一提到肉桂，大家都知道是一種食品調味的香料，但是對於其提取成分-肉桂醛可能了解不多，今天我就給大家介紹一下。
肉桂醛又稱桂醛、桂皮醛、β-本丙烯醛或3-苯基-2丙烯醛，是一種存在於桂皮油、玫瑰油、廣藿香油等精油中的醛類有機化合物，是GB 2760-2024規定的允許使用的防腐劑和食品用合成香料，且被美國食品和藥物管理局（FDA）和美國香料和提取物製造商協會（FEMA）普遍認為是安全的（GRAS），並被歐洲委員會認可的食品添加劑。
疏水性的肉桂醛可以滲透細胞壁，從而破壞細胞質膜結構，通過多種途徑影響微生物的正常生理代謝，並抑製或減少微生物產生有害代謝產物，具有廣譜抑菌性，且其抑菌性能優於大多數精油和植物提取物。已有研究表明，肉桂醛對大腸杆菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、單增李斯特菌、青黴菌、黃曲黴菌、黑曲黴菌、炭疽菌、根癌農杆菌、牙齦卟啉單胞菌等細菌和真菌均具有較強的抗菌作用。
01、肉桂醛的生理功能
肉桂醛有降血糖、降血脂的作用，可用於治療Ⅱ型糖尿病，攝入肉桂醛可提高機體對葡萄糖和酯類的利用率，達到降血糖、降血脂的目的。研究顯示Ⅱ型糖尿病患者服用肉桂醛後，其空腹血糖、甘油三酯、低密度脂蛋白含量等均明顯降低。
肉桂醛可用於抗細胞纖維化的治療，研究顯示肉桂醛能抑製高糖引起的腎間質成纖維細胞的增殖肥大及細胞間質膠原蛋白的合成和分泌。黃江燕研究了高糖誘導的大鼠發現，肉桂醛可降低大鼠心肌成纖維細胞的增殖，抑製細胞間質膠原蛋白的合成和分泌。
蔡雷琴等的研究表明，肉桂醛能特異性激活核因子E-2 相關因子通路，促進糖尿病小鼠的創口的愈合。部分研究顯示肉桂醛可通過抑製胃蛋白酶對胃黏膜的侵蝕、提高胃黏膜血流速率來抵抗消化道潰瘍；可溫和刺激腸胃，促進唾液和胃液的分泌，增強消化功能，促進食欲，解除胃腸平滑肌痙攣，緩解腸道痙攣性疼痛。
02、肉桂醛在食品中的應用
一、肉桂醛在肉類食品中的應用
將肉桂醛添加入豬肉餡餅裏，在冰箱(5℃)內儲存20d後，豬肉餡餅的口感、硬度、黏彈性無顯著變化。肉桂醛對豬肉裏的沙門氏菌有非常好的抗菌效果，並且高溫加熱處理(70℃，5min)和低溫冷藏(4℃，7d)豬肉過程中，肉桂醛仍能保持較好的抗菌性。
Suo等還研究了肉桂醛對豬肉中沙門氏菌的熱滅活的影響並建立了熱滅活模型，在相同溫度下，添加1%的肉桂醛可以顯著縮短沙門氏菌的熱滅活時間。
此外肉桂醛對雞肉中的沙門氏菌也有很好的熱滅活效果，1%的肉桂醛將熱滅活的D值(殺滅90%菌數所需的時間)從13.52min減少為0.15min。
肉桂醛不僅是一種抑菌劑，而且是一種很受歡迎的香料。Zakariene等利用含有肉桂醛的調料醃製烤雞翅，不僅能夠有效地抵抗空腸彎曲杆菌的汙染，還能夠提供獨特的風味。
除了大腸杆菌、沙門氏菌和空腸彎曲杆菌以外，產氣莢膜梭菌也是影響肉製品食用安全的一種危害微生物，尤其是容易汙染牛肉和雞肉。通過將新鮮的牛肉和雞肉煮熟後冷卻，分別添加0.1%-0.5%的肉桂醛、香芹酚、百裏香酚和牛至油四種天然抑菌劑，對比發現肉桂醛對產氣莢膜梭菌的抗菌效果最好，並對其芽孢的萌發也有良好的抑製作用。
表1肉桂醛在肉類食品中的應用
表1中列舉了肉桂醛在豬肉、雞肉、牛肉和香腸等肉類食品中的抑菌作用及效果。在保證食源安全性的前提下，添加少量肉桂醛顯著降低滅菌溫度和時間，通過熱滅活模型可以有效預測肉製品的滅菌工藝參數，把控肉製品的危害分析和關鍵控製點，從而節省能量消耗和時間成本，保持肉製品的品質、營養和安全。
二、肉桂醛在水果和蔬菜食品中的應用
柑橘的生長過程容易受到黴菌的感染，研究發現0.50mL/L的肉桂醛蠟酯溶液噴灑在接種過白地黴菌的柑橘上，可以使柑橘感染黴菌變質的幾率降低50%。采摘後的柑橘容易感染青黴菌而發生腐爛變質，經肉桂醛蠟酯溶液處理過的柑橘，不僅能夠有效抵抗青黴菌的感染，而且其中的過氧化氫酶和超氧化物歧化酶含量高於對照組。
除了柑橘以外，獼猴桃也容易受到微生物感染，例如假單胞細菌感染後會引起獼猴桃的果皮潰爛，使用肉桂醛進行熏蒸或者溶液噴灑的方式均可以有效抑製獼猴桃上的假單胞細菌的生長。
肉桂醛在鮮切水果的抑菌保鮮方麵也有非常重要的作用。利用肉桂醛處理後的鮮切木瓜可以在5℃下存放12d，保持其風味、口感及品質基本不變。為了增強肉桂醛的保鮮和抗氧化效果，將肉桂醛與殼聚糖複合後噴灑在鮮切甜瓜上，可以形成一層保護膜，在4℃下存放20d不變質。將肉桂醛與海藻酸鈉溶液混合後噴灑於鮮切蘋果上，可以有效抑製大腸杆菌的生長，低溫下保鮮效果最長可達30d。
表2 肉桂醛在水果和蔬菜抑菌保鮮中的應用
近年來關於肉桂醛在水果抑菌保鮮的應用研究非常多（表2），采用肉桂醛溶液噴灑或使用精油熏蒸，可以顯著抑製微生物的生長，但是使用過程在應注意劑量-效應關係。低劑量的肉桂醛難以起到預期抑菌效果，而高劑量的肉桂醛容易使果蔬表麵發生褐變，產生異味。因此對於不同的水果，因其易感染的微生物類型不同，果皮細胞組織結構不同，需要根據實際情況，選用適宜的肉桂醛劑量。
三、肉桂醛在果汁和牛奶等飲料中的應用
果汁、牛奶等飲料中含有豐富的糖類、蛋白等營養物質，很容易受到微生物的汙染。傳統的熱殺菌方式雖然能夠實現完全滅菌，但是一旦食物接觸空氣，難以抵禦二次汙染，並且在液體食品中，肉桂醛的滅菌能力比其他天然抗菌性成分更強。例如在煮熟的胡蘿卜湯中接種菌種並加入20μL/L的肉桂醛，在12℃下培養60d，發現對蠟樣芽胞杆菌可以完全抑製，而添加香芹酚和丁香子酚則達不到同樣的抑菌效果。
不僅是蠟樣芽胞杆菌，肉桂醛對於液體食品中的腸炎耶爾森氏茵、金黃色葡萄球菌和大腸杆菌均有較強的抑製作用。
對於不同的微生物，肉桂醛的最低抑製濃度是不同的，並且實現完全滅活所需要的時間也不同。例如肉桂醛對牛奶中的金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度為100μg/mL，而對牛奶中的李斯特菌的最小抑製濃度為65μg/mL。
在胡蘿卜汁中添加2.0μL/mL的肉桂醛，在12℃下保持4h能夠實現對腸道沙門氏菌的完全滅活，而保持24h才能夠對大腸杆菌完全滅活冋。
此外，肉桂醛的完全滅活時間也可能與溫度有關，在蘋果汁中加入等量的肉桂醛，冷藏溫度（4℃）下實現完全滅活所需要的時間比常溫條件下完全滅活的所需時間更長。
為了使肉桂醛的抑菌時間更加長久，還可以采用其他抑菌方式進行輔助，例如葡萄汁貯藏時間小於9d時肉桂醛對嗜溫菌和酵母菌具有較好的抑製作用，而大於9d時兩者需要利用紫外線輔助和肉桂醛協同作用才能有效滅菌，處理後的葡萄汁在5℃下保持15d不會變質。
一般而言，肉桂醛在果汁和牛奶中的溶解性較小，需要借助乳化劑或者酒精才能形成分散體係，而在酒精飲料中肉桂醛的溶解度大大增加。因為酒精自身的抑菌功能，通常來講，含酒精的飲料是不易感染微生物的，但是酒精對大腸杆菌的抑製作用不強，在體內對沙門氏菌的抑製作用也較弱，在調配紅酒時，僅需微量的肉桂醛或肉桂醛精油（0.03%），即可顯著提高紅酒的抗菌效果和貨架期。
03、肉桂醛與其他防腐劑在食品中的協同作用
雖然肉桂醛是一種廣譜抗菌劑，但是長久使用仍然容易引起細菌的抗藥性，將肉桂醛與其他抑菌防腐劑協同使用，不僅可以增強滅菌效果，而且避免細菌產生抗藥性。
Ye等對比研究了肉桂醛、香芹酚、百裏香酚、薑黃素和大蒜素等30多種天然抗菌成分，通過它們對大腸杆菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度來評價其抗菌效果，以及通過細胞毒性評價這些天然抗菌成分的安全性，結果表明肉桂醛和香芹酚的抗菌效果和安全性最為理想，並且將二者複配後表現出更加高效的協同抑菌作用。
肉桂醛、百裏香酚、丁香酚、黃連素和鏈黴素進行兩兩複配，研究發現肉桂醛和百裏香酚複配後對於單核細胞增生李斯特菌具有協同抗菌效應，肉桂醛和鏈黴素複配後對於沙門氏菌具有協同抗菌效應。
肉桂醛、香芹酚和百裏香酚的聯合使用，可以有效抑製微生物中β-半乳糖酶的活性，從而抑製微生物的正常生長。
肉桂醛與檸檬醛的聯合使用，可以引起青黴菌細胞膜內陷，細胞器解體，從而增強對青黴菌的抑製效果。
肉桂醛和乳酸鏈球菌素搭配使用可以對牛奶中的14種金黃色葡萄球菌產生強烈的抑製作用，二者的協同效果可以使單獨用肉桂醛的最低抑菌濃度降低2~4倍，單獨用乳酸鏈球菌素的最低抑菌濃度降低8-16倍。
肉桂醛與乳酸鏈球菌素和乙二胺四乙酸聯合使用，顯著降低使用單一抗菌劑的最低抑菌濃度，三者協同作用後，對豬源大腸杆菌具有很強的抑菌作用。
雞肉中的耐熱型沙門氏菌通常不易通過熱殺菌而滅活，利用肉桂醛和香豆素聯合使用，可以顯著提高耐熱型沙門氏菌細胞膜的敏感性，在加熱條件（71.1℃）下實現完全滅菌。
在醃製黃瓜的過程中，很容易滋生乳酸菌和酵母菌而導致變味變質，使用富馬酸可以抑製乳酸菌，但是對於酵母菌的抑製作用不理想，而肉桂醛對於酵母菌具有較好的抑製作用，因此將富馬酸和肉桂醛複合使用可以防止醃黃瓜中乳酸菌和酵母菌的生長。
肉桂醛作為一種綠色天然、安全高效的防腐抑菌劑，其在食品工業中具有巨大的潛力和良好的前景。目前關於肉桂醛的理化性質、生物活性、抑菌機理、化學合成和改性、以及包埋與傳遞等方麵的研究都取得了很多成果和進展，但是未來仍有一些問題值得深入研究，例如：
(1)針對不同食品基質，研究肉桂醛抑菌作用的劑量-效應關係，以確定最低抑菌濃度；
(2)設計肉桂醛與其他抑菌劑的複配，通過協同作用降低肉桂醛的最低抑菌濃度；在食品中更加經濟合理地使用肉桂醛；
(3)設計肉桂醛傳遞載體，提髙肉桂醛的抗降解穩定性和抗菌性；
(4)開發新型的肉桂醛包裝材料，以拓寬肉桂醛在食品中的應用範圍。
引用資料：
[1]陳帥,高彥祥.肉桂醛的抑菌機理及其在食品行業中的應用研究進展[J].中國食品添加劑,2019,30(5):134-144
來源：麻将网站食品研發創新服務中心，圖片來源：創客貼會員。
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