葡萄籽提取物作为肉制品保鲜剂的研究进展彭惠惠.pdf
5页
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION I NDUSTRIES 128? ? 2011 Vol?37 No?1 ( Tota l277) 葡萄籽提取物作为肉制品保鲜剂的研究进展 彭惠惠 1, 李吕木1 , 2 1(安徽农业大学茶与食品科技学院, 安徽 合肥, 230036) 2(安徽农业大学动物科技学院, 安徽 合肥, 230036) 摘? 要? 天然提取的食品保鲜剂越来越受到人们的关注, 葡萄籽提取物含有大量多酚类物质, 具有抗氧化和抗 菌活性, 能够降低肉制品中脂质氧化, 抑制有害微生物的生长文中主要介绍葡萄籽提取物的保鲜机理及其在 肉制品保鲜中的应用 关键词? 葡萄籽提取物, 肉制品保鲜, 抗氧化性, 抗菌性 第一作者: 硕士研究生 (李吕木研究员为通讯作者 ) 收稿日期: 2010- 08- 13 , 改回日期: 2010- 10- 21 ? ? 随着现代工业的快速发展, 人工合成添加剂的使 用越来越广泛, 但消费者对食品的安全性也提出了更 高的要求, 对天然提取物的认可日益增强目前, 天 然产物主要从植物、 动物和微生物中提取蔬菜、 水 果以及草药中都能提取有效的抗氧化剂或抗菌剂, 如 迷迭香、 丁香、 绿茶、 大蒜、 生姜等。
葡萄是世界上普 遍栽培的水果之一, 据统计, 全世界年产葡萄约 7 000 万 , t 中国年产葡萄约 140万 , t 而且还在逐年增加, 其 中约 80 %用于酿酒、 7 % 用于加工果汁及其他葡萄产 品、 13 % 用作食用 [ 1]葡萄酿酒或进行果汁加工的 主要副产品是葡萄皮与葡萄籽, 两者约占鲜果的 20 % , 即每年中国约有 24万 t的果渣葡萄籽提取 物 ( grape seed extrac, t GSE)含有大量多酚类物质, 具 有清除自由基、 抗氧化 [ 2]、 抗疲劳、 延缓衰老、 预防心 血管疾病、 抗癌和抗菌等生物活性本文介绍了 GSE 作为食品添加剂在肉制品中的作用机理及其应用 1? GSE中多酚的组分 葡萄籽中含有 5 % 左右的多酚类物质, 多酚的主 要成分是 3种单体多酚 (占总多酚的 10 % 左右 )和大 量聚合多酚其中单体多酚包括儿茶素、 表儿茶素、 表儿茶素没食子酸, 聚合多酚主要是原花青素 (占总 多酚的 75 % ~ 85 % ), 原花青素是由单体通过 C4~ C6 或 C4~ C8键连接形成的多聚体 [ 3] 1?1? 单体多酚结构 3种单体分别为: 儿茶素 ( catechin)、 表儿茶素 ( epicatechin/EC)、 表儿茶素没食子酸 ( epicatechin gallate/ECG)。
其结构式分别如图 1 、 图 2和图 3所 示 图 1? 儿茶素结构 图 2? 表儿茶素结构 图 3? 表儿茶素没食子酸结构 1?2? 原花青素的结构 原花青素 ( proanthocyanidin)是葡萄籽中最主要 的聚合体多酚类物质, 因在酸性介质中加热产生红色 的花青素而得名, 而儿茶素类单体在热酸条件下反应 没有花色素现象, 所以儿茶素单体不属于原花青素 原花青素根据聚合度不同可以分为低聚物和高聚物, 综述与专题评论 2011年第 37卷第 1期 (总第 277期 ) 129? ? 目前划分不明确, 国内有些人认为四聚体以下为低聚 物, 五聚体以上为高聚物; M attivi等人 [ 3] 研究时以聚 合度 8为划分标准, Spranger等人 [ 4] 按低聚体 (聚合 度 2~ 18)和高聚体 (聚合度 12~ 37)划分进行研究 抗氧化和自由基清除活性是原花青素各种生理 功能的基础, 来源于其独特的分子结构及分子中存在 的大量酚羟基不同 p H 值、 不同温度条件下的葡萄 籽原花青素稳定性不同, 低 p H 值的稳定性较好, 热 稳定性较好, 但在 60? 以上时原花青素会受到一定 影响; 原花青素光稳定性较差, 光照可使葡萄籽原花 青素含量逐渐下降, 导致原花青素降解损失。
Vc和 亚硫酸氢钠可以提高原花青素的稳定性, 且提高的效 果与浓度有关, 当二者的添加量为 0?5 % 时效果最 佳; 在各种常用的金属离子的最大安全使用量范围 内, Fe 2+ 和 Sn 2+ 能使原花青素的颜色改变或发生明 显的沉淀,Al 3+ 、 Zn 2+ 、 Na + 、 Mg 2+ 影响较大, Cu 2+ 、 Pb 2+ 、 Mn 2+ 影响较小 2? GSE的功能及作用机理 2?1? GSE的抗氧化活性 Shi等经过体外试验发现 GSE 的抗氧化活性是 VE的 20倍、 VC的 50倍 2?1?1? GSE抗氧化活性作用机理 油脂的氧化是自由基链式反应过程, 分为自由基 的生成、 传递和终止 3个阶段多酚结构中含有大量 酚羟基, 能够提供活泼的氢质子与油脂氧化产生的自 由基结合成稳定的产物, 能够预防脂质过氧化的启 动, 并阻断油脂自动氧化的链锁反应过程 GSE抗氧化机制包括: ( 1) 通过酚羟基与自由基 进行去氢反应生成半醌自由基, 然后通过低聚体多酚 生成稳定的联苯酚或儿茶酸 ? 氧醌, 从而中断链式反 应以完成抗氧化作用 [ 2]; ( 2) 通过抗氧化剂的还原 作用直接给出电子而清除自由基; ( 3) 通过抗氧化剂 对金属离子的螯合, 降低若干需金属离子催化的反 应, 从而间接实现抗氧化作用。
2?1?2? GSE浓度与抗氧化活性的关系 抗氧化活性和 GSE的浓度有关, Dani等人 [ 5]发 现质量分数为 25 % 和 50%的多酚溶液, 其抗氧化活 性相同, 均明显高于 10 %的多酚溶液, 结果表明随着 多酚浓度的增大其抗氧化活性增强, 但是多酚的抗氧 化活性有一个最大浓度值, 当超过最大浓度值时, 其 抗氧化活性不会随浓度的增加而加强在亚油酸及 脂质体体系中, 葡萄籽原花青素的抗氧化作用高于 VC和 VE, 低于合成抗氧化剂 BHT, 随着添加量的增 加其抗氧化能力增强, 并接近 BHT 的抗氧化活性; 对 同一聚合度原花青素来说, 随着浓度增加, 其抗氧化 活性增强 [ 6]所以在一定范围内, 随着 GSE 浓度的 增大, 其抗氧化活性增强 2?1?3? 原花青素的聚合度与抗氧化活性的关系 研究发现, 原花青素的聚合度与抗氧化活性有密 切的关系 Spranger等人 [ 4]等人将原花青素划分为 低聚体和高聚体, 经研究发现高聚体的抗氧化活性高 于低聚体, 低聚和高聚体的抗氧化活性高于儿茶素 结果证明原花青素的抗氧化活性与其聚合度成正相 关关系, 即随着原花青素聚合度的增加, 其抗氧化活 性增强。
但是有些学者发现随着原花青素聚合度的增加, 其抗氧化活性并不随之增强孙芸等 [ 6] 发现, 聚合 度对原花青素抗氧化活性影响较大, 二聚体对脂质体 体系的抗氧化活性高于多聚体; 比较不同聚合度的原 花青素, 发现其抗氧化活性随着聚合度的升高而降 低, 即随着聚合度的增加, 原花青素分子中单位数量 的酚羟基所表现的自由基清除能力逐渐降低 Far? ia [ 7]等通过测定 5种不同聚合度原花青素的抗氧化 活性, 发现二聚原花青素的抗氧化性最强 Soobrat? teea等 [ 8]比较了几种多酚物质的抗氧化能力, 从大到 小依次为: 二聚体原花青素 黄烷醇 黄酮醇 羟基 肉桂酸 简单酚酸, 结果也表明二聚原花青素的抗氧 化性最强原花青素的抗氧化和清除自由基的能力 来源于分子中大量的酚羟基, 酚羟基与自由基作用, 产生半醌自由基, 通过低聚体多酚生成稳定的联苯 酚, 所以二聚体多酚的抗氧化活性较高 2?1?4? 抗氧化活性测定方法 目前测定抗氧化活性的方法有: 硫代巴比妥酸反 应物分析法 ( thiobarbituric acid reactive substance as? say,TBARS)、1 , 1? 二苯基 ? 2? 三硝基苯肼 ( 1, 1?di? phenyl?2?picrylhydrazy, l DPPH ) 分析法、 氧化自由基 吸收能力测定 ( oxygen radical absorbance capacity , ORAC)、 臧 花素 漂 白法 ( Crocin Bleaching Assay , CBA)、 2 , 2? 联氮 ? 2? 三乙基? 苯并噻唑?6? 磺酸 )测定法 ( 2 ,2? ?azino?bis ?3?ethylbenzothiazoline ? 6? sulfonic acid , ABTS)、 氯化四乙铵分析法 ( trolox equivalent ca? pacity of antioxidant activity , TEAC)等。
2?2? GSE抗菌活性 GSE对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑菌 效果Rhodes等 [ 9]人发现, GSE 抗菌活性主要是多 食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION I NDUSTRIES 130? ? 2011 Vol?37 No?1 ( Tota l277) 聚体多酚, 这种多聚体不受 p H 值的影响, 且具有较 强抗李斯特菌的活性Baydar [ 10]经梯度浓度试验分 析发现 0?5 % ~ 1 % 浓度的 GSE对大肠杆菌具有普遍 抑菌作用, 当浓度提高到 2?5 %时具有杀菌作用; GSE 在 1 % , 2?5 %,5 % and 10 %浓度时对金黄色葡萄球 菌和嗜水气单胞菌均有杀菌作用可见, 当 GSE作 为抗菌剂时, 较低浓度就表现出有效的抑菌和杀菌作 用, 不仅可以降低添加剂的成本, 还降低了 GSE对食 品原有风味的影响经过脱脂处理的葡萄籽, 其提取 物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌也具有高效抗菌活 性, 但是对沙门氏菌则不具有抗菌作用 [ 11] Yigit 等 [ 12]通过水提法和醇提法提取葡萄籽、 葡萄果肉、 葡 萄叶中的多酚类物质, 比较其抗氧化性和抗菌性, 结 果发现葡萄籽的抗氧化性最强, 葡萄果肉的抗氧化性 最弱, 水提和醇提葡萄籽多酚对葡萄球菌属都具有较 强的抗菌作用。
Brown等 [ 13] 研究葡萄皮、 籽的提取 物及其混合物对幽门螺杆菌的抗菌作用, 葡萄籽提取 物中多酚的含量是葡萄皮中多酚的 5倍, 但是葡萄皮 提取物对幽门螺杆菌的抗菌作用较强, 结果表明抗菌 活性与多酚的浓度不相关, 而是与提取物中多酚的种 类有密切关系 3? GSE在肉品保鲜中的应用 肉品中营养丰富, 水活度较高, 是微生物繁殖的 良好培养基, 如果控制不当, 微生物极易繁殖, 导致肉 品腐败变质肉中的肌红蛋白与空气接触后发生氧 合反应生成鲜红色的氧合肌红蛋白, 产生人们熟悉的 鲜肉色, 肌红蛋白进一步氧化, 红色加深同时还由 于脂肪氧化等原因致使肉的颜色和食用品质下降 目前肉品保鲜剂的研究较多, 集中于天然抗氧化剂和 抗菌剂的开发研究GSE能够有效降低肉品贮藏过 程中初级氧化产物 (如, 脂质氢过氧化物、 己醛 )和次 级氧化产物 (如, TBARS), 抑制微生物的生长GSE 应用于肉制品保鲜中, 已经取得了良好的效果 3?1? 鲜肉保鲜 研究表明, GSE 在鲜肉保鲜中效果显著 Bran? nan等 [ 14]发现, 葡萄籽提取物在浓度为 0?1 % 时就能 有效抑制冷冻贮藏过程中鸡肉脂肪氧化, 且不影响冷 藏生鸡胸肉的味道。
将经过 0?1 % GSE 处理后的鸡 腿肉, 分别在相对湿度 59 % 、 76 %、 88 % 和 99 % 条件 下贮藏 [ 15], 结果是相对湿度对 TBARS影响不显著 所以 GSE可以作为鸡腿肉有效的抗氧化剂, 且不受 贮藏过程中湿度和 p H 值影响通过不同浓度的 GSE处理熟火鸡胸肉, 发现 GSE 遏制脂肪氧化的能 力与浓度正相关, 且有效抑制冷藏火鸡肉的脂肪氧 化Ahn [ 16]试验表明, GSE能抑制牛肉中腐败微生物 的生长。
