1、前言
我国是个盛产天然香料的大国,产量占世界总产量的8～10%,品种占世界天然香料交易品种的40%以上,被誉为“潜在的原料大国”〔1〕。随着生活质量的提高和环境意识的加强,人们对天然香料的依赖和需求日益增加,天然香料的应用也逐渐扩大。天然香料从来源上包括两大类:动物性天然香料(如麝香)和植物性天然香料。本文仅讨论植物性天然香料。天然香料的主要作用有:1改善食品或饲料等的风味,增进食欲;2消除或掩盖异味,保证食品气味和口味纯正爽快;3给一些无味的食品增添香气香味的赋香作用;4给食品着色,变得美丽悦目的着色作用;5防止食品变质的抗氧化和灭菌作用;6防治疾病的生理药理作用;7调节植物生长的生理生化作用等。
天然香料的食用是个古老而又最具活力的应用领域。近年来,随着人们对化学合成类食品添加剂恐惧心理作用的蔓延,使得科技人员越来越热衷于开发天然食品添加剂。天然香料物质的抗氧化作用等功效,也日渐受到关注和重视。
2、天然香料的抗氧化性
2.1 天然香料主要抗氧化性的化学成分
天然香料的化学成分十分复杂,一般由近百种化学成分组成,有的甚至由数百种化学成分所组成。其主要的抗氧化性化学成分是由酚类、黄酮类、萜类、醛类、酮类、酸类、醇类、酯类、生物碱类和不饱和烃类等组成。不同的香料植物,其所含有的主要抗氧化性的化学成分不一样(见表1所示)。天然香料植物中的化学成分,在贮存或使用等过程中还会发生一系列生物化学反应,形成许多新的化合物。
2.2 天然香料的抗氧化性原理
从表1可知,天然香料的成分中都含有具有还原性的成分。如酚羟基、不饱和双键、还原性杂原子等。这些成分除单独存在具有抗氧化作用外,它们组合在一起也有抗氧化作用,而且大部分是产生协同作用,从而使组合后还原性增强。如含有还原性杂原子的生物碱与酚类组合,由于生物碱的氮原子被酚类的氢质子化后,与氮原子结合的化学键变得松驰而易于断裂,其电极电位值下降,而变得更易被氧化;酚类的氢失去后,使酚环的电子云削弱,其电极电位下降,导致酚更易被氧化成醌。因此,组合后其抗氧化能力大为增强。另外,天然香料中某些单独存在时还原能力很弱的化学成分,在贮存、加工或使用的过
程中,由于发生了一系列生化反应,而产生具有强还原性的物质,即天然香料中还存在潜在的抗氧化性成分。如植物中广泛存在的黄酮,分解后得还原性强的多酚、醛和苯甲酸等。其反应式如下:
由此可见,天然香料的抗氧化性是来自本身所含的还原性成分和潜在的还原性成分共同相互作用的结果。
3、天然香料抗氧化成分的制备方法〔4、5〕
天然香料抗氧化成分的制备方法主要有:水蒸气蒸馏法、减压蒸馏法、浸提法、吸收法、冷榨法、冷冻法和超临界萃取法。最常用的有水蒸气蒸馏法,目前超临界萃取法也日趋显得重要。水蒸气蒸馏法就是将天然香料植物制成一定粒度的粉末,用水蒸气通入样品中,使样品的挥发性香料成分随水蒸气蒸出。该法适用于挥发性的不溶于水的香料成分的制取。
超临界萃取法是在临界条件下将样品中有效成分进行提取的方法。它无需脱溶便可获得有效成分,而且特别适用于热敏性成分的提取。常用CO2临界萃取法提取天然香料植物中的有效成分。
4、天然香料抗氧化性的应用
天然香料抗氧化作用的应用早在古罗马时期就开始了。在公元前约3000年时,罗马人就用芝麻油来酉奄渍保鲜鱼肉、猪肉等食品。我国也在古时候就会利用天然香料物质来保鲜食品或保护物品。如一些出土珍藏的书籍中有的就放了天然香料来保护,传统的香油酉奄渍保鲜食物等。但是对天然香料抗氧化和抗菌作用系统的科学研究工作,则是从本世纪初才开始的,到五十年代,进入了一个高潮。Chipault等人对天然香料的抗氧化作用进行了筛选性的调查研究〔5〕,其研究结果见表1所示。
从表1可见,迷迭香有强烈的抗氧化作用,丁香、山苍籽、马玉兰、肉豆蔻、姜黄、鸢尾根、鼠尾根、蒜、荠艹宁、薰衣草、黄荆、茴香芹、姜、丁香罗勒和茶叶等也有很强的抗氧化活性。天然香料的绝大部分是乙醚提取物的抗氧化能力强于石油醚浸提的的抗氧化能力。因此,浸提天然香料的抗氧化成分宜用乙醚作浸提剂。国内外学者通过对香料在猪油、蛋黄酱、调味料和方便面等方面进行的抗氧化作用的研究(见表1、2),结果表明,药草型的紫苏科具有强烈的抗氧化作用,如迷迭香、鼠尾草、百里香、马玉兰等;种子型的肉豆蔻、芫荽、山苍籽等也有强烈的抗氧化作用;其它的还有多果香、姜黄、姜、蒜、桂皮、丁香、罗勒、茶叶等也都有强烈的抗氧化活性。而且药草型的迷迭香、鼠尾草对猪油等纯油脂型食品的抗氧化作用明显强于对非纯油脂型食品;丁香对水中的油滴型乳化物有特别高的抗氧化效猪油果;多果香、丁香、百里香和马玉兰对油脂型和非油脂型食品的抗氧化性的表现与迷迭香和鼠尾草的表现相反,前者在非纯油脂型食品中的抗氧化作用明显强于在纯油脂食品,后者则正好相反。
用迷迭香、丁香、姜等天然香料提取物,和叔丁基羟基茴香醚(BHA)、二叔丁基对甲酚(BHT)、维生素E(VE)、茶多酚(TPP)分别对猪油进行抗氧化性试验。试验结果见图1所示。从图1可见,迷迭香的抗氧化作用超群;丁香、姜的抗氧化作用比VE要好,其中丁香的抗氧化效果优于姜、BHA、BHT和TPP。可见,天然香料提取物有良好的抗氧化作用,而且它们安全可靠,是生产绿色食品的优良抗氧化添加剂。
5、结束语
天然香料除有抗氧化作用外,还有许多有益的功能。在粮油食品中使用高安全性的天然香料类抗氧化剂,是符合食品发展方向的。开发天然香料型食品抗氧化剂(还有杀菌、抑菌、赋香等作用)比开发天然的单纯抗氧化剂,具有更大的价值和意义。因此,在我国这样一个天然香料资源的大国,应大力开发像迷迭香之类的天然香料型食品抗氧化剂,使资源优势尽快地转化为经济优势。开发天然香料型食品添加剂也是发展我国山区经济,帮助山区脱贫致富的好途径。
