劉立群　喻倩倩　劉毅　戴瑞彤

摘 要：肉及肉制品營養(yǎng)豐富，富含高質量蛋白質、脂肪、維生素、礦物質和一些微量元素。脂肪氧化會影響肉及肉制品的顏色、質構和風味等，降低其營養(yǎng)價值。使用抗氧化劑可以抑制肉及肉制品的氧化，延長其貨架期。合成抗氧化劑具有一定的安全風險，因此天然抗氧化劑受到了越來越多的關注。水果、蔬菜、草藥、香辛料、食品副產物、維生素、礦物質、蛋白質水解產物都是抗氧化劑的良好來源。本文對天然抗氧化劑在抑制肉類制品脂肪氧化方面的應用進行綜述。

關鍵詞：天然抗氧化劑；肉類制品；脂肪氧化；抗氧化機理；植物提取物

Abstract： Meat and meat products are highly nutritious sources of food that provide high-quality proteins， minerals， vitamins， and many other micronutrients. Lipid oxidation may have negative effects on the quality of meat and meat products causing changes in sensory （color， texture and flavor） and nutritional quality. Antioxidants are used to minimize oxidative changes in meat and meat products， thereby improving the shelf-life. Natural antioxidants provide a good alternative for synthetic antioxidant additives because of adverse effects of synthetic antioxidants. Fruits， vegetables， herbs， spices， food

by-products， vitamins， minerals， peptides and protein hydrolysates have proved beneficial sources of antioxidants. The review is intended to provide an overview of natural antioxidants inhibiting lipid oxidation in meat and meat products.

Key words： natural antioxidants； meat products； lipid oxidation； antioxidant mechanism； plant extracts

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706009

中圖分類號：TS251.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）06-0045-06

引文格式：

劉立群， 喻倩倩， 劉毅， 等. 天然抗氧化劑作用機理及在肉類制品中的應用研究進展[J]. 肉類研究， 2017， 31（6）： 45-50. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706009. http：//www.rlyj.pub

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肉及肉制品營養(yǎng)豐富，富含高質量蛋白質、脂肪、必需氨基酸、B族維生素、礦物質及其他營養(yǎng)素，是人類膳食中不可或缺的成分[1]。肉類制品中的脂肪酸可以分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，脂肪酸的組成影響肉的氧化穩(wěn)定性，由于肉類制品脂肪中含有豐富的單/多不飽和脂肪酸，如豬肉中含有豐富的C18：2脂肪酸，牛、羊肉中富含n-3系列多不飽和脂肪酸，因此其在貯藏、加工過程中極易發(fā)生脂肪氧化。不飽和脂肪酸中不穩(wěn)定的雙鍵氧化能夠產生一些影響肉制品感官（顏色、質構及風味）和營養(yǎng)品質的次級氧化產物，如己醛、戊醛、庚醛、辛醛等，它們的產生降低了產品的可接受性、縮短了產品的貨架期、使產品產生酸敗氣味，嚴重時還會危害人體健康[2-5]。脂肪氧化過程十分復雜，其受肉制品的化學組分、加工過程、光、氧氣及貯藏溫度等因素的影響，尤其是肉糜類產品更容易發(fā)生脂肪氧化，從而導致腐敗。在肉及肉制品中添加抗氧化劑可以減少脂肪氧化、提高產品品質、延長貨架期。食品中抗氧化劑的使用受到法律和國際標準的調控[6]。在美國，抗氧化劑的使用受

《聯(lián)邦食品、藥品和化妝品法案》、《肉品檢疫法》、《家禽檢疫法》及其他相關法律的調控[7-8]；對于歐盟來說，食品中抗氧化劑的使用受到歐盟議會和委員會法規(guī)的監(jiān)管；中國則需要按照GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》執(zhí)行；其他國家按照國際食品法典委員會的標準執(zhí)行[7]。

肉與肉制品中經常使用的化學合成抗氧化劑主要有丁基羥基茴香醚（butyl hydroxyanisole，BHA）、二丁基羥基甲苯（butylated hydroxytoluene，BHT）和特丁基對苯二酚（tert-butylhydroquinone，TBHQ）[9-11]。這些合成抗氧化劑具有很好的抗氧化效果，可以與自由基發(fā)生反應、螯合金屬離子（如銅離子和鐵離子），進而延緩脂肪氧化，使肉制品具有穩(wěn)定的貨架期。但是由于這些合成抗氧化劑具有潛在的毒性，其安全性受到質疑[12-14]，因此天然抗氧化劑受到了越來越多的關注[15]。天然抗氧化劑是從天然可食用的食品中提取出來的、具有抗氧化活性的物質，具有安全性高、抗氧化能力強、無副作用和能夠防腐保鮮等優(yōu)點[16-17]。水果、蔬菜、草藥、香辛料等都是天然抗氧化劑的良好來源，研究者們不斷嘗試用它們替代傳統(tǒng)的抗氧化劑[18]。本文將對天然抗氧化劑在肉及肉制品中的應用進行綜述。

1 肉及肉制品的脂肪氧化

肉及肉制品的脂肪氧化是降低產品質量和可接受性的主要因素之一。脂肪氧化的主要原因是肉及肉制品中的不飽和脂肪酸通過游離基鏈式反應與氧結合后發(fā)生自動氧化，產生氫過氧化物，降解后形成有特殊氣味的低分子質量醛、酮、醇，從而導致產品酸敗[19-20]。

脂肪氧化機制可以概括為以下3 步：

1）引發(fā)：不飽和脂肪酸（RH）經光、熱或金屬催化失去氫自由基（H·），與氧氣（O2）反應生成過氧游離基（ROO·）。

脂肪氧化的最終產物主要是具有刺激氣味的短鏈羰基化合物，其能夠引發(fā)肉及肉制品的酸敗。

2 抗氧化劑的作用機理

2.1 氫原子轉移

抗氧化劑通過阻止脂肪氧化鏈式反應的引發(fā)或傳遞過程，形成穩(wěn)定自由基（ROO·+AH→ROOH+A·），這種自由基自身不發(fā)生反應或反應生成非自由基產物，從而延遲或抑制脂肪及其他物質的氧化[22]。這類抗氧化劑主要是多酚、VE等物質。

2.2 金屬離子螯合

生物體中含有游離的金屬離子，它們能夠通過Feton反應催化過氧化氫生成羥自由基，從而導致氧化反應的發(fā)生。一些抗氧化劑可以絡合游離金屬離子，減少羥自由基的形成[23]。

2.3 電子伴隨質子轉移

抗氧化劑首先發(fā)生電子轉移，生成正離子自由基，然后再進行質子轉移完成整個抽氫反應，并形成一個苯氧自由基，它可以通過共振作用而達到穩(wěn)定，從而減緩或終止自由基鏈式反應[24]。例如，β-胡蘿卜素具有很好的抗氧化性能，它能通過提供電子抑制活性氧的生成，達到清除自由基的目的，還能夠清除單線態(tài)氧，減少光過敏作用；VC能夠通過逐級供給電子轉變成半脫氫抗壞血酸和脫氫抗壞血酸，從而實現(xiàn)清除活性氧自由基的目的[25]。

3 天然抗氧化劑的來源

天然抗氧化劑由活細胞產生，在營養(yǎng)代謝和免疫調節(jié)中維持氧化-還原平衡。抗氧化劑由于氧化應激與自由基或非自由基發(fā)生反應，引發(fā)防御機制，保護細胞內及細胞外的成分。研究者們致力于天然抗氧化劑在肉制品中的應用，一些天然抗氧化劑已投入商業(yè)化生產中。植物是天然抗氧化劑的主要來源，一些植物來源的香辛料、草藥和精油已應用于肉制品，用來抑制脂肪氧化、提升產品感官品質。水果、蔬菜及茶葉中含有大量的酚類化合物，它們也是天然抗氧化劑的良好來源[26]。

3.1 果蔬及其提取物

果蔬中的抗氧化成分主要為黃酮類物質（原花青素、槲皮素、兒茶素）和水溶性維生素（VC）。不同莓類中酚類物質的種類和含量各不相同，例如，藍莓、蔓越莓、北美沙果中都含有大量的花青素；藍莓富含綠原酸，蔓越莓富含槲皮素，北美沙果富含咖啡酸[27]。植物多酚具有很強的抗氧化性，可以與肌肉組織氧化形成的自由基發(fā)生反應。因此，很多果蔬及其提取物都可以作為抗氧化劑應用于肉制品中。

西梅在預煮豬肉腸、經輻照的火雞和預制烤牛肉中都有良好的抗氧化效果[13，18，28-29]。Lee等[28]發(fā)現(xiàn)在輻照的火雞胸肉卷中添加質量分數(shù)為3%的西梅提取物可以抑制脂肪氧化。Gonzalez等[13，18]發(fā)現(xiàn)添加質量分數(shù)為3%和6%的干西梅果漿或質量分數(shù)為6%的西梅-蘋果混合果漿可以抑制預煮香腸冷藏過程中的脂肪氧化，添加質量分數(shù)為2.5%的鮮西梅濃縮汁或干西梅濃縮汁可以抑制預制烤牛肉冷藏過程中的脂肪氧化。Yildizturp等[29]在低脂牛肉餅中添加質量分數(shù)為5%、10%、15%的西梅果漿，同樣能夠抑制脂肪氧化。蔓越莓中含有高濃度的酚類化合物（158.8 μmol總酚/g干質量），因此其具有良好的抗氧化性[30]。Lee等[31]研究了蔓越莓中不同種類多酚對抑制火雞和碎豬肉脂肪氧化的潛在作用，發(fā)現(xiàn)在分割火雞中添加質量分數(shù)為0.32%的蔓越莓粉末可以抑制脂肪氧化。Gil等[32]發(fā)現(xiàn)商業(yè)化石榴汁的抗氧化性是綠茶和紅酒的3 倍。Vaithiyanathan等[33]將雞肉在石榴汁中浸泡60 s，然后在4 ℃條件下貯藏28 d，發(fā)現(xiàn)雞肉的脂肪氧化受到抑制。綠葉蔬菜富含多種生物活性物質，如葉綠素、多酚、維生素、胡蘿卜素等，它們具有猝滅單線態(tài)氧的能力，可以作為天然抗氧化劑應用于食品中[34]。Banerjee等[35]將西蘭花提取物應用于山羊肉中評價其抗氧化性，結果表明，添加西蘭花提取物的山羊肉的硫代巴比妥酸反應物質（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值顯著降低。Kim等[36-37]將10 種植物提取物（茼蒿、南瓜、韭菜、刺五加、大豆、蜂斗菜等）應用于新鮮的碎牛肉中，評價提取物的抗氧化性，結果表明，這些植物提取物都可以顯著降低碎牛肉的TBARs值。此外，添加質量分數(shù)為0.5%的蜂斗菜與添加質量分數(shù)為0.5%的BHT具有相同的抗氧化效果。Tang等[38]發(fā)現(xiàn)鹽水腌制過的洋蔥提取物可以降低火雞胸肉卷的TBARs值[38]。Verma等[39]發(fā)現(xiàn)綠色卷心菜可以抑制雞肉丸冷藏過程中的脂肪氧化，延長其貨架期。

3.2 草藥、香辛料及其提取物

草藥和香辛料中的主要抗氧化成分為一些酚類物質，包括酚酸（沒食子酸、咖啡酸、迷迭香酸）、酚二萜（鼠尾草酸、鼠尾草酚）、黃酮（兒茶酸、槲皮素、芹黃素、山奈酚、油皮素、橙皮素）和揮發(fā)油（丁子香酚、香芹酚、百里香酚、薄荷醇）[40]。

迷迭香及其提取物作為天然抗氧化劑在肉類產品中的應用已有大量研究。Nissen等[41]將豬肉絞碎后，添加質量分數(shù)為0.2‰的迷迭香提取物制成豬肉餅，加熱至中心溫度達80 ℃，真空包裝后于（4.5±0.5） ℃條件下貯藏10 d，發(fā)現(xiàn)添加迷迭香的豬肉餅TBARs值低于對照組。Mielnik等[42]在3 種不同脂肪含量的機械去骨火雞肉中使用了5 種市售的迷迭香產品，真空包裝后于-25 ℃貯藏7 d，發(fā)現(xiàn)5 種迷迭香都具有抑制脂肪氧化的作用，但是效果有所差別。Ding Yi等[43]在豬肉丸中分別添加3 種濃度（質量分數(shù)分別為0.5%、1.0%、1.5%）的荔枝花粉，水浴加熱至中心溫度達75 ℃，真空包裝后于-20 ℃條件下凍藏4 周。結果表明，3 種濃度的荔枝花粉都表現(xiàn)出了抑制脂肪氧化的作用。Cuong等[44]在豬肉餅中添加質量分數(shù)分別為0.1%、0.25%和0.5%的胭脂樹籽粉末，4 ℃條件下冷藏14 d，發(fā)現(xiàn)胭脂樹籽可以抑制脂肪氧化。Fernandes等[45]將28.57%的牛至提取物應用于羊肉餅中，添加量為1‰，（2±1） ℃條件下貯藏20 d。結果表明，貯藏15 d內牛至提取物可以抑制羊肉餅的脂肪氧化。Kobus-Cisowska等[46]將銀杏葉應用于豬肉丸中，發(fā)現(xiàn)銀杏葉可以抑制豬肉丸在烹調和冷藏過程中的脂肪氧化。

3.3 植物性食品加工副產物

植物性食品加工副產物中的主要抗氧化成分為多酚類物質，例如，石榴籽和石榴皮中富含單寧、花青素和黃酮類物質，因此具有很好的抗氧化性[12]。Basappam等[47]

在100 g鮮雞肉中添加與10 mg單寧酸酚類物質相當?shù)氖衿し?，制成雞肉餅，加熱熟制，4 ℃條件下貯藏15 d后發(fā)現(xiàn)添加石榴皮粉雞肉餅的TBARs值低于對照組，說明石榴皮粉可以有效抑制脂肪氧化。Turgut等[48]在牛肉丸中添加質量分數(shù)為0.5%和1.0%的石榴籽提取物，發(fā)現(xiàn)2 個添加量的石榴籽提取物均可抑制脂肪和蛋白質氧化。Devatkal等[49-50]將金諾橘皮粉、石榴皮粉和石榴籽粉添加到生羊肉餅和熟羊肉餅中，發(fā)現(xiàn)添加石榴皮粉可降低生羊肉餅和熟羊肉餅的TBARs值。葡萄籽提取物中富含黃酮類物質，其可以通過減少初級脂肪氧化產物和次級脂肪氧化產物來抑制肉制品的氧化酸敗[51]。在牛肉、雞肉、火雞肉的冷藏過程中，添加質量分數(shù)為0.1%的葡萄籽提取物可以很好地清除肌肉組織中的自由基，減少次級脂肪氧化產物的生成[52-54]。Hawashin等[55]將質量分數(shù)為2%、4%、6%的橄欖油副產物添加到牛肉餅中，發(fā)現(xiàn)4%的添加量既能夠抑制脂肪氧化、延長產品貨架期又不影響感官品質。

3.4 精油

精油是從芳香植物或藥用植物的花、葉、莖、根或果實中提煉、萃取出的揮發(fā)性芳香物質[56]。精油的主要活性成分為多酚和萜類化合物，如丁子香酚，它可以清除自由基，抑制脂肪氧化[57-58]。Dragoev等[59]發(fā)現(xiàn)黑胡椒和小茴香精油可以有效抑制干發(fā)酵香腸的脂肪氧化。Zhang Jing等[60]在鮮豬肉表面噴灑體積分數(shù)0.1%、0.5%的黑胡椒精油，發(fā)現(xiàn)實驗組鮮豬肉的TBARs值顯著低于對照組。Botsoglou等[61]研究了牛至精油對火雞肉脂肪氧化的影響，發(fā)現(xiàn)200 mg/kg的添加量可以顯著抑制火雞肉的脂肪氧化。Loizzo等[57]評價了23 種市售精油對熟制火雞肉抗氧化效果的影響，發(fā)現(xiàn)丁香、肉桂、百里香精油與合成抗氧化劑BHT具有相當?shù)目寡趸Ч?/p>

3.5 維生素

維生素一般以單獨添加、與其他物質共同添加或者作為添加劑組分的形式應用于食品中，比如在低脂肉制品中添加富含VE的植物油，在肉制品中添加富含VC的蘋果渣[26]。

已有研究[62]表明，一些維生素具有抗氧化性，可以保護肌肉組織和細胞免受自由基的損害。Kim等[63]將醬油和抗壞血酸溶液共同應用于生牛肉餅中，發(fā)現(xiàn)二者共同使用具有更好的防止變色和抑制脂肪氧化的效果。Wong等[64]評價了15 種維生素對牛肉餅膽固醇氧化的抑制情況，發(fā)現(xiàn)VB6、視黃酸、α-生育酚、L-抗壞血酸具有很好的抗氧化性。Cheng等[65]發(fā)現(xiàn)在低鹽豬肉餅中添加質量分數(shù)為0.55‰的抗壞血酸可以有效抑制豬肉餅的氧化和變色。

3.6 多肽及蛋白質水解產物

諸多已有研究表明，多肽具有良好的自由基清除能力和金屬離子螯合能力，可作為抗氧化劑應用于食品加工中。多肽和蛋白質水解產物中的主要活性成分為短肽，如肌肽、Tyr-Phe-Glu等[66-69]。影響活性肽抗氧化能力的因素包括底物蛋白、蛋白酶的種類及活性、溫度、pH值、水解度以及肽的化學結構等。國內外已經以動、植物為原料進行了大量的研究，主要集中在以廉價易得的原料制備高效、高值的抗氧化肽產品[70]。在動物蛋白方面，Li Bo等[71]酶解豬皮膠原蛋白得到具有清除自由基、螯合金屬離子能力的抗氧化肽。Li Xue等[72]用木瓜蛋白酶酶解草魚蛋白，發(fā)現(xiàn)其水解產物可以抑制冷凍魚糜的脂肪氧化。Rival等[73]發(fā)現(xiàn)酪蛋白和酪蛋白肽可以抑制脂氧合酶的活性，從而抑制脂肪氧化。Seo等[74]發(fā)現(xiàn)牛血漿蛋白水解產物可以抑制豬肉餅冷藏過程中的脂肪氧化。在植物蛋白方面，Decker等[66]研究發(fā)現(xiàn)在腌制豬肉糜中添加質量分數(shù)為0.5%的肌肽可以顯著抑制凍藏過程中發(fā)生的脂肪氧化。Nieto等[67]將堿性蛋白酶水解的馬鈴薯蛋白添加至法蘭克福香腸中，發(fā)現(xiàn)2.5%的添加量可以有效抑制熟制的法蘭克福香腸在冷藏過程中的脂肪氧化。Wang等[68]將堿性蛋白酶水解的馬鈴薯蛋白添加至熟制的牛肉糜中，發(fā)現(xiàn)冷藏過程中的脂肪氧化受到抑制。Sun等[69]

將豌豆粉、豌豆分離蛋白和豌豆蛋白水解產物分別添加至煮熟的腌牛肉糜中，發(fā)現(xiàn)豌豆分離蛋白和豌豆蛋白水解產物可以有效抑制脂肪氧化。

4 結 語

天然抗氧化劑的來源豐富，包括水果、蔬菜、草藥、香料、食品副產物、維生素及多肽等，將其應用于肉制品已經成為一種趨勢，也有一些研究者將天然抗氧化劑用于開發(fā)功能性肉制品，評價天然抗氧化劑對人體的有益作用，但是具體哪些天然抗氧化劑可以被人體吸收利用還缺乏體內實驗證據(jù)。

天然抗氧化劑的使用也存在一些弊端，表現(xiàn)在以下幾個方面：1）天然抗氧化劑成分較為復雜，可能影響肉制品的其他品質；2）天然抗氧化劑不穩(wěn)定，在肉制品中使用可能會影響其自身的抗氧化效果；3）某些天然抗氧化劑具有特殊氣味，會影響肉制品本身的風味。目前，國內外針對動、植物來源的天然抗氧化劑均已有大量研究，但是開發(fā)出安全、高效、價格低廉、易得的天然抗氧化劑依然是肉制品領域的一大挑戰(zhàn)。未來需要進一步研究天然抗氧化劑的抗氧化機制。另外，針對天然抗氧化劑的穩(wěn)定性及其在不同肉制品中的應用需要做進一步研究，尤其要考慮天然抗氧化劑對肉制品感官、風味等因素的影響。也可以將幾種抗氧化劑的混合物應用于肉制品中，評價抗氧化劑之間的協(xié)同作用。

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