《Food Chemistry: X》：Spice essential oils as natural preservatives in processed sausages: a systematic review of their physicochemical, antimicrobial, antioxidant, and sensory effects
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這篇系統綜述全面評估了香料精油（SEOs）作為加工香腸中合成防腐劑天然替代品的潛力。文章整合了54項研究，證實SEOs能有效改善香腸的氧化穩定性（如降低TBARS值）、抑制微生物生長（如大腸桿菌O157:H7、金黃色葡萄球菌），并在優化濃度下保持良好的感官品質（如風味、色澤）。綜述指出，通過微膠囊化等技術或與天然提取物協同使用可克服其應用挑戰（如濃烈氣味），為開發更健康、更安全的清潔標簽（clean-label）肉制品提供了有前景的策略。
肉類和肉制品是人類飲食中重要的蛋白質來源，但其易受脂質氧化和微生物腐敗的影響，這對其品質、安全和貨架期的保持提出了嚴峻挑戰。同時，消費者對天然、安全和清潔標簽（clean-label）產品的需求日益增長，促使業界探索合成防腐劑的植物基替代品。香料精油（Spice Essential Oils, SEOs）因其富含萜烯、萜類化合物和酚類等生物活性成分，展現出抗菌、抗氧化等多種有益特性，成為極具潛力的天然防腐劑候選。
然而，SEOs在食品基質中的工業應用面臨挑戰，例如其活性會因與蛋白質、脂肪等成分相互作用而降低；為達到實驗室條件下的同等效果通常需要較高濃度，這可能帶來不良的感官變化；以及這些物質對氧化和熱敏感。為克服這些限制，研究者們提出了使用增香香草、微膠囊化（encapsulation）等技術來提高其穩定性、釋放控制和感官相容性。
對理化特性的影響
研究表明，添加適宜濃度的SEOs可顯著影響香腸的理化性質，如pH值、水分活度（aw）和水分含量，進而影響其貨架期和微生物安全性。例如，百里香精油（Thyme oil）能夠提高雞肉香腸的pH值和持水性（WHC），減緩腐敗。迷迭香（Rosemary）和牛至（Oregano）精油則能延緩儲藏期間pH值的下降過程，幫助維持產品穩定。肉桂（Cinnamon）精油與葡萄籽提取物聯用能顯著降低pH值并抑制乳酸菌生長。某些SEOs（如丁香Clove、圣羅勒Holybasil等）的添加會導致水分和pH值在儲藏期間下降，但其下降速度通常慢于對照組，這體現了其調節微生物生長、延長保質期的潛力。然而，也有一些研究（如使用牛至、冬季香薄荷Winter savory等精油的）發現其對pH和aw影響不顯著，其主要作用更多地體現在改善感官和抗菌性能上。
對抗菌特性的影響
SEOs對多種腐敗和致病微生物具有顯著的抑制作用。其抗菌機制主要基于破壞細菌細胞膜，導致膜通透性增加、離子和關鍵代謝物泄漏、細胞內pH平衡破壞，最終抑制生長或導致細胞死亡。富含酚類（如百里香酚Thymol、香芹酚Carvacrol）和單萜類化合物的精油，如百里香、牛至、丁香和肉桂精油，被證明能有效控制單核細胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）、大腸桿菌O157:H7（Escherichia coliO157:H7）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和沙門氏菌（Salmonella）等常見食源性病原體。其他精油，如葛縷子（Caraway）、羅勒（Basil）精油展現出強大的抗真菌活性；月桂葉（Bay leaf）、芫荽（Coriander）和杜松（Juniperus communis）精油也表現出廣譜的抗菌、抗真菌效果。
值得注意的是，SEOs在復雜食品基質中的抗菌效果會受到脂肪、蛋白質含量以及產品包裝條件（有氧/厭氧）的影響。通常，其在有氧環境中的效果更明顯。此外，高濃度SEOs雖然抗菌效力強，但可能損害感官品質。因此，將SEOs與其他防腐劑（如低劑量亞硝酸鹽、乳酸鏈球菌素Nisin）結合使用，或采用納米乳化（nanoemulsions）、微膠囊化等新技術，是提高其抗菌效力同時減少負面感官影響的有效策略。
對抗氧化能力的影響
脂質氧化是影響肉制品品質和營養價值的關鍵因素，會產生丙二醛（MDA）等不良化合物。SEOs中富含的酚類、萜類化合物（如丁香酚Eugenol、百里香酚、香芹酚、芳樟醇Linalool、香芹酮Carvone等）通過提供氫原子或電子中和自由基、螯合金屬離子（如鐵、銅）等方式，有效抑制氧化鏈式反應。
研究發現，丁香和肉桂精油聯用能顯著提升新鮮香腸的抗氧化能力；富含百里香酚和香芹酚的百里香、牛至精油能有效抑制脂質過氧化；微膠囊化的花椒（Zanthoxylum bungeanum）精油能緩慢釋放活性成分，在儲藏期間更有效地降低過氧化值和TBARS值；富含α-側柏酮、樟腦等含氧單萜的鼠尾草（Sage）精油可部分替代亞硝酸鹽，維持發酵香腸的氧化穩定性；迷迭香精油則因其富含鼠尾草酸、迷迭香酸等成分，表現出強大的抑制脂質過氧化能力。其他如大蒜（Garlic）精油（含硫化合物）、葛縷子精油、芫荽精油、肉豆蔻（Nutmeg）精油等也被證實能降低TBARS值，提升產品氧化穩定性。
對感官參數的影響
SEOs對香腸感官特性（氣味、風味、色澤、質地、總體可接受度）的影響取決于精油種類、濃度以及是否與亞硝酸鹽等其他配料聯用。一般而言，為達到有效抗菌/抗氧化濃度所需的SEOs劑量，可能會帶來過于強烈的特征性氣味或風味，從而降低產品的感官可接受度。
部分研究顯示，在優化濃度下，某些SEOs可以良好地融入產品。例如，低濃度的迷迭香精油替代亞硝酸鹽后，對雞肉香腸的顏色、風味、氣味和質地無顯著負面影響；肉桂精油與葡萄籽提取物聯用可改善產品氣味；牛至和迷迭香精油在較低濃度（0.05%和0.1% w/w）下對感官特性影響不大。然而，較高濃度的SEOs常常帶來挑戰：馬郁蘭（Marjoram）、冬季香薄荷、葛縷子、月桂葉以及Thymbra spicata精油在高濃度下會導致風味異常、總體可接受度下降；羅勒精油在較高濃度（≥1.87 mg/g）下會顯著降低總體接受度；龍蒿（Tarragon）精油則因其辛辣味而得分較低。
為平衡功效與感官，研究者采用了多種策略：將SEOs與柑橘副產品等風味相容的配料結合使用；利用微膠囊化技術控制活性成分的緩釋；或將SEOs應用于活性包裝膜中，減少與食品基質的直接接觸。這些方法有助于在保持SEOs生物活性的同時，最大限度地減少其對產品原始風味的干擾。
結論與展望
綜上所述，香料精油作為加工香腸的天然防腐劑展現出巨大潛力，能有效改善產品的氧化穩定性、微生物安全性和感官品質。其主要活性成分，如酚類、萜類化合物，是其發揮抗菌、抗氧化功效的基礎。未來的研究方向應聚焦于通過微膠囊化、納米乳化等遞送系統優化SEOs的應用效能，并探索其與天然提取物、低劑量亞硝酸鹽或其他 hurdle technology 因素的協同作用，以開發出更安全、穩定且感官可接受的清潔標簽肉制品。確定每種SEOs在特定產品類型中的最適濃度和應用方式，是實現其工業化成功應用的關鍵。
