
草果精油及其在肉制品加工中的应用研究进展
金怀慷1,*袁玉雪2,*张思静2,王宇刚1,
杨会玺1,李如蕊1,张王芝3

作者单位
1. 怒江傈僳族自治州检验检测院
2. 怒江傈僳族自治州农业技术推广中心
3. 怒江傈僳族自治州动物卫生监督所
引用格式
金怀慷,袁玉雪,张思静,等.草果精油及其在肉制品加工中的应用研究进展[J].农产品加工,2026,(06):100-105.
基金项目
云南省怒江州“兴谷英才支持计划”(XGYC-QNRC-2024-004)



一、引言
草果(Amomum tsao-ko Crevost et Lemaire),又名草果仁、草果子或老蔻,为姜科豆蔻属多年生草本植物,是重要的林下经济作物,主要分布于云南、广西、贵州等地;其中,云南作为我国草果主要产区,产量占全国90%以上[1]。草果具有独特的香气和辛辣味,作为一种常用的天然香辛料,赋予食品多种香气成分和令人愉悦的味道[2-3],其果实中富含挥发油、黄酮类、萜类和酚类等多种化学成分,所以草果也具有众多的生物学活性[4],而草果精油的功能活性也来源于此,具有抗氧化、抗菌、抗炎、调节胃肠道等作用[5]。草果精油作为植物来源的天然食品添加剂,安全性高,符合现代消费者对天然、绿色健康的食品添加剂的需求[6]。肉制品在人类饮食结构中具有重要的地位,在世界各地都拥有巨大的消费市场[7]。随着生活水平的提高,人们对肉制品的需求不再满足基本的营养需求,而更加注重品质、风味、安全和健康[8]。目前,肉制品加工行业呈现多样化、规模化和工业化趋势,各种新型技术不断涌现,如高压处理、栅栏技术、超微粉碎等,保证了肉制品的品质并延长货架期[9],但肉制品加工过程中仍面临诸多严峻挑战。例如,肉制品在加工和贮藏过程中容易发生氧化变质,导致风味变差、色泽变暗及营养价值降低[10]。微生物污染也是影响肉制品品质的重要因素,甚至引发食物中毒等。传统肉制品加工中通常会使用化学合成抗氧化剂和防腐剂,如丁基羟基茴香醚(BHA)、丁基羟基甲苯(BHT)和苯甲酸等,但因其具有潜在的健康风险,会受到消费者的抵触。因此,开发出天然、安全、高效的替代物已成为肉制品加工领域的研究热点。
香辛料在食品中的应用较为广泛,不仅可改善风味,还具有一定防腐、保鲜作用[14],而草果作为一种传统的香辛料,应用历史悠久[15]。近年来,对天然产物的不断深入研究,草果精油应用价值得到了众多学者的关注[16]。研究显示,草果精油不仅具有一定的功能活性,还能通过抑制肉制品中脂肪氧化和微生物生长来延长食品货架期,进而提升其商业价值。此外,草果精油中的挥发性成分,还能通过协同作用赋予食品风味,改善或提升食品品质[17-18]。综述了草果精油的化学成分、生物活性、提取方法及其在肉制品加工中的应用,旨在为草果精油在肉制品加工领域中更进一步应用提供理论依据和参考。


二、草果精油
(一)草果精油的化学成分与生物学活性
草果是药食两用植物,含有丰富的挥发油、黄酮类、萜类和酚类物质等,这些成分赋予了草果独特香气,也为其具有生物活性奠定基础。研究表明,草果精油具有抗氧化、抗菌、抗炎及潜在降血糖等作用,其机制与自由基清除、细胞膜破坏及信号通路调控等方面相关。
1. 草果精油的化学成分
精油又称挥发油、芳香油,是一种从植物中提取的挥发性芳香类混合物,一般存在于植物的根、茎、花、果实和种子中。草果作为药食两用植物,其精油中化学成分丰富,孟大威等人[19]利用Clevenger法萃取草果精油,经GC-MS分析检测出38种成分,主要为1,8 -桉树脑、α -水芹烯、2 -异丙基苯甲醛。挥发油作为草果的特征香气成分,组成具有一定的地域差异性,研究发现,云南产地的样品中以1,8 -桉叶素、α -蒎烯和柠檬醛为主,而广西产地的样品则以β -蒎烯和芳樟醇为主。胡平[21]应用GC-MS鉴定草果精油,结果显示共有64种化合物,主要为桉油精、2 -异丙基苯甲醛、柠檬醛、β -甲基肉桂醛、马鞭草烯醇、香叶醇等。徐萍等人[22]利用GC- MS分析6种草果挥发性成分,检测结果显示主要为萜类和醛类,但不同产地、不同品系草果的化学成分及相对含量具有差异性。张雪研通过GC-MS测定草果精油共鉴定出42种有效挥发性成分,其中包括萜烯类、醛类、醇类、酯类和酮类等,但最主要挥发性物质为桉叶油醇。研究发现,草果精油中黄酮类物质主要为槲皮素- 3 - O -葡萄糖苷、山奈酚- 7 - O -芸香糖苷和杨梅素等。草果精油中的这些化学成分通过协同效应,不仅赋予草果独特的辛香风味,还为其生物活性奠定基础,广泛应用于医药和食品行业。
2. 草果精油的生物活性
草果精油含有多种化学成分,具有特殊的生物活性特征。抗氧化试验研究表明,草果的乙醇提取物对ABTS+自由基清除率可达89.7%,优于二丁基羟基甲苯(BHT)的82.4%[24]。抗菌试验显示,草果精油对食源性致病菌的最小抑菌浓度(MIC)为金黄色葡萄球菌0.625 μL/mL,大肠杆菌1.25 μL/mL和沙门氏菌0.313 μL/mL[25]。抗炎活性研究证实,草果二氯甲烷提取物可通过抑制NF-κB信号通路,使LPS诱导的RAW264.7细胞中TNF-α、IL-6分泌量分别降低62.3%和57.8%[26]。此外,最新研究发现草果水提物能显著抑制α -葡萄糖苷酶活性,具有一定的潜在降血糖作用[27]。
草果精油的抗氧化活性主要源于黄酮类、酚类等化合物,此类物质能够提供氢原子与自由基结合,终止自由基链式反应,最终起到抗氧化作用[20]。师聪等人[28]通过试验测定了草果精油对1,1 -二苯基- 2 -三硝基苯肼(DPPH)自由基、羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(O2·)的清除能力,结果表明,草果精油具有较强的自由基清除能力,还发现精油浓度越高,清除能力越强。此外,草果精油中的酚类、黄酮类和生物碱类物质还能够有效抑制油脂氧化,延长油脂的货架期。朱香澔等人[29]研究发现,草果精油对油脂的抗氧化效果与合成抗氧化剂丁基羟基茴香醚(BHA)和二丁基羟基甲苯(BHT)相当。
植物类精油的化学组成决定了其抑菌活性,如酚类、萜烯、醛类、酮类和酸类等。研究发现,草果精油对多种微生物生长繁殖具有抑制作用且抗菌谱较广[30]。研究还发现,草果精油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌等常见的食源性致病菌具有明显的抑制作用,其抗菌机制可能是通过破坏细菌细胞膜的完整性导致细胞内容物泄漏,最终抑制细菌的生长和繁殖。此外,草果精油还可能影响细菌的代谢过程,如干扰细菌的呼吸作用和蛋白质合成等,质量浓度不同对细菌的抑制效果不同,通常随着精油质量浓度的增加抗菌效果增强。
(二)草果精油的提取技术
草果精油的提取方法多样,主要有溶剂提取法、超临界流体提取法、微波辅助提取法、水蒸气蒸馏法及顶空固相微萃取法等。不同方法在提取的效率、纯度、成本和适用场景上各有不同,得到的精油组成和得率也存在差异。因此,选择高效的提取方法是研究草果香气及成分的关键之一。
1. 溶剂提取法
溶剂提取法作为最常用的提取方法之一,利用草果中的化学成分在不同溶剂中溶解度的差异,选择合适的溶剂将目标成分分离出来,常用溶剂有乙醇、甲醇、丙酮、石油醚等。在提取过程中,将草果粉碎后与溶剂充分混合,通过搅拌、振荡或回流等方式促进成分的溶解。此方法操作简单、成本较低,但存在提取时间长、溶剂消耗量大、精油纯度较低等缺点,有机溶剂的残留可能对精油的安全产生影响[2]。袁雯怡等人[35]通过有机溶剂提取草果精油,提取率为3.25%,但得到的精油颜色较深、杂质较多。
2. 超临界流体提取法
超临界流体提取法[36-37]是利用超临界流体(如二氧化碳)在超临界状态下具有的高扩散性、低黏度和对溶质的高溶解度等特性,将草果中的有效成分提取出来。与传统溶剂提取法相比,超临界流体提取法具有提取效率高、提取时间短、无溶剂残留、产品纯度高等优点。二氧化碳作为超临界流体具有无毒、无味、化学性质稳定、临界条件温和等优点,是最常用的超临界流体。但超临界流体提取设备投资较大、运行成本较高,限制了其大规模应用,且所得精油中含有难挥发和不挥发性成分。赵怡等人[38]采用该方法提取了广西和云南草果中的香气成分,经分析后发现,云南草果中1,8 -桉叶素和β -柠檬醛含量较高,而广西草果中香茅醇和乙酸香叶酯含量较高。
3. 微波辅助提取法
微波辅助提取法是利用微波的热效应和非热效应,使草果细胞内的水分等极性分子快速振动和转动,产生内热,导致细胞破裂,从而使细胞内的有效成分释放出来。该方法具有提取时间短、提取效率高、溶剂用量少等优点。微波辅助提取法能够在较短时间内获得较高含量的草果精油,且精油的抗氧化活性和抗菌活性与传统提取方法相当。但微波辅助提取过程中温度和时间等参数的控制较为关键,若参数不当可能会导致精油成分的降解。庞晓晗等人[40]利用微波辅助提取草果黄酮的最佳微波时间为34 s,在此条件下所得的草果黄酮提取量为1.23 mg/g。吕虹霞[41]利用微波辅助提取草果挥发油,最佳微波功率为600 W,微波时间为6 min,在此条件下草果挥发油提取率达2.89%。
4. 水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法是一种最传统的提取方法,由于其所需设备简单、操作安全、成本低,是在植物类提取香气成分时采用最多的方法之一,目前文献记载中对草果香气成分的研究绝大部分采用水蒸气蒸馏法提取香气成分。但水蒸气蒸馏法的提取效率较低,在蒸馏过程中草果与水蒸气长时间接触,以及温度过高等因素,导致最终得到的精油中可能含有分解物。袁雯怡等人[35]通过水蒸气蒸馏法提取草果精油,提取率为0.83%,但提取得到的精油无明显杂质,品质较高,且具有更明显的草果香气。刘巨钊等人[42]利用水蒸气蒸馏法提取草果精油,提取率为1.59%,共鉴定出34种成分。
5. 顶空固相微萃取法
顶空固相微萃取法具有操作简单、样品用量少、不用溶剂等优势[42]。陆占国等人[43]用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱分析粉碎草果果实的香气成分,分别用DVB/CAR/PDMS萃取柱和CAR/PDMS萃取柱、CW/DVB萃取柱,检测主要成分为1,8 -桉树脑、α -水芹烯、α -蒎烯、β -蒎烯和2 -异丙基苯甲醛,含量占比有所差异。孟大威等人[44]采用固相微萃取法萃取草果香气成分,然后用GC-MS进行分析,萃取柱为CAR/PDMS,共检测出30种物质,主要是1,8 - 桉树脑、α -水芹烯、2 -异丙基苯甲醛、(E) -柠檬醛、α -蒎烯。由于该方法样品使用量少,且对萃取条件苛刻,重现性差,因此该方法只适合在实验室研究使用,不适用于工业化生产。


三、草果精油在肉制品加工中的应用
草果精油作为一种天然的食品添加剂,能够有效改善肉制品的风味、色泽及质构特性,还具有一定的抗氧化性和抗菌性,其中所含的挥发性成分、多酚及黄酮类物质,通过抑制脂肪氧化、蛋白质降解及微生物生长,延长肉制品的货架期,通过其中的多种物质协同作用,还具有了一定增强和改善食品整体风味的作用。
(一)草果精油对肉制品风味的影响
香辛料具有香、辛、麻、辣、苦、甜等多种风味和滋味,其不仅能为食品赋予独特的风味,还有增强和协调食品整体感官的作用。香辛料能够有效抑制或掩盖食品中的不良气味,突出典型风味使最终产品风味更加协调,而草果作为一种常用的香辛料,具有独特香气和明显辛辣味,精油中含有的糖苷类化合物通常被视为香气成分的前体,能在加工过程中逐渐释放出挥发性香气化合物。在肉制品加工过程中添加草果精油可显著改善产品的风味特性,使其具有更加浓郁和独特的香味及口感。
目前,从草果中鉴定出的糖苷类化合物主要有2 -甲氧基- 1,4 -二苯酚- 1 - O - [ 6 - O -(3 -甲氧基- 4 -羟基苯甲酰基)] - β - D -吡喃葡萄糖苷、3',5' -二- C - β - D -吡喃葡萄糖基根皮素、槲皮素- 3 - O - β - D -吡喃葡萄糖苷和1 - O - 2 -羟基- 4 -烯丙基苯基- β - D -吡喃葡萄糖等。研究表明,草果精油中的挥发油成分能够与肉制品中的其他风味物质发生相互作用,通过协同效应形成新的风味化合物,提升肉制品整体风味。此外,草果精油还能有效掩盖肉制品中常见的不良气味(如肉腥味、膻味等),使得产品风味更加能让人们接受。这也表明草果精油的添加会对肉制品风味产生一定影响,适量添加可明显增强风味带来更佳的口感,但过量添加则可能导致辛辣味过于突出、香气过于浓烈,反而影响产品的整体平衡和消费者的接受度。因此,在实际应用中需严格控制添加量,以达到最佳风味。
(二)草果精油对肉制品色泽的影响
色泽作为评价肉制品品质的重要指标,直接影响了消费者的购买意愿和对市场的接受度。草果精油中含有多酚类、黄酮类等成分,具有较强的抗氧化能力,可有效抑制肉制品在加工和贮藏过程中的色泽变化。研究发现,草果精油可通过延缓脂质过氧化反应减少自由基的生成,从而降低其对肉制品中天然色素的破坏延缓褐变,最终保持肉制品颜色鲜艳和外观稳定,还可能是精油在肉制品表面形成一层保护膜,通过物理阻隔氧气的方式,降低了产品氧化速度,起到保护原有色泽的作用。
草果精油除了直接的抗氧化机制外,其中的一些活性成分还可能通过与肉中肌红蛋白、血红蛋白等蛋白质或色素发生相互反应,间接影响肉制品的色泽。张心仪等人研究发现,草果提取物和等离子体处理过的南美对虾,能够有效缓解虾的腐烂,从而使虾保持较好的光泽,减缓虾色泽变差。这说明植物精油涂抹在肉制品表面不仅可有效隔绝氧气,还能有效抑制微生物和内源性蛋白酶活性延缓蛋白质降解,延缓氧化来维持肉制品的原有色泽。张赟彬等人在猪肉保鲜试验中发现,添加1.0%草果精油的处理组在贮藏期间内表现出色泽更明亮、异味更小,且整体感官评分更高,说明草果精油在维持肉制品颜色和改善感官特性等方面具有较大的应用潜力。
(三)草果精油对肉制品质构特性的影响
质构特性是评价肉制品口感的关键指标,在加工和贮藏过程中肉制品经常伴有蛋白质及脂肪氧化,会引起分子间交联和破坏肌肉纤维,导致水分流失和脂肪析出,使肉质硬化、咀嚼性下降,对质构产生不利影响,研究发现植物精油在一定程度上能够缓解肉制品此类质构劣变。李雪等人在猪肉保鲜试验发现,贮藏期内添加草果精油可有效降低硬度、咀嚼性、弹性和回复性等质构参数,且随着精油添加量的增加效果越显著,这可能是草果精油中的活性成分能够抑制肌肉组织内蛋白酶的活性,减缓蛋白质降解速率,从而维持了肉的持水性和结构完整性。此外,研究还发现草果精油对肉制品质构的影响并非单一因素决定,效果往往受到精油添加量、肉品类型及加工工艺等多种因素的共同决定。因此,在实际应用中,需要综合考虑加工工艺和条件,以降低对产品质构的不利影响。
(四)草果精油对肉制品抗氧化性的影响
脂肪氧化是导致肉制品在加工与贮藏过程中品质劣变的主要原因,不仅产生异味,还会使色泽变差、降低营养价值。草果精油中含有丰富的酚类物质,可有效抑制脂肪氧化速率,主要是清除自由基、中断脂质氧化的链式反应、作为氢供体、提供活性氢与过氧自由基结合,阻止了氧化反应的进一步传递。除此之外,草果中的多酚类化合物通过螯合金属离子(如Fe2+,Cu2+等)和抑制氧化酶活性,降低脂肪氧化速率,也有研究表明天然抗氧化物可通过降低体系中的氧气浓度,抑制生成活性氧来减弱氧化反应速率。草果精油利用这些机制发挥了一定的抗氧化性能,有效抑制了肉制品中的脂肪氧化酸败。MARTIN D等人研究表明,迷迭香精油可显著抑制熟肉制品中氢过氧化物的生成与分解,并减少丙二醛和一些次级氧化产物的积累,说明香辛料精油对抑制脂肪氧化具有显著效果。研究显示,草果精油中的黄酮类和酚类化合物也具有一定抗氧化活性,能够清除自由基、阻断自氧化链反应,提高肉制品的氧化稳定性,从而延长货架期。张心仪等 人利用草果提取物处理南美对虾,贮藏0~8 d的硫代巴比妥酸值略低于其他组,说明草果提取物具有一定的抗氧化能力,起到了抑制虾脂质氧化的作用。综上所述,草果精油在肉制品加工过程中可有效降低脂质的氧化,更好地保留肉类制品原有风味;在贮藏过程中可有效降低脂肪氧化酸败、延长产品货架期,对产品的流通具有积极作用。
(五)草果精油对肉制品抗菌性的影响
微生物是导致肉制品腐败变质的主要原因之一,极大地影响了产品食用性和流通性。香辛料精油因其具有天然抗菌性受到广泛关注,对多种食源性致病菌和腐败菌均表现出良好的抑制效果,可有效延长肉制品的货架期。LI Y等人研究表明,草果精油具有广谱抗菌活性,对副溶血性弧菌、志贺氏菌和单增李斯特菌抑制效果明显。李新福等人系统比较了16种天然防腐保鲜剂对乳酸菌P6、肉食杆菌P9和肠杆菌P20等4种常见腐败菌的抑菌效果,结果表明,草果、肉桂及丁香精油对这4种菌株均表现出较强的抑菌效果。唐志凌等人利用草果提取物对大肠杆菌和沙门氏菌抑菌机理进行研究,结果表明,草果提取物能够破坏2种细菌的细胞形态,使细胞壁的通透性增加,从而抑制细菌的生长繁殖。
草果精油抑菌机制可能是通过破坏细菌细胞膜和细胞壁完整性,改变了细菌的通透性,进而引起细胞内容物泄漏;还通过扰乱细菌核酸和蛋白质合成,打乱了细菌的正常代谢过程,有效抑制了微生物的生长与繁殖。虽然草果精油的抗菌效果随添加量增加而增强,但在实际应用中需综合考虑精油对肉制品风味、质地等方面品质的影响,需要合理调整添加量来实现抑菌效果与整体可接受性之间的最优平衡。


四、结语
草果精油在肉制品加工中具有广阔的应用前景,其中所含多种生物活性具有抗氧化性和抗菌性。综述了目前常用的草果提取技术,包括溶剂提取法、超临界流体提取法、微波辅助提取法、水蒸气蒸馏法及顶空固相微萃取法,这些方法在提取效率、成分保留及适用性方面各有优势;讨论了草果精油对肉制品风味、色泽、质构、抗氧化性和抗菌性的影响,其中添加量与抗氧化和抗菌效果之间存在明显规律,作用机制主要是抑制脂肪氧化、微生物生长及降低蛋白质变性速率等。然而,草果精油在食品工业中的应用仍面临巨大挑战,现有提取工艺有待提升,需进一步优化提高活性成分纯度、得率及降低生产成本;针对不同类型肉制品草果精油的最佳应用条件及添加量尚未明确,且具体作用机理也有待深入解析。
未来可围绕开发新型提取技术,有望在提取效率、成分保留及适用性上得到提升。此外,还需明确不同肉制品的添加量,优化出不同肉制品的添加工艺,增强风味、改善色泽、质构特性、抗氧化、抗菌等,同时可从分子水平揭示其作用机制,并加强与其他天然保鲜剂的复配效应研究,可推动草果及其精油在肉制品工业中的广泛应用,旨在为开发健康、优质的产品提供支撑,也为实现草果资源的高效利用提供参考。

编辑:王裕清
审核:关 颖
本篇文章刊登于《农产品加工》2026年3期下