一提到肉桂，大家都知道是一种食品调味的香料，但是对于其提取成分-肉桂醛可能了解不多，今天我就给大家介绍一下。
肉桂醛又称桂醛、桂皮醛、β-本丙烯醛或3-苯基-2丙烯醛，是一种存在于桂皮油、玫瑰油、广藿香油等精油中的醛类有机化合物，是GB 2760-2024规定的允许使用的防腐剂和食品用合成香料，且被美国食品和药物管理局（FDA）和美国香料和提取物制造商协会（FEMA）普遍认为是安全的（GRAS），并被欧洲委员会认可的食品添加剂。
疏水性的肉桂醛可以渗透细胞壁，从而破坏细胞质膜结构，通过多种途径影响微生物的正常生理代谢，并抑制或减少微生物产生有害代谢产物，具有广谱抑菌性，且其抑菌性能优于大多数精油和植物提取物。已有研究表明，肉桂醛对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、单增李斯特菌、青霉菌、黄曲霉菌、黑曲霉菌、炭疽菌、根癌农杆菌、牙龈卟啉单胞菌等细菌和真菌均具有较强的抗菌作用。
01、肉桂醛的生理功能
肉桂醛有降血糖、降血脂的作用，可用于治疗Ⅱ型糖尿病，摄入肉桂醛可提高机体对葡萄糖和酯类的利用率，达到降血糖、降血脂的目的。研究显示Ⅱ型糖尿病患者服用肉桂醛后，其空腹血糖、甘油三酯、低密度脂蛋白含量等均明显降低。
肉桂醛可用于抗细胞纤维化的治疗，研究显示肉桂醛能抑制高糖引起的肾间质成纤维细胞的增殖肥大及细胞间质胶原蛋白的合成和分泌。黄江燕研究了高糖诱导的大鼠发现，肉桂醛可降低大鼠心肌成纤维细胞的增殖，抑制细胞间质胶原蛋白的合成和分泌。
蔡雷琴等的研究表明，肉桂醛能特异性激活核因子E-2 相关因子通路，促进糖尿病小鼠的创口的愈合。部分研究显示肉桂醛可通过抑制胃蛋白酶对胃黏膜的侵蚀、提高胃黏膜血流速率来抵抗消化道溃疡；可温和刺激肠胃，促进唾液和胃液的分泌，增强消化功能，促进食欲，解除胃肠平滑肌痉挛，缓解肠道痉挛性疼痛。
02、肉桂醛在食品中的应用
一、肉桂醛在肉类食品中的应用
将肉桂醛添加入猪肉馅饼里，在冰箱(5℃)内储存20d后，猪肉馅饼的口感、硬度、黏弹性无显著变化。肉桂醛对猪肉里的沙门氏菌有非常好的抗菌效果，并且高温加热处理(70℃，5min)和低温冷藏(4℃，7d)猪肉过程中，肉桂醛仍能保持较好的抗菌性。
Suo等还研究了肉桂醛对猪肉中沙门氏菌的热灭活的影响并建立了热灭活模型，在相同温度下，添加1%的肉桂醛可以显著缩短沙门氏菌的热灭活时间。
此外肉桂醛对鸡肉中的沙门氏菌也有很好的热灭活效果，1%的肉桂醛将热灭活的D值(杀灭90%菌数所需的时间)从13.52min减少为0.15min。
肉桂醛不仅是一种抑菌剂，而且是一种很受欢迎的香料。Zakariene等利用含有肉桂醛的调料腌制烤鸡翅，不仅能够有效地抵抗空肠弯曲杆菌的污染，还能够提供独特的风味。
除了大肠杆菌、沙门氏菌和空肠弯曲杆菌以外，产气荚膜梭菌也是影响肉制品食用安全的一种危害微生物，尤其是容易污染牛肉和鸡肉。通过将新鲜的牛肉和鸡肉煮熟后冷却，分别添加0.1%-0.5%的肉桂醛、香芹酚、百里香酚和牛至油四种天然抑菌剂，对比发现肉桂醛对产气荚膜梭菌的抗菌效果最好，并对其芽孢的萌发也有良好的抑制作用。
表1肉桂醛在肉类食品中的应用
表1中列举了肉桂醛在猪肉、鸡肉、牛肉和香肠等肉类食品中的抑菌作用及效果。在保证食源安全性的前提下，添加少量肉桂醛显著降低灭菌温度和时间，通过热灭活模型可以有效预测肉制品的灭菌工艺参数，把控肉制品的危害分析和关键控制点，从而节省能量消耗和时间成本，保持肉制品的品质、营养和安全。
二、肉桂醛在水果和蔬菜食品中的应用
柑橘的生长过程容易受到霉菌的感染，研究发现0.50mL/L的肉桂醛蜡酯溶液喷洒在接种过白地霉菌的柑橘上，可以使柑橘感染霉菌变质的几率降低50%。采摘后的柑橘容易感染青霉菌而发生腐烂变质，经肉桂醛蜡酯溶液处理过的柑橘，不仅能够有效抵抗青霉菌的感染，而且其中的过氧化氢酶和超氧化物歧化酶含量高于对照组。
除了柑橘以外，猕猴桃也容易受到微生物感染，例如假单胞细菌感染后会引起猕猴桃的果皮溃烂，使用肉桂醛进行熏蒸或者溶液喷洒的方式均可以有效抑制猕猴桃上的假单胞细菌的生长。
肉桂醛在鲜切水果的抑菌保鲜方面也有非常重要的作用。利用肉桂醛处理后的鲜切木瓜可以在5℃下存放12d，保持其风味、口感及品质基本不变。为了增强肉桂醛的保鲜和抗氧化效果，将肉桂醛与壳聚糖复合后喷洒在鲜切甜瓜上，可以形成一层保护膜，在4℃下存放20d不变质。将肉桂醛与海藻酸钠溶液混合后喷洒于鲜切苹果上，可以有效抑制大肠杆菌的生长，低温下保鲜效果最长可达30d。
表2 肉桂醛在水果和蔬菜抑菌保鲜中的应用
近年来关于肉桂醛在水果抑菌保鲜的应用研究非常多（表2），采用肉桂醛溶液喷洒或使用精油熏蒸，可以显著抑制微生物的生长，但是使用过程在应注意剂量-效应关系。低剂量的肉桂醛难以起到预期抑菌效果，而高剂量的肉桂醛容易使果蔬表面发生褐变，产生异味。因此对于不同的水果，因其易感染的微生物类型不同，果皮细胞组织结构不同，需要根据实际情况，选用适宜的肉桂醛剂量。
三、肉桂醛在果汁和牛奶等饮料中的应用
果汁、牛奶等饮料中含有丰富的糖类、蛋白等营养物质，很容易受到微生物的污染。传统的热杀菌方式虽然能够实现完全灭菌，但是一旦食物接触空气，难以抵御二次污染，并且在液体食品中，肉桂醛的灭菌能力比其他天然抗菌性成分更强。例如在煮熟的胡萝卜汤中接种菌种并加入20μL/L的肉桂醛，在12℃下培养60d，发现对蜡样芽胞杆菌可以完全抑制，而添加香芹酚和丁香子酚则达不到同样的抑菌效果。
不仅是蜡样芽胞杆菌，肉桂醛对于液体食品中的肠炎耶尔森氏茵、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有较强的抑制作用。
对于不同的微生物，肉桂醛的最低抑制浓度是不同的，并且实现完全灭活所需要的时间也不同。例如肉桂醛对牛奶中的金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为100μg/mL，而对牛奶中的李斯特菌的最小抑制浓度为65μg/mL。
在胡萝卜汁中添加2.0μL/mL的肉桂醛，在12℃下保持4h能够实现对肠道沙门氏菌的完全灭活，而保持24h才能够对大肠杆菌完全灭活冋。
此外，肉桂醛的完全灭活时间也可能与温度有关，在苹果汁中加入等量的肉桂醛，冷藏温度（4℃）下实现完全灭活所需要的时间比常温条件下完全灭活的所需时间更长。
为了使肉桂醛的抑菌时间更加长久，还可以采用其他抑菌方式进行辅助，例如葡萄汁贮藏时间小于9d时肉桂醛对嗜温菌和酵母菌具有较好的抑制作用，而大于9d时两者需要利用紫外线辅助和肉桂醛协同作用才能有效灭菌，处理后的葡萄汁在5℃下保持15d不会变质。
一般而言，肉桂醛在果汁和牛奶中的溶解性较小，需要借助乳化剂或者酒精才能形成分散体系，而在酒精饮料中肉桂醛的溶解度大大增加。因为酒精自身的抑菌功能，通常来讲，含酒精的饮料是不易感染微生物的，但是酒精对大肠杆菌的抑制作用不强，在体内对沙门氏菌的抑制作用也较弱，在调配红酒时，仅需微量的肉桂醛或肉桂醛精油（0.03%），即可显著提高红酒的抗菌效果和货架期。
03、肉桂醛与其他防腐剂在食品中的协同作用
虽然肉桂醛是一种广谱抗菌剂，但是长久使用仍然容易引起细菌的抗药性，将肉桂醛与其他抑菌防腐剂协同使用，不仅可以增强灭菌效果，而且避免细菌产生抗药性。
Ye等对比研究了肉桂醛、香芹酚、百里香酚、姜黄素和大蒜素等30多种天然抗菌成分，通过它们对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度来评价其抗菌效果，以及通过细胞毒性评价这些天然抗菌成分的安全性，结果表明肉桂醛和香芹酚的抗菌效果和安全性最为理想，并且将二者复配后表现出更加高效的协同抑菌作用。
肉桂醛、百里香酚、丁香酚、黄连素和链霉素进行两两复配，研究发现肉桂醛和百里香酚复配后对于单核细胞增生李斯特菌具有协同抗菌效应，肉桂醛和链霉素复配后对于沙门氏菌具有协同抗菌效应。
肉桂醛、香芹酚和百里香酚的联合使用，可以有效抑制微生物中β-半乳糖酶的活性，从而抑制微生物的正常生长。
肉桂醛与柠檬醛的联合使用，可以引起青霉菌细胞膜内陷，细胞器解体，从而增强对青霉菌的抑制效果。
肉桂醛和乳酸链球菌素搭配使用可以对牛奶中的14种金黄色葡萄球菌产生强烈的抑制作用，二者的协同效果可以使单独用肉桂醛的最低抑菌浓度降低2~4倍，单独用乳酸链球菌素的最低抑菌浓度降低8-16倍。
肉桂醛与乳酸链球菌素和乙二胺四乙酸联合使用，显著降低使用单一抗菌剂的最低抑菌浓度，三者协同作用后，对猪源大肠杆菌具有很强的抑菌作用。
鸡肉中的耐热型沙门氏菌通常不易通过热杀菌而灭活，利用肉桂醛和香豆素联合使用，可以显著提高耐热型沙门氏菌细胞膜的敏感性，在加热条件（71.1℃）下实现完全灭菌。
在腌制黄瓜的过程中，很容易滋生乳酸菌和酵母菌而导致变味变质，使用富马酸可以抑制乳酸菌，但是对于酵母菌的抑制作用不理想，而肉桂醛对于酵母菌具有较好的抑制作用，因此将富马酸和肉桂醛复合使用可以防止腌黄瓜中乳酸菌和酵母菌的生长。
肉桂醛作为一种绿色天然、安全高效的防腐抑菌剂，其在食品工业中具有巨大的潜力和良好的前景。目前关于肉桂醛的理化性质、生物活性、抑菌机理、化学合成和改性、以及包埋与传递等方面的研究都取得了很多成果和进展，但是未来仍有一些问题值得深入研究，例如：
(1)针对不同食品基质，研究肉桂醛抑菌作用的剂量-效应关系，以确定最低抑菌浓度；
(2)设计肉桂醛与其他抑菌剂的复配，通过协同作用降低肉桂醛的最低抑菌浓度；在食品中更加经济合理地使用肉桂醛；
(3)设计肉桂醛传递载体，提髙肉桂醛的抗降解稳定性和抗菌性；
(4)开发新型的肉桂醛包装材料，以拓宽肉桂醛在食品中的应用范围。
引用资料：
[1]陈帅,高彦祥.肉桂醛的抑菌机理及其在食品行业中的应用研究进展[J].中国食品添加剂,2019,30(5):134-144
来源：食品伙伴网食品研发创新服务中心，图片来源：创客贴会员。
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