喂含有天然抗氧化和抗菌成分的食品加工副產(chǎn)物將是一種經(jīng)濟(jì)有效的肉類品質(zhì)改善和保鮮措施。

4.2 直接在肉制品中添加

在肉制品加工過程中，天然抗氧化劑可以以粉狀、精油或汁液等形式混合到肉糜中，或溶解后涂抹到肉類產(chǎn)品的表面，從而發(fā)揮抗氧化和抑菌等作用。?oji?等[95]研究鼠尾草精油和鼠尾草提取物對(duì)新鮮豬肉香腸微生物和氧化穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，兩者的加入顯著降低了TBARS含量（P＜0.05），抑制了香腸的微生物生長(zhǎng)，且鼠尾草提取物對(duì)豬肉香腸的感官評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生了積極的影響。Mi Hongbo等[63]研究了不同含量的6-姜酚（50～100 mg/kg）作為天然抗氧化劑在紅鼓魚片冷藏過程中延緩脂質(zhì)氧化的作用。結(jié)果表明，加入6-姜酚后，尤其是較高水平（100 mg/kg）時(shí)，紅鼓魚片的脂質(zhì)氧化顯著延緩（P＜0.05），表現(xiàn)為過氧化物含量、TBARS含量、共軛二烯含量、游離脂肪酸含量及己醛含量較低，且6-姜酚對(duì)魚片的感官性能無(wú)不良影響。?ulniūt?等[96]研究了黑麥和麥麩提取物對(duì)牛肉漢堡理化性能、感官特性、保質(zhì)期和整體抗氧化能力的影響，結(jié)果表明，黑麥和麥麩提取物具有較高的自由基清除能力和抗氧化能力，能抑制肉制品貯藏過程中氧化產(chǎn)物（己醛和丙二醛）的生成，且對(duì)感官評(píng)價(jià)沒有負(fù)面影響。Camo等[97]發(fā)現(xiàn)在羊肉中直接添加迷迭香提取物效果要優(yōu)于迷迭香活性包裝，這說(shuō)明許多天然抗氧化劑直接添加到肉類產(chǎn)品中，其抗氧化效果要優(yōu)于活性包裝的釋放方式。在肉類產(chǎn)品中直接添加天然抗氧化劑具有效果好、起效快等優(yōu)點(diǎn)，但要嚴(yán)格控制天然抗氧化劑的用量，在起到較好抗氧化和抗菌作用的同時(shí)避免影響肉類產(chǎn)品的風(fēng)味。

4.3 與活性包裝結(jié)合應(yīng)用

為了防止肉品的氧化，生產(chǎn)中常通過真空或低氧包裝來(lái)降低氧氣含量以維持產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定。但新鮮紅肉等需要適量的氧氣來(lái)維持良好的肉色，因此可以考慮使用抗氧化劑活性包裝，以達(dá)到維持肉色和降低氧化的目的[98]。為降低微生物水平，可以考慮抗菌活性包裝?；钚园b不僅能作為食品與外部環(huán)境分隔的屏障，還能起到抗氧化和抗菌的功效。將天然抗氧化劑與包裝材料相結(jié)合，通過可控的方式將抗氧化和抗菌成分釋放到肉類表面或內(nèi)部，可較長(zhǎng)時(shí)間保持包裝肉類的品質(zhì)[99]。天然抗氧化劑添加到活性包裝中的方法包括與包裝材料復(fù)合擠壓成膜或者溶解后涂到包裝膜上等[100]。Contini等[2]在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯托盤上涂覆主要成分為羧酸和黃烷酮的柑橘提取物來(lái)制備抗氧化活性包裝，結(jié)果顯示柑橘提取物抗氧化活性包裝能有效降低熟火雞肉在貯藏過程中的脂質(zhì)氧化，保持其感官特性，提高熟火雞肉的嫩度和整體可接受性。Abreu等[101]將大麥皮提取物與低密度聚乙烯薄膜結(jié)合，以單獨(dú)聚乙烯包裝為對(duì)照，研究該活性包裝對(duì)藍(lán)鯊切片脂質(zhì)氧化的影響。結(jié)果顯示，在冷凍貯藏前6 個(gè)月，活性包裝處理組TBARS含量顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。Camo等[97]研究了通過迷迭香活性膜、牛至活性膜和在肉表面噴灑迷迭香提取物后用高氧氣調(diào)包裝3 種包裝方式對(duì)新鮮羊肉貯藏期抗氧化效果的影響，結(jié)果顯示，使用迷迭香提取物、迷迭香活性膜或牛至活性膜將羊肉的新鮮狀態(tài)從8 d延長(zhǎng)到了13 d，提高了高氧氣調(diào)包裝下羊肉在貨架期間的氧化穩(wěn)定性，且牛至活性膜的效果顯著優(yōu)于迷迭香活性膜（P＜0.05），其效果與直接添加迷迭香提取物相似。

此外，有學(xué)者研究將抗氧化活性包裝與氣調(diào)包裝等方式結(jié)合，利用其協(xié)同作用發(fā)揮更優(yōu)效果。李兆亭等[102]利用迷迭香提取物結(jié)合一氧化碳?xì)庹{(diào)包裝有效提高了冷鮮牛肉貯藏過程中的肉色穩(wěn)定性。

4.4 注射添加

對(duì)于大塊肉，將天然抗氧化劑涂抹到表面，對(duì)發(fā)生在內(nèi)部的氧化等可能起不到很好的抑制效果。目前，許多學(xué)者研究利用鹽水注射器等將天然抗氧化劑注射到肉類產(chǎn)品中，以延緩肉類產(chǎn)品的氧化和微生物生長(zhǎng)。Armenteros等[103]將復(fù)合天然抗氧化劑（大蒜、肉桂、丁香和迷迭香精油）、狗薔薇提取物（富含多酚）和一種商業(yè)抗氧化劑（主要成分為檸檬酸鹽和異抗壞血酸）與鹽水一同注射到伊比利亞熟火腿中，分析天然抗氧化劑對(duì)其抗氧化性質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，復(fù)合抗氧化劑對(duì)脂質(zhì)氧化抑制作用最為明顯，狗薔薇提取物在火腿貯藏150 d時(shí)對(duì)蛋白質(zhì)氧化的抑制作用最明顯。在物化性質(zhì)方面，添加天然抗氧化劑并沒有對(duì)其產(chǎn)生不良影響。這說(shuō)明天然抗氧化劑在火腿等肉制品中應(yīng)用效果較好。閆文杰等[104]通過鹽水注射機(jī)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.3%、0.5%和0.7%的紫草提取物分別注射到冷卻豬肉中，在真空包裝、0～4 ℃條件下貯藏，然后分別在貯藏的第1、4、7、10、13天測(cè)定其pH值、菌落總數(shù)、羰基價(jià)、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic-nitrogen，TVB-N）值及感官評(píng)分。結(jié)果表明，在貯藏過程中，紫草提取物處理組冷卻豬肉的菌落總數(shù)、羰基價(jià)和TVB-N值均低于對(duì)照組。根據(jù)感官評(píng)分和TVB-N值，在貯藏第10天時(shí)，對(duì)照組已經(jīng)變質(zhì)，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%、0.3%和0.5%紫草處理組仍為次鮮肉，0.7%處理組仍可評(píng)為新鮮肉。因此，將適宜質(zhì)量分?jǐn)?shù)的天然抗氧化劑注射到肉類產(chǎn)品中，可起到有效的抗氧化和抑菌等作用。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著對(duì)合成抗氧化劑毒理學(xué)研究的深入和消費(fèi)者食品安全意識(shí)的提高，天然安全的抗氧化劑越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。與合成抗氧化劑相比，天然抗氧化劑多從植物中獲得，這些植物在人類長(zhǎng)期食用中沒有出現(xiàn)低毒性的跡象。因此，在肉類產(chǎn)品中添加天然抗氧化劑是一種更為安全可接受的抗氧化手段，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在許多問題。不同植物中天然抗氧化劑濃度差異很大，抗氧化能力也各不相同，因此它們?cè)谌占Z和肉類產(chǎn)品中的用量需因植物而異，無(wú)法簡(jiǎn)單定量。一些天然抗氧化劑（如牛至精油）具有刺激性氣味，會(huì)影響產(chǎn)品的風(fēng)味，從而降低消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的總體可接受性。除此之外，某些天然抗氧化劑并不穩(wěn)定，需要綜合評(píng)價(jià)其在肉中的抗氧化穩(wěn)定性。相比于合成抗氧化劑，多數(shù)天然抗氧化劑提取過程復(fù)雜且成本較高，獲得價(jià)格低廉、高效的天然抗氧化劑仍是肉類工業(yè)一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。隨著天然抗氧化劑需求的增大，將天然抗氧化劑生產(chǎn)與其他食品生產(chǎn)相聯(lián)系，充分利用具有抗氧化和抗菌成分的副產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，使天然抗氧化劑向著更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全、有效的方向發(fā)展，將是一種比較理想的天然抗氧化劑生產(chǎn)方法。

因此，在目前研究成果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索更加經(jīng)濟(jì)有效的天然抗氧化劑，研究不同的天然抗氧化劑組合，或?qū)⑻烊豢寡趸瘎┡c包裝方式結(jié)合，利用其協(xié)同作用，發(fā)揮更好的抗氧化和抗菌作用，這對(duì)未來(lái)天然抗氧化劑在肉類中的廣泛應(yīng)用具有重要意義。