天然香辛料在肉制品加工中應用進展

張根生　徐桂楊　蘇文文　韓冰　費英敏

摘要：天然香辛料是一種在肉制品加工過程中不可或缺的食品添加劑，它可以顯著地提高肉制品的感官性能和理化性能，如改善風味、優化顏色、延長儲存期等。文章對天然香辛料的分類、功效成分及作用進行了概括，并對其在肉制品中矯味增香、抑菌、抗氧化、調色及藥理方面作用的研究進展及未來發展趨勢進行了綜述，以期為天然香辛料在肉制品加工中的研究和應用提供理論基礎。

關鍵詞：肉制品；天然香辛料；功效；應用進展

中圖分類號：TS202.3文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2024）01-0203-06

Application Progress of Natural Spices in Processing of Meat Products

ZHANG Gen-shengXU Gui-yangSU Wen-wenHAN BingFEI Ying-min2*

Abstract： Natural spices are a kind of indispensable food additive during the processing of meat products， which can significantly improve the sensory and physicochemical properties of meat products， such as improving flavor， optimizing color and extending storage life. In this paper， the classification， functional components and effects of natural spices are summarized， and the research progress of their effects in correcting taste and enhancing aroma， anti-bacteria， antioxidation， color adjustment， and pharmacology in meat products and the future development trends are reviewed， in order to provide a theoretical basis for the research and application of natural spices in the processing of meat products.

Key words： meat products; natural spices; effect; application progress

天然香辛料一般指可直接使用的具有賦香、調香、調味功能的植物果實、種子、花、根、莖、葉、皮或整植株等天然植物性產品 [1]。因其安全、無毒等，在我國肉制品加工中擁有悠久的應用歷史 [2]。天然香辛料在肉制品加工中可以改善肉制品品質、延長保質期以及增加抗炎、抗癌等藥理作用。已知世界上現存的天然香辛料有500多種 [3]，蔥（大蔥、洋蔥）、大蒜、姜、辣椒、花椒、胡椒、茴香、肉桂等都是肉制品加工中經常會用到的天然香辛料。不同的香料含有不同的功效成分，對肉制品風味及品質的影響也不盡相同。本文綜述了香辛料的基本概況及功效，并對其在肉制品加工中的應用及研究進展進行了綜述，以期為天然香辛料在肉制品加工中的合理應用提供理論參考。

1 香辛料的分類及功效成分

1.1 香辛料的分類

我國國家標準GB/T 21725—2017《天然香辛料分類》中列出的香辛料有66種。根據香辛料的呈味特征，可將其分為濃香型天然香辛料、辛辣型天然香辛料和淡香型天然香辛料，其分類、舉例及呈味特征見表1 [1]。

1.2 香辛料的功效成分

香辛料具有多種功效的原因是其含有除營養物質外的某些化學成分，通常包含酚類、萜類及其衍生物、含硫化合物、生物堿、其他脂肪族化合物及天然色素等。酚類化合物廣泛存在于自然界中，大多具有香氣，并伴隨著抗氧化和抑菌活性，能夠更好地減輕脂肪、蛋白質等營養物質的氧化程度，還能有效地抑制腐敗變質微生物的生長和繁殖，進而延長肉制品的保質期 [4]。萜類化合物是某些植物香精的主要成分，其分子結構是以異戊二烯為基本單位的烴類及其含氧衍生物，包括醇類、醛類、酮類、羧酸類、酯類等。含硫化合物主要存在于蔥、蒜等香辛料中，通常具有辛辣刺激性。生物堿類化合物主要存在于椒類香辛料中，是其主要的呈味物質（麻味和辣味），并具有抑菌及藥理抗炎功效 [5]。其他脂肪族化合物如大、小茴香中的茴香腦、肉桂中的肉桂醛、肉桂酸和肉桂醇等，多為揮發性成分，為香辛料帶來獨特風味。香辛料中還含有很多天然色素，在肉制品加工中起到調色的作用。

2 香辛料的作用及其在肉制品中應用研究進展

2.1 天然香辛料的矯味增香作用及其研究進展

香辛料一般具有香、辛、麻、辣、苦、甜等自身特有的風味，在肉制品加工過程中可以抑制或去除不良風味物質的產生，也可以掩蓋肉制品的不良風味并為肉制品增香，即引入新的風味。

2.1.1 抑制或去除不良風味

原料肉常具有一些膻味、血腥味或臭味等不良風味，這些風味會使肉制品的可接受度大大降低。香辛料在加工過程中的合理使用可以起到抑制或去除此類不良風味的作用。肉制品的風味物質主要是醛類，還包括醇類、酮類、酯類等 [6]。香辛料大多含有多酚成分，因其具有抗氧化性，其可以很好地抑制脂肪氧化以及肉中醛類物質的產生，香辛料中其他小分子活性成分還能抑制揮發酸的產生，從根源上去除不良風味。Jiang等 [7]研究表明甘草中存在多種酚類物質，對脂質的氧化和酸敗有抑制作用，能夠緩解由于脂肪酸敗而產生的異味。Zamora等 [8]研究發現，一些不良風味物質，如丙烯醛、4-羥基-（E）-2-壬烯醛、（E）-2-戊烯醛和（E）-2-辛烯醛可以被不同的酚類化合物如洋蔥和茴香中常含有的槲皮素、根皮素以及蕓香科植物中常含有的橙皮素等所捕獲，槲皮素可通過與丙烯醛的結合，降低其揮發性不飽和醛的釋放量。Zhu等 [9]研究發現，根皮素可以清除通過一系列級聯氧化和裂解反應產生的各種反應羰基（主要是不飽和醛），即能減少由于肉制品脂肪氧化生成的不飽和醛的量。李宏盛等[10]研究發現大蒜、生姜、月桂葉等都能減少肉制品加工中所產生的揮發酸的含量，繼而從根源上抑制不良風味的產生。

2.1.2 掩蓋不良風味并賦予特殊香味

香辛料都含有各自的特征風味物質，在加工中可以掩蓋不良風味，或與肉制品風味物質共同形成風味。香辛料的添加可以豐富肉制品風味成分的種類與數量，增強其香味成分 [11]。香辛料本身含有的風味成分在與肉制品一同加工時也會因油炸、蒸煮等加熱方式產生新的風味。

大蔥特殊的鮮蔥和硫磺味來自硫醚類化合物 [12]，而且大蔥經過油炸加熱后風味也會發生變化 [13]。洋蔥特征風味的主要成分是含硫化合物，但完整的洋蔥鱗莖沒有任何風味物質 [14]，需破碎后才能產生。大蒜的風味物質為含硫有機物，烹飪加熱后也會生成新的風味物質 [15]。姜的主要揮發性成分是姜烯 [16]。新鮮辣椒主要的揮發性風味物質是酯類和萜類物質，辣椒在干燥成干辣椒時會發生美拉德、酶水解、熱降解、不飽和脂肪酸降解等反應，導致其揮發性香氣成分以醛類、酯類、萜類為主 [17]?；ń饭ぶ泻械膿]發油是其主要揮發性風味物質 [18]，其中含有異茴香醚及香茅醇等物質。胡椒中的胡椒精油是主要的揮發性風味物質，一般由萜烴類、含氧萜烯類以及芳香族化合物組成 [19]。香茅中的揮發性風味物質主要是檸檬醛 [20]。小茴香的主要風味成分為茴香醚，具有特異氣味 [21]。丁香的主要風味成分為具有濃烈香氣的丁香酚和丁香素 [22]。不同香辛料具有不同風味，其混合使用風味各異，效果更佳。詹思佳等 [23]研究發現，在醬鹵肉制品和風干肉制品的加工中使用肉桂，可以起到掩蓋腥膻味、去異增香的作用。姬云云等 [24]的研究表明百里香、生姜和花椒的合理復配添加可以大大提升羊肉湯的感官評分，在掩蓋腥膻味的同時，對羊肉湯的良好風味起到助力作用。Linares等 [25]研究發現在羊肉漢堡的配方中添加粉狀香料（鼠尾草、迷迭香、大蒜、百里香、丁香）產生了雙重作用，它們不僅貢獻了令人愉悅的氣味，而且延長了羊肉產品的保質期，整體優化了產品品質。

在肉制品加工過程中使用香辛料，可以抑制肉制品中醛類物質的產生或從根源上去除揮發酸類等不良風味物質的生成，大多數香辛料具有特色的揮發性風味物質，也可以通過自身含有的風味物質掩蓋不良氣味并豐富肉制品的風味，大大提升了消費者對肉制品的可接受度。但香辛料中某些成分在與肉制品一起加工過程中，對美拉德等反應的作用及影響機理還需進一步研究。

2.2 天然香辛料的抑菌作用及其研究進展

微生物通常是引起食品腐敗變質的重要因素，肉制品中含有豐富的營養物質，為細菌和霉菌的生長提供了必備條件。細菌和霉菌的代謝產物會惡化肉制品的色澤并產生異味，甚至生成有毒物質。香辛料中所含有的酚類、醛類物質對多種革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、霉菌及病毒等均有抑制生長的作用 [25]。鄭海云等 [26]研究了香辛料提取物對牛肉丸品質的影響，結果表明丁香、迷迭香和桂皮這3種香辛料提取物具有較好的降低肉丸pH值的作用，還能有效減弱腐敗菌對蛋白質的分解作用。Sharma等 [27]研究發現，在貯藏期間添加了丁香和百里香的實驗組雞肉香腸的微生物數量明顯低于未添加的對照組。班雨函等 [28]研究發現肉桂和生姜可以有效抑制蝦醬中葡萄球菌屬的生長繁殖，而紫蘇卻沒有此功效，Van Haute等 [29]發現在腌制肉制品的加工過程中，加入的肉桂提取物含量為1%時，即可對酵母菌和霉菌的生長有明顯的抑制作用，生姜的添加也有相似作用。Zhu等 [30]發現肉桂、生姜、苦艾等精油對雞胸肉中產氣莢膜菌的增殖也有抑制作用。Alanazi等 [31]研究精油成分對產氣莢膜菌（FP）和NFB病分離株的作用，結果表明肉桂醛、丁香酚、異硫氰酸烯丙酯（AITC）和香芹酚等對其在實驗室培養基和雞肉中萌發、生長具有抑制作用。Pesavento等 [32]研究發現百里香、牛至、肉桂、迷迭香和鼠尾草精油均對金黃色葡萄球菌、單核細胞增生李斯特菌、腸炎沙門氏菌、空腸彎曲桿菌的生長有抑制作用。Sun等 [33]研究發現在干腸中添加肉桂、八角和丁香對腸桿菌科細菌有抑制作用。

現有研究結果表明，不同種類的香辛料抑制的微生物類型也不同，單一香辛料的添加對微生物生長的抑制作用可能不太理想，復合香辛料的殺菌防腐效果更好。此外，香辛料的抑菌效果還與食品本身成分含量、制作工藝及儲存狀態有關，例如低pH、高鹽、高糖的食品有利于抑菌作用，在蛋白質及脂肪含量高的食品中抑菌效果相應減弱。

2.3 天然香辛料的抗氧化作用及其研究進展

肉制品中通常含有豐富的蛋白質、脂肪及碳水化合物，這些營養物質本身也會與空氣中的氧氣發生反應（如脂肪氧化酸敗以及蛋白質的氧化），并且脂肪的氧化還會促進蛋白質的氧化，導致肉制品在加工貯藏期間風味下降、色澤變差、保藏期變短、營養價值降低等[34]。絕大多數香辛料都含有多酚及其衍生物、酮類、萜類、醛類等物質，使其具有抗氧化活性。16種天然植物香辛料對DPPH自由基的清除效果見表2 [35]。

1996年，ORAC（oxygen radical absorbance capacity）這一概念被首次提出，表示氧自由基吸收能力。ORAC與抑制自由基的抗氧化能力呈正相關。美國博思維科實驗室測定并公布的常見香辛料的ORAC見表3。

在肉制品加工中，許多香辛料都起到了抗氧化的作用。 Lavorgna等 [36]研究發現辣椒素具有較強的清除自由基、抗氧化能力?？о~中的生物堿也具有清除自由基、抗氧化的功效 [37]。Shahidi等 [38]研究發現香辛料中含有的槲皮素、香豆素、丁香酚、鞣花酸等功能性物質對牛肉中脂質氧化有明顯的抑制作用，還能抑制異味的產生，且效果優于α-生育酚。Mancini等 [39]在研究生姜粉對豬肉漢堡一系列參數的影響時發現，生姜粉能提高漢堡的抗氧化能力，提高不飽和脂肪酸的ω-3和ω-6百分比，減緩脂質氧化，對提高豬肉漢堡品質有積極作用。蛋白質氧化會生成羰基化蛋白質，其與許多疾病有關，在肉制品加工受熱的過程中，羰基化蛋白質也在不斷累積 [40]。Zhang等 [41]研究發現丁香提取物能減緩肉制品過氧化值的增加，對羰基化蛋白質的生成也有明顯的抑制作用。Armenteros等 [42]比較了混合精油和商用防腐劑對肉制品蛋白質和脂質氧化的控制能力，其中大蒜、肉桂、丁香和迷迭香精油混合物的防腐能力最強。

香辛料中含有的一些功效成分可以減緩肉制品中脂肪、蛋白質等營養物質的氧化。肉制品加工過程中添加香辛料較好地緩解了營養物質氧化導致肉制品品質降低這一問題。但在利用香辛料抗氧化性這一功能特性的同時還要考慮其本身風味是否適合此肉制品，且合理地混合使用香辛料可以提高抗氧化效果。

2.4 天然香辛料的調色作用及其研究進展

香辛料中常含有植物色素，其可以改善肉制品的色澤，提高產品的可接受度。植物色素可分為類黃酮、類胡蘿卜素、卟啉類、含氮雜環類等。姜黃中的姜黃素和辣椒中的辣椒紅素是香辛料中最常見的色素。有研究發現辣椒紅色素具有色澤鮮艷、色價較高、著色較強、保色效果佳等優點，其包括辣椒紅素和辣椒玉紅素，是類胡蘿卜素生物合成途徑的后期產物。沈文嬌 [43]發現在生產肉糜時添加辣椒籽油，貯藏期間肉糜的紅度值有所增加，使肉糜的顏色更加鮮亮，從感官上增加了肉糜的可接受度。黎超等 [44]在研究中發現姜黃素具有較好的熱穩定性和著色能力，多用于雞精的加工，使其具有更加純正的顏色。

香辛料的抗氧化性常常能夠起到護色的協同作用。多酚類化合物是香辛料的功能性成分，此類化合物可以很好地抗氧化以及螯合金屬離子，減緩肉制品在貯藏過程中良好顏色的褪去，起到護色作用。Allen等 [45]研究發現丁香酚和迷迭香酸能在一定程度上抑制牛肉餅在冷凍過程中的顏色變化。劉艷鳳等 [46]研究發現，在鹵制雞腿的過程中加入迷迭香、八角和良姜等香辛料可以起到延緩褪色的作用。賈娜等[47]在研究香辛料對牛肉護色作用時也發現丁香和迷迭香提取物在醬牛肉過程中可以起到護色作用，還能抑制人工添加的紅曲紅色素的氧化。

目前，香辛料對肉制品顏色方面影響的研究較少，且大多集中在香辛料本身色素的影響以及抗氧化作用的附屬效果上。當香辛料作為色素使用時，其他原料的加入可能會引入新的反應物或者反應條件的變化等，這些變量對其色素物質的影響還需進一步研究。香辛料的調色護色作用及與其他功效的協同作用也有待進一步探索。

2.5 天然香辛料的藥理作用及其研究進展

2.5.1 天然香辛料的抗炎功效

香辛料中大多含有萜類及其衍生物，其具有較好的抗氧化活性，抗氧化性又與抗炎性緊密相連。環氧化酶（COX）和促炎性細胞因子（IL-1、IL-6、TNF-α）的分泌是炎癥形成的關鍵，可通過調節酶活性、促進抗炎細胞因子的產生來控制炎癥發展 [48]，或者通過抑制炎癥基因的表達，亦或在炎癥物質生成的中間過程中進行抑制或阻斷來對炎癥進行干預。香辛料中的黃酮類、酚酸類、木脂素類、槲皮素等均有抗炎活性 [49]。Epstein等 [50]在研究從姜黃根中提取的羥基肉桂酸——姜黃素為治療劑的體外實驗中發現，其具有抗炎作用并應用于多種疾病的治療。Mueller等 [51]對多種天然植物的抗炎活性測定中發現，辣椒的抗炎活性最佳，其抗炎癥活性成分主要為芹菜素、辣椒素、香葉木素等。Poeckel等 [52]證明了迷迭香與牛至中黃酮類物質，例如鼠尾草酸和鼠尾草酚等，可以抑制脂肪氧化酶的活性，降低炎癥物質的生成量。Pótorak等 [53]研究多種物質在香腸中的抗炎效果時發現，高良姜對肉制品的抗炎作用有明顯的改善，且它的總酚類成分與抗炎作用之間存在著明顯的正向關系。

2.5.2 天然香辛料的抗癌功效

香辛料的抗癌功效主要體現在兩個方面：一是香辛料中某些活性物質能夠抑制肉制品在加工過程中致癌物的生成，二是香辛料中的精油、功能性色素及植物化學物等具有預防癌癥發生的作用。Rounds [54]研究表明，丁香油添加量為1%時即可顯著降低漢堡肉熱加工過程中致癌物雜環胺的生成。Puangsombat等 [55]的研究也有類似發現，在肉餅中加入香辛料，其對雜環胺的抑制活性與總酚含量呈顯著正相關。Bimonte等 [56]進行姜黃素的抗癌研究時發現，其可以抑制腫瘤細胞的生長，其機制是誘導乳腺癌細胞如MiaPaCa-2、Panc-1等凋亡。眭紅衛等 [57]在研究植物化學物及其生理活性時發現，大蒜中含有的大蒜素可以抑制癌細胞的增殖，其主要機制是誘導腫瘤細胞凋亡以及抑制細胞周期。Chow等[58]發現辣椒素具有促進癌癥細胞的凋亡和抗惡性細胞增生的功能。如今已有研究表明，通過調節癌癥患者的飲食結構，改變癌細胞生長繁殖的微環境，可以起到延緩癌癥發展的效果 [59]。

2.5.3 天然香辛料的其他藥理功效

除了抗炎、抗癌等藥理功效外，香辛料中的活性成分還具有抗病毒、鎮痛、抗抑郁、減肥作用，并對胃潰瘍、糖尿病、心血管疾病等有輔助治療功效。香辛料中的酚類成分，如鼠尾草酸、鼠尾草酚、芹黃素對艾滋病病毒活性具有抑制作用。痛感通常與炎癥并發，在抑制炎癥的過程中疼痛也會得到緩解。炎癥誘發神經元的損傷后，經過神經元的信號傳遞，同時炎癥物質及其介質也會從受損組織中釋放 [60]，疼痛感將會在大腦皮層產生，抗炎將從根源上杜絕疼痛發生。在動物實驗中，某些香辛料的活性成分，如小茴香中的茴香精油 [61]、花椒中的花椒精油 [62]、生姜中的去氫姜酮 [63]、姜黃中的姜黃素 [64]對抑郁癥動物模型的多巴胺系統具有調節作用。香辛料也具有一定的抗糖尿病作用，桂皮、姜黃和葫蘆巴已被證實具有良好的降糖功效 [65]。

天然香辛料既可以作為生產加工過程中的調味品，又可以用在食療保健方面。對天然香辛料的抗炎、抗癌、抑菌及其他病癥治療方面的探究，也為醫療領域開辟了新大陸。由于香辛料的藥理作用以藥食同源的理念為基礎，香辛料可在藥膳食品中廣泛應用，也可與預制菜技術相結合有助于香辛料的全方位開發利用。

3 結語

香辛料是肉制品加工過程中必不可少的一類添加劑，其不僅可以矯味增香、調色護色，而且能起到抑菌防腐、抗氧化及某些藥理作用。在對肉制品風味的影響方面，香辛料中某種化合物參與美拉德及脂質氧化分解反應的過程、所產生的新風味物質的種類、在加工條件下本身產生的變化、與肉中化合物發生的其他反應等問題還有待進一步研究。在香辛料附加功能方面，針對香辛料中某些成分的抗菌、抗癌等機制還不明確，需要進一步研究。深入研究復配香辛料對肉制品品質的影響，有利于新產品的開發。同時，香辛料各方面功能特性（如調色、抑菌、藥理等）的深入研究或可成為新的研究方向。

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收稿日期：2023-07-18

基金項目：黑龍江省“百千萬”工程科技重大專項（2019ZX07B03-3）

作者簡介：張根生（1964－），男，教授，碩士，研究方向：畜產品加工與貯藏。

*通信作者：費英敏（1973－），女，副教授，碩士，研究方向：農產品加工與貯藏。