三、阿魏酸及其衍生物在食品添加劑中的應用

食品添加劑在法律上明確定義“為改善食品品質(zhì)和色、香、味以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品中的化學(xué)合成或者天然物質(zhì)。
由于近幾年化學(xué)合成的食品添加劑被曝出存在很大安全隱患如色素奶油黃等，并且化學(xué)合成方法在生產(chǎn)操作上大部分使用強堿等能對環(huán)境造成污染、對產(chǎn)物產(chǎn)生破壞作用的試劑，所以對安全、天然的食品添加劑的需求成為新興的工業(yè)發(fā)展方向。阿魏酸及阿魏酸衍生物是天然存在的一類(lèi)安全性高、毒性低且抗氧化、抑菌等能力較好的酚酸類(lèi)衍生物，廣泛的存在于植物細胞壁內。西歐、美國、尤其是日本已經(jīng)批準將阿魏酸作為添加劑應用在化妝品領(lǐng)域、醫藥方向和食品領(lǐng)域，以期創(chuàng )造更多有價(jià)值的應用。目前在食品添加劑方向主要的研究應用有抗氧化劑、食品香料和食品交聯(lián)劑。

1、抗氧化劑

人的機體內存在生物化學(xué)代謝后的副產(chǎn)物，內源和外源活性氧類(lèi)物質(zhì)如羥基自由基、過(guò)氧化亞硝基、超氧自由基，這類(lèi)自由基會(huì )誘發(fā)致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，損壞正常生物細胞的組織結構造成細胞老化。阿魏酸及其衍生物抗氧化能力強，具有清除自由基、抑制產(chǎn)生自由基的酶、增加清除自由基的酶、恢復細胞正?；钚缘哪芰?。

近年來(lái)有研究發(fā)現阿魏酸衍生物具有比阿魏酸更高的抗氧化性和PH穩定性，食品添加劑領(lǐng)域將阿魏酸及衍生物主要應用于增加保健品抗氧化性能及提高食品抗氧化能力和抑制腐敗菌生長(cháng)等方面。日本已允許阿魏酸作為大豆油、豬油的抗氧化劑，并作為機能促進(jìn)劑應用于提高機能的運動(dòng)食品中。女士保健品太太口服液以阿魏酸為主要成分，利用阿魏酸具有的抗氧化功能預防和消除因自由基產(chǎn)生的黃褐斑、皮膚干澀萎黃、新陳代謝緩慢等現象。其他保健品如經(jīng)通口服液、健脾補血片等都被證實(shí)含有抗氧化劑阿魏酸。夏秀東口等人研究用熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥技術(shù)研究抗氧化劑阿魏酸在加工藍莓渣過(guò)程中對藍莓中營(yíng)養物質(zhì)及膳食纖維含量和色澤影響，實(shí)驗結果表明，抗氧化劑阿魏酸可以有效保護加工過(guò)程中藍莓渣的營(yíng)養成分及色澤，還發(fā)現添加抗氧化劑使藍莓渣中的可溶性和不溶性膳食纖維含量有明顯提高，這一結論為阿魏酸作為抗氧化劑和護色劑應用于食品添加劑中提供有力依據。

在食品加工過(guò)程中，常會(huì )面臨腐敗菌對食品品質(zhì)的影響以及儲存過(guò)程中氧化造成的品相不佳和營(yíng)養流失等問(wèn)題，所以在工業(yè)生產(chǎn)中用食品添加劑來(lái)解決這些問(wèn)題，但是考慮到成本及安全等方面，添加既具有抗氧化性又有抑菌性的多效添加劑是長(cháng)久以來(lái)一直被廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題。姜瑞平等研究了香腸中阿魏酸的添加量對抑菌能力的影響，并確定在香腸配方中加入75mg／kg阿魏酸可以有效地清除香腸中的亞硝酸鹽，增加香腸的抗氧化能力又不影響原有的風(fēng)味品質(zhì)。

2、食品香料

有“香料皇后”美譽(yù)的香蘭素，由于具有無(wú)法被人工復合的香氣使其在食品香料領(lǐng)域有巨大需求量?，F階段產(chǎn)香蘭素的方法主要有化學(xué)合成、植物提取和生物轉化。工業(yè)上大規模用化學(xué)法合成的香蘭素香型單一，合成過(guò)程污染嚴重，而從香莢蘭中提取得到的香蘭素雖然天然，但是植物組織生長(cháng)和加工處理時(shí)間緩慢。生物轉化以阿魏酸為底物產(chǎn)香蘭素專(zhuān)一性高、節約能源、產(chǎn)物易分離提取。但是由于高濃度香蘭素會(huì )抑制菌體生長(cháng)，使其最終被代謝掉，獲得的產(chǎn)量極低。1996年，Lesage—Meessen等人以阿魏酸為底物研究出了兩部轉化法生產(chǎn)香蘭素，先將阿魏酸轉化為香草酸，香草酸再發(fā)生脫羧反應生成2一甲氧基對苯二酚，這一方法只使很少的香草酸被還原成香蘭素，所以產(chǎn)量很低。Hua等人利用Streptomycessp．V-1以阿魏酸為底物采用大孔樹(shù)脂輔助吸附產(chǎn)物香蘭素，發(fā)酵55h獲得19.2g／L的香蘭素，總摩爾得率為54.5％。這是目前利用單一菌株微生物轉化，以阿魏酸為底物生產(chǎn)天然香蘭素獲得的最高產(chǎn)量。

Christian等人選取對香蘭素有超高耐受性的革蘭氏陽(yáng)性菌擬無(wú)枝酸菌屬ATCC39116以阿魏酸為發(fā)酵底物生產(chǎn)香蘭素。通過(guò)對代謝香蘭素酶的基因進(jìn)行改造，使菌株對代謝香蘭素的能力降低，保留香蘭素在90％以上。并且通過(guò)改造能被阿魏酸誘導轉錄的香蘭素合成基因，使阿魏酸的轉化率提高，最終獲得香蘭素的摩爾收率為94.9％濃度為19.39／L。若在不考慮摩爾收率的前提下，香蘭素的濃度將達到22.39／L，這是在現階段微生物發(fā)酵轉化的研究中最高的濃度，幾乎接近最大理論值。

3、食品交聯(lián)劑

食品膠通常是指應用于食品中，使食品達具有增稠、增黏，提高食品硬度、脆性等性質(zhì)的親水性高分子物質(zhì)，應用在食品加工領(lǐng)域使食品具有所需要的各種形狀和口感。在食品添加劑領(lǐng)域，幾乎所有的食品中都有食品膠，所以導致對食品膠的需求和功能性也越來(lái)越高。在日本，有相關(guān)研究表明利用阿魏酸本身具有的抗菌，抗氧化的多功能特性將其作為交聯(lián)劑可應用于制備食品膠和可食性包裝膜。應用這種包裝膜，食品中可不添加抗氧化劑和保鮮劑，大大節省了經(jīng)濟成本和提高了安全性。

存在于植物細胞壁中的阿魏酸具有與多糖分子交聯(lián)的功能性，在食品工業(yè)加工中利用這一性質(zhì)可使多糖黏度提高并用來(lái)制備食品膠?，F階段多用果膠和戊聚糖制備食品膠，但是產(chǎn)物性能單一，不能滿(mǎn)足日益增加的多功能性需求。阿魏酸及其氧化衍生物可以與蛋白質(zhì)中的賴(lài)氨酸、酪氨酸和半胱氨酸反應從而使蛋白質(zhì)交聯(lián)，阿魏酸還可以連接多糖和蛋白質(zhì)，在漆酶、過(guò)氧化物酶或者過(guò)硫酸銨、過(guò)氧化氫催化處理下使多糖和蛋白質(zhì)交聯(lián)生產(chǎn)水凝膠。利用阿魏酸的這一特性，可以提高低分子多糖的利用價(jià)值還可以減弱蛋白質(zhì)中的游離巰基交聯(lián)造成的乳品在加熱過(guò)程中的熱穩定性差現象。阿魏酸作為功能性強的交聯(lián)劑，逐漸用于研究開(kāi)發(fā)新型的食品膠和可食性包裝膜。

多糖是天然的可再生聚合物，具有良好的生物相容性和生物降解性。Virginie等人首先利用具有優(yōu)異成膜性的普魯蘭多糖與阿魏酸相結合，生成新的阿魏酸普魯蘭多糖衍生物（CMPFA），其次在漆酶的催化作用下交聯(lián)生成水凝膠，使其適合作為干燥食品的包衣或包裝材料。研究得出三個(gè)結論：水凝膠的溶脹效果取決于阿魏酸和多糖的取代程度以及溶劑介質(zhì)離子強度；在對水凝膠和阿魏酸多糖衍生物的抗氧化能力進(jìn)行評估時(shí)發(fā)現，水凝膠對自由基的清除能力（7h后為70％）要低于阿魏酸多糖衍生物（30min后為80％），造成這一現象的原因是當取代度相同時(shí)，水凝膠具有的溶脹特性使自身形成更密集網(wǎng)絡(luò )致使自由基不能充分的與水凝膠結合；測試了CMP—FA衍生物對金黃色葡萄球菌的抗菌性能，發(fā)現在研究范圍CMP-FA的抗菌性能良好并且在對小鼠進(jìn)行毒性檢測時(shí)發(fā)現，CMP-FA衍生物對小鼠成纖維細胞沒(méi)有顯示出細胞毒性。

賈瀟等人用漆酶催化大米蛋白與阿魏酸交聯(lián)，研究交聯(lián)產(chǎn)物的乳化特性和抗氧化穩定性。大米蛋白在不同的條件下具有乳化特性，研究發(fā)現大米蛋白乳液酶法交聯(lián)物乳液在pH5、7、9條件下的乳液粒徑和乳析層指數都小于大米蛋白乳液。同時(shí)對大米蛋白乳液和阿魏酸大米蛋白交聯(lián)物進(jìn)行抗氧化實(shí)驗，發(fā)現氫過(guò)氧化物（3.59mmol／kg）、硫代巴比妥酸反應產(chǎn)物（0.23mmol／kg）以及己醛（0.191mg／L）在阿魏酸大米蛋白交聯(lián)物中的含量要明顯較低，表明酶法交聯(lián)物具有更好的抗氧化穩定性。這一結果使阿魏酸大米蛋白交聯(lián)物在含有乳化體系等食品加工中有巨大的應用價(jià)值。

肖乃玉等人以膠原蛋白為原料，在甘油及海藻酸鈉的輔助作用下，通過(guò)添加阿魏酸來(lái)制備阿魏酸一膠原蛋白抗菌膜。將制備得到的膠原蛋白抗菌膜液涂蓋在臘腸上，以臘腸的感官評分為評價(jià)指標，結合菌落總數以及TVB-N值和pH的測定結果，發(fā)現阿魏酸一膠原蛋白抗菌膜不僅能有效的提高臘腸抵抗微生物人侵的能力，還能將鮮臘腸的貨架存儲期延長(cháng)8.5天。陳達佳等人在殼聚糖一膠原蛋白膜合成中加入阿魏酸改性可食膠原蛋白膜，并將改性后的蛋白膜制備成方便面調料包裝袋。

四、阿魏酸及其衍生物在食品添加劑領(lǐng)域應用展望

阿魏酸由于自身具有的獨特天然的抗氧化性、抑菌性和抗癌特性，不僅在食品行業(yè)有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也是醫藥、化妝品等行業(yè)的應需寵兒。近年，阿魏酸的多功能特性使其在食品添加領(lǐng)域有著(zhù)強烈的研究熱度但很多的研究成果目前都處于實(shí)驗室階段，不能大規模應用于工廠(chǎng)實(shí)踐，所以，目前如何將實(shí)驗室的研究適應于工廠(chǎng)生產(chǎn)是亟需解決的問(wèn)題，如阿魏酸及衍生物作為苦味抑制劑和運動(dòng)員的機能促進(jìn)劑等方面都急需市場(chǎng)突破，可預期前景廣闊。

阿魏酸本身具有的特性已經(jīng)極具研究?jì)r(jià)值，但為了更深層次的開(kāi)發(fā)利用阿魏酸，擴大阿魏酸的應用面，阿魏酸衍生物的研究也應運而生。近年的研究不僅解決了阿魏酸限制本身利用價(jià)值的脂溶性差的特點(diǎn)還與其他它的功能性物質(zhì)相聯(lián)、結合，生產(chǎn)出有1+1＞2效果的衍生物，節約了經(jīng)濟成本，開(kāi)發(fā)了有附加價(jià)值的功能，繼續在食品添加劑領(lǐng)域貢獻更大的能力。所以，阿魏酸及其衍生物會(huì )成為科技進(jìn)步、時(shí)代前進(jìn)下的熱門(mén)產(chǎn)物，也會(huì )成為食品添加劑的主力軍。

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