張嶸，相啟森,，王利敏，杜桂紅，馬云芳*

(1.鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，鄭州 450001；2.開封大用實(shí)業(yè)有限公司，河南 開封 475000)

肉及肉制品營(yíng)養(yǎng)豐富，是人體獲取蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)素的重要來(lái)源。然而，肉及肉制品在生產(chǎn)、加工、貯藏和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)極易發(fā)生脂質(zhì)氧化、蛋白質(zhì)氧化和微生物污染，造成腐敗變質(zhì)，失去食用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，甚至引發(fā)食源性疾病[1-2]。研究證實(shí)，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(chǎn)成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但其安全性問(wèn)題仍受到消費(fèi)者的廣泛關(guān)注[3]。植物多酚是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的具有多元酚結(jié)構(gòu)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(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。本文論述了植物多酚在肉及肉制品中的應(yīng)用研究進(jìn)展及其抗氧化、抗菌機(jī)理，旨在為植物多酚在肉及肉制品中的應(yīng)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(guò)程中極易發(fā)生脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化，從而對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分及色澤、質(zhì)地等感官品質(zhì)造成不良影響[4]。大量研究表明脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化是造成肉及肉制品品質(zhì)劣變的主要非微生物因素[5-6]。

1.1.1 脂質(zhì)氧化

脂肪是肉及肉制品呈現(xiàn)良好質(zhì)構(gòu)特性的基礎(chǔ)物質(zhì)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(chǎn)生自由基、過(guò)氧化物和醛類化合物等活性產(chǎn)物，能夠直接或間接參與加速脂質(zhì)氧化，從而導(dǎo)致肉及肉制品變色、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值損失、貨架期縮短等[8-9]。例如，Hernández等[10]發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)時(shí)間高溫條件下，豬肉脂質(zhì)氧化加速。

1.1.2 蛋白質(zhì)氧化

肉制品蛋白質(zhì)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(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和理化特性等[11]。蛋白質(zhì)氧化是指蛋白質(zhì)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(guò)氫過(guò)氧化物、活性醛類等次生氧化產(chǎn)物間接作用，引起的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)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(zhì)氧化的標(biāo)志產(chǎn)物[13]。蛋白質(zhì)氧化被認(rèn)為是肉及肉制品品質(zhì)劣變的重要原因之一。例如，隨著蛋白質(zhì)氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，羊肉糜的凝膠強(qiáng)度和持水性顯著降低，色澤也發(fā)生了劣變[14-15]；Wang等研究了在貯藏過(guò)程中蛋白質(zhì)氧化對(duì)兔肉品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)蛋白氧化可以改變兔肉的溶解度、疏水性等理化指標(biāo)，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(yíng)養(yǎng)豐富、pH接近中性，肉制品在加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和銷售過(guò)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(zhì)和貨架期縮短，另一方面引發(fā)食源性疾病，威脅消費(fèi)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(chǎn)品中，是一類具有多種生理活性功能的植物次級(jí)代謝產(chǎn)物[18]。按結(jié)構(gòu)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(méi)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(jiàn)圖1[19-20]。

圖1 主要植物多酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 The chemical structures of main plant polyphenols

植物多酚具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗過(guò)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(lái)源廣泛、安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品保鮮和功能食品開發(fā)。

3 植物多酚的抗氧化作用及其在肉及肉制品中的應(yīng)用

3.1 植物多酚的抗氧化作用

研究證實(shí)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(chǎn)品在加工貯藏過(guò)程中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)發(fā)生氧化，有效保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官品質(zhì)，見(jiàn)表1。此外，植物多酚還應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，有研究報(bào)道給豬飼喂富含植物多酚的鱷梨果渣，發(fā)現(xiàn)貯藏期間豬肉脂質(zhì)和蛋白氧化水平較低并有效保持其色澤等參數(shù)。

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

續(xù) 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(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化，還可以提升并改善產(chǎn)品的嫩度、色澤等感官品質(zhì)。例如，王強(qiáng)等發(fā)現(xiàn)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(guò)程中的品質(zhì)[25-29]。

3.2 植物多酚的抗氧化作用機(jī)制

植物多酚的種類繁多，其抗氧化活性和機(jī)制也不盡相同。目前認(rèn)為，植物多酚抗氧化作用機(jī)制主要包括以下幾個(gè)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(fā)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(fā)現(xiàn)蘋果多酚能夠延緩草魚的脂質(zhì)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(wú)顯著變化)，推測(cè)這可能與蘋果多酚具有清除自由基活性有關(guān)[30]；(2)螯合金屬離子。Fe2+、Cu2+等過(guò)渡金屬離子能夠與O2-·、 H2O2等反應(yīng)生成活性更高的羥自由基(·OH)，從而引發(fā)脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化。植物多酚能夠有效螯合Fe2+、Cu2+等過(guò)渡金屬離子，減少·OH等自由基的產(chǎn)生，從而發(fā)揮抗氧化作用。有研究表明，沒(méi)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(jìn)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(zhì))能夠顯著提高黃羽肉雞血清中過(guò)氧化氫酶的活性，從而提高機(jī)體的抗氧化能力，改善雞肉的品質(zhì)[34]。

此外，不同植物多酚之間可能存在協(xié)同抗氧化作用。研究表明，蕓香柚皮苷與沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)以物質(zhì)的量比1∶10可形成穩(wěn)定的復(fù)合物，復(fù)合時(shí)其抗氧化效果明顯高于單獨(dú)作用的效果，表明兩者具有協(xié)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(yīng)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(lái)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(zhǎng)，并有效保持產(chǎn)品品質(zhì)和延長(zhǎng)貨架期，見(jiàn)表2。

表2 植物多酚對(duì)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(jī)制

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)植物多酚的抗菌機(jī)制進(jìn)行了大量研究，由于不同研究中多酚的結(jié)構(gòu)和微生物種類存在差異，目前關(guān)于其作用機(jī)理的理論尚未統(tǒng)一。普遍認(rèn)為，植物多酚的抗菌機(jī)理主要包括以下幾個(gè)方面：

4.2.1 對(duì)微生物細(xì)胞壁及細(xì)胞膜的破壞

細(xì)胞壁和細(xì)胞膜對(duì)微生物維持其細(xì)胞形態(tài)有著重要的作用，植物多酚可以破壞細(xì)胞壁的完整性和細(xì)胞膜的通透性，使細(xì)胞代謝紊亂，從而導(dǎo)致微生物死亡[42-43]。有研究表明，茶多酚作用于細(xì)菌后，細(xì)菌培養(yǎng)液的電導(dǎo)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(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞膜的通透性增加、內(nèi)容物泄露，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡[44]。

4.2.2 抑制微生物大分子合成

植物多酚進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞之后可通過(guò)抑制蛋白質(zhì)、DNA和RNA等生物大分子的合成使微生物的正常生命活動(dòng)難以維持，發(fā)揮其抗菌作用[45]。杜文芳[46]對(duì)經(jīng)EGCG處理后的單增李斯特氏菌進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其溶血素編碼基因hly、內(nèi)化素A編碼基因inlA等表達(dá)下調(diào)，這可能是EGCG發(fā)揮抑菌作用的重要機(jī)制之一。

4.2.3 影響微生物的能量代謝

胞內(nèi)ATP的含量對(duì)微生物的正常能量代謝有著至關(guān)重要的作用，植物多酚可以通過(guò)抑制ATP的合成來(lái)影響微生物的正常生長(zhǎng)。有研究表明，經(jīng)百里香酚處理的沙門氏菌中ATP合成酶的表達(dá)受到了抑制，從而發(fā)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(rèn)為是植物多酚發(fā)揮抗菌作用的重要作用機(jī)制之一[48]。

5 展望

綜上所述，作為一類天然來(lái)源且安全性較高的物質(zhì)，植物多酚不僅能夠有效抑制肉及肉制品的脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化，同時(shí)能夠抑制其中致病和致腐微生物的生長(zhǎng)，在肉及肉制品保鮮領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，植物多酚存在單獨(dú)使用效果較弱、脂溶性較差等問(wèn)題，在今后的工作中應(yīng)重點(diǎn)研究植物多酚復(fù)配物對(duì)肉及肉制品的防腐保鮮作用，并系統(tǒng)揭示其作用機(jī)制。