火腿肠凭其独特的风味、较高的营养价值、良好的便携性及可靠的食用安全性，广受消费者青睐。室温下，火腿肠的保质期通常为180 d。随着贮藏时间的延长，火腿肠易因氧化反应引发风味劣变。火腿肠的氧化反应主要包括脂肪氧化、蛋白质氧化、色素氧化，其中，脂肪氧化和蛋白质氧化是影响火腿肠风味劣变的主要因素。为了解决氧化反应引发的风味劣变问题，学者们致力于研究一系列抗氧化剂，例如亚硝酸盐、异抗坏血酸钠、丁基羟基茴香醚。然而，目前一些合成抗氧化剂的使用与慢性和退行性疾病发病率的增加有关。因此，探寻安全且高效的新型抗氧化剂，成为当前火腿肠加工领域亟待解决的问题。
近些年，以植物多酚为代表的天然抗氧化剂调控肌肉蛋白氧化特性及功能特性的作用规律已成为肉品科学领域的研究热点。天然多酚化合物姜黄素（CUR），是从植物姜黄（Curcuma longa）的根茎中分离出来的主要活性成分，具备较强的分散性和防腐能力，且添加到食品中不会产生毒副作用，因此常被作为天然食品添加剂使用。Bhargava等将CUR用于肉类中，发现CUR抑制了脂质氧化和微生物生长，进而延长其保质期，同时可用于监控肉的品质变化。伯朝英发现肉制品加工中添加适量CUR，可以抑制蛋白质氧化和提高其品质特性。李俊瑶通过向猪肉丸中加入CUR微胶囊，发现其可改善猪肉丸感官特性，抑制氧化引发的风味劣变。番茄红素（LYC）是一类天然的功能性脂溶性红色素，广泛分布于番茄、西瓜、粉红葡萄柚等红色果蔬中，是拥有11 个共轭双键的非环状类胡萝卜素，具备较强的抗氧化活性。将LYC用作天然红色素应用于食品领域时，不仅呈色效果突出，还具备可靠的食用安全性。另外LYC可作为亚硝酸盐的替代物，不仅具有安全性较高、着色色调比较自然等优点，还具有降血脂、抗氧化、提高免疫力、抗癌防癌等多种保健功能。Eyiler等研究发现番茄粉可降低法兰克福香肠的pH值，减缓氧化反应。Luisa García等发现LYC可以使肉馅中的氧化反应得到有效减缓，改善香肠的感官与质构特性。将CUR与LYC结合使用，可以同时满足肉制品抗氧化、防风味劣变、自然着色、提升食用价值、节约加工成本、安全性高的多重需求。虽然天然抗氧化剂如CUR、LYC应用于食品领域具有诸多优点，但其单独使用时仍然存在局限性。CUR单独使用时具有水溶性差、化学性质不稳定、易发生光降解反应、体内代谢速率较快以及生物利用度偏低等问题。LYC作为天然活性物质，其化学性质均较为活泼，不稳定且不溶于水。同时，LYC在加工与贮藏环节，易受高温、光照、氧气及各类添加剂等因素的作用，发生降解反应与异构化现象。
目前常采用包埋法提高天然抗氧化剂的溶解性和稳定性，常采用的载体有乳液、脂质体、环糊精包合物以及纳米颗粒。多孔淀粉（PS）是由原淀粉经物理、化学及生物（如酶法）等改性手段处理而成的特殊改性淀粉，在改性过程中不会破坏淀粉颗粒的原有结构，最终形成表面布满丰富孔隙且孔隙向颗粒中心延伸的形态。PS凭借其高比表面积、多孔结构、两亲性及生物相容性等核心特性，成为LYC、CUR等疏水性活性成分的优良包埋载体。其作用本质是借助物理屏障与疏水吸附的协同作用，有效攻克目标物质稳定性欠佳、水溶性差及生物利用度低的共性难题。周洋等发现α-淀粉酶和糖化酶复合改性玉米淀粉制备PS包埋CUR生成的微胶囊具有良好的包埋性和缓释性能。时慧等通过研究发现PS对于LYC具有很强的吸附能力，扩大了LYC在食品工业中的应用。环糊精包埋方法是当前应用最为广泛的活性物质包埋手段之一，在改善原料稳定性、提升水溶性以及缓解不良口感等方面发挥着至关重要的作用。该技术可与多种化学物质结合形成稳定包合物，具备掩盖不良气味、增强溶解度、提高产物稳定性等功效，目前已被广泛应用于包合材料、医药及食品领域。其中，β-环糊精（β-CD）是由7 个葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接形成的环状大分子，其分子结构中存在一个疏水性空腔。根据这一特殊的空腔结构，β-CD能够与众多无机、有机分子结合形成主客体包合物，进而改变客体分子的化学与物理性质，同时具备保护、稳定客体分子以及提升其溶解度的特性。孙新虎等用β-CD包埋LYC发现，包合后可明显提高LYC的水溶性，以改善其稳定性。赵青等制备了LYC与磺丁基醚-β-CD包合物，通过一系列实验发现该包埋体系可明显增加LYC的溶解度，并改善其化学稳定性。抗氧化剂的长期效果取决于其在体系中的有效浓度维持能力与抗降解稳定性。将β-CD和PS复合包埋，一方面β-CD和PS凭借空腔包合和孔隙吸附的双重包裹结构，通过疏水包埋、亲水稳定的协同作用提高了CUR和LYC的稳定性与水溶性；另一方面由于PS丰富的多孔结构为CUR/LYC提供了初级储存空间，而β-CD分子则通过疏水空腔与CUR/LYC形成稳定包合物，进一步锚定于PS孔道内部，构建层次化的缓释体系并形成长期抗氧化梯度。因此，采用PS与β-CD双物质包埋CUR/LYC有望提高CUR/LYC的稳定性并改善其抗氧化效果。然而，采用PS与β-CD双物质包埋天然抗氧化剂的复合体系仍存在一定研究空白。本研究旨在构建PS/β-CD包埋CUR和LYC复合体系（PS/β-CD-CUR/LYC），填补CUR与LYC双物质包埋复合体系的研究空白，丰富肉品科学领域中天然抗氧化剂包埋应用的理论支撑。
基于此，针对火腿肠加工中合成抗氧化剂的安全替代需求，以及天然抗氧化剂（CUR、LYC）的应用局限，合肥工业大学食品与生物工程学院的吴书霞、徐菲和许玉娟*等人通过构建PS/β-CD包埋CUR、LYC两种天然抗氧化剂的复合体系，并将其应用于火腿肠制备以替代合成抗氧化剂，探究其对提升火腿肠抗氧化性和风味品质的影响，为天然抗氧化剂在肉制品中的稳定应用提供切实可行的技术参考，同时完善PS与β-CD复合包埋技术的应用理论。
1 不同贮藏时间和处理方式对火腿肠感官评价的影响
1.1 不同处理方式对火腿肠感官评价的影响
由于CUR和LYC自身具有一定的色泽和风味，需要评估其在调控火腿肠常温贮藏期间风味的同时是否对火腿肠固有色泽和风味产生影响。3 组火腿肠样品的感官评价结果如图1所示，直接添加CUR和LYC的组别在色泽和气味方面的评分与对照组有明显差异，这是因为CUR的亮黄色改变了火腿肠固有的粉红色泽，使得其色泽评分较低。此外，CUR具有特殊的辛辣气味，LYC呈现类胡萝卜素香气，二者与肉香成分产生感官拮抗作用，影响了火腿肠的固有香气，因此评分降低。而添加PS/β-CD包埋体系的组别在所有指标评分中与对照组无显著差异，这表明包埋体系有效屏蔽了活性成分的显色特性，抑制了其在火腿肠体系中的扩散。此外，载体结构阻止了挥发性化合物的直接释放，表明PS/β-CD包埋体系的添加对火腿肠的初始感官没有明显影响。
1.2 不同贮藏时间对火腿肠感官评价的影响
为进一步评估PS/β-CD包埋体系对火腿肠常温贮藏期间整体感官特征的调控效果，对不同贮藏时间的3 组火腿肠样品进行感官评价测定，结果如图2所示。与Control组相比，在整个贮藏过程中，PS/β-CD包埋体系的添加显著抑制了火腿肠肉香味和鲜味评分的下降以及异味和苦味评分的上升（P＜0.05）。而直接添加CUR和LYC的组别在贮藏前期表现出一定的抑制作用，但随着贮藏时间的延长，其与对照组的评分差异逐渐减小。这是因为CUR和LYC随着贮藏时间的延长降解作用逐渐加强，丧失了抗氧化活性，故对火腿肠风味的调控作用减弱。这表明PS/β-CD包埋体系可以有效抑制火腿肠贮藏期间整体感官特征的恶化。
2 不同处理方式对火腿肠滋味的影响
为探究3 组火腿肠样品在贮藏期间滋味特征的整体变化，对3 组样品进行电子舌检测，结果如图3A所示。与对照组相比，PS/β-CD-CUR/LYC组在整个贮藏过程中明显抑制了苦味响应值的上升以及鲜味和鲜丰富度响应值的下降。CUR/LYC组在贮藏前期（0～90 d）显示出一定的抑制效果且低于PS/β-CD-CUR/LYC组，后期的响应值与对照组无显著差异。这表明PS/β-CD包埋体系可以显著抑制火腿肠贮藏过程中苦味的增加以及鲜味和鲜丰富度的降低，对火腿肠的滋味特征具有良好的调控作用。
3 不同处理方式对火腿肠气味的影响
为探究3 组火腿肠样品在贮藏期间气味特征的整体变化，对3 组样品进行电子鼻检测，结果如图3B所示。W1C表示对芳香族化合物敏感，W5S表示对氮氧化合物敏感，W3C表示对氨和芳香族化合物敏感，W6S表示对氢化物敏感，W5C表示对短链烷烃芳香族化合物敏感，W1S表示对甲基类化合物敏感，W1W表示对硫化物和萜烯敏感，W2S表示对醇类和醛酮类化合物敏感，W2W表示对芳香族成分和有机硫化合物敏感，W3S表示对长链烷烃敏感。结果表明，对照组在整个常温贮藏过程中只有W1S和W2S两个传感器的响应值出现较高且变化明显的响应强度，表明贮藏过程中甲基类化合物和醛酮类物质的含量发生了显著变化，从而导致了火腿肠整体气味特征的变化。直接添加CUR和LYC的组别的W1S最大响应值略有下降，说明其抑制了贮藏期间甲基类化合物的生成。添加PS/β-CD包埋体系的组别的W1S和W2S的最大响应值均明显下降，这表明PS/β-CD包埋体系在贮藏过程中对甲基类化合物、醛酮类物质的生成均具有显著抑制作用，说明PS/β-CD包埋体系的添加对火腿肠贮藏期间整体气味特征的变化具有显著调控作用。
4 不同处理组火腿肠挥发性化合物分析
为进一步探究不同处理组火腿肠样品在贮藏期间的气味特征变化，对3 组火腿肠样品进行挥发性化合物检测，以确定不同样品在贮藏期间气味特征的具体变化。辛光斌等发现酯类降解，酮类、醛类以及呋喃、噻吩类含量下降与脂质和蛋白质氧化显著相关。这是因为脂质在氧化过程中，酯类会发生降解产生链式反应，生成游离脂肪酸和氢过氧化物前体，游离脂肪酸进一步裂解产生了醛、酮等物质，不饱和醛类物质会经过环化生成呋喃类物质。蛋白质氧化过程中会分解产生游离氨基酸，此时含硫氨基酸在氧化条件下分解，释放硫化氢或硫醇，醛、酮类物质与硫化氢、硫醇发生硫代缩合反应，并在氧化作用下环化，形成噻吩环结构。
由图4A可见，PS/β-CD-CUR/LYC组在整个贮藏期均显著抑制酯类下降（P＜0.05），效果最优。鉴于酯类含量下降与火腿肠风味弱化直接相关，所以该包埋体系可有效延缓贮藏期火腿肠风味劣变。图4B显示，3 组样品醛类物质均呈先升后降趋势，这是由蛋白质氧化以及蛋白质与风味物质的相互作用引起的。图4C、D表明，相较于单独添加CUR/LYC组，PS/β-CD包埋体系组在全程显著抑制酮类和呋喃、噻吩类物质含量的上升，表明其对贮藏期火腿肠脂肪氧化具有调控作用，这是由于PS/β-CD包埋体系组中的CUR/LYC通过清除自由基阻断氧化链，抑制相关氧化酶从而减少了游离脂肪酸以及醛、酮类的生成，醛、酮类和游离脂肪酸含量降低，从而减少呋喃、噻吩类的合成，最终抑制了脂质和蛋白质氧化，并且由于PS和β-CD对CUR/LYC的包埋保护作用，PS/β-CD-CUR/LYC组抗氧化作用更持久有效。综上，PS/β-CD包埋体系可显著抑制酯类下降及醛类、酮类、呋喃、噻吩类生成，对贮藏期火腿肠气味特征具有优异调控效果。
5 不同处理方式对火腿肠脂质氧化的影响
5.1 不同处理方式对火腿肠游离脂肪酸含量的影响
游离脂肪酸中的棕榈酸（C16:0）、棕榈油酸（C16:1）和油酸（C18:1n9c）与关键风味物质显著相关，对风味贡献作用较大，且在贮藏过程中含量显著降低，是引起风味劣化的关键前体物质。为了进一步探究不同处理组对火腿肠贮藏期间香气的调控作用，对3 组样品贮藏期间的棕榈酸、棕榈油酸和油酸含量进行了测定，结果如图5A～C所示。在整个贮藏期间，PS/β-CD-CUR/LYC组显著抑制了棕榈酸、棕榈油酸和油酸含量的下降（P＜0.05），而CUR/LYC组仅在0～90 d表现出一定的抑制作用且效果显著低于PS/β-CD包埋体系组（P＜0.05）。综上所述，火腿肠常温贮藏期间，PS/β-CD包埋体系通过抑制棕榈酸、棕榈油酸和油酸含量的下降对关键风味物质的含量进行调控，最终减缓火腿肠整体气味特征的恶化。
5.2 不同处理方式对火腿肠MDA含量的影响
为进一步探究PS/β-CD包埋体系对火腿肠贮藏期间气味特征的调控作用，对3 组火腿肠样品的MDA含量进行检测，由于MDA为不饱和脂肪酸氧化降解的关键终产物，其常被用作评估脂质氧化程度的重要指标。如图5D所示，CUR/LYC组在0～60 d的贮藏时间内显著抑制了MDA含量的增加，90～180 d贮藏期间与对照组无显著差异，这是由于CUR和LYC的降解使其丧失对脂质氧化的抑制作用。PS/β-CD-CUR/LYC组在整个贮藏过程中均对MDA含量的增加起显著抑制作用，其中在第180天时相较于对照组下降了35.2%，且抑制作用显著高于CUR/LYC组（P＜0.05）。这是由于PS具有高比表面积、多孔结构及两亲性，通过物理屏障与疏水吸附的协同作用，将CUR/LYC吸附于孔隙中，减少其与外界氧气、光照等氧化诱因的直接接触，减缓了降解速率；β-CD的疏水性空腔可与CUR/LYC形成包合物，进一步屏蔽外界环境对活性成分的破坏，同时改善其水溶性，使其在火腿肠体系中更均匀分散，避免局部浓度过高或过低导致的抗氧化效率不足。PS的孔隙物理阻隔和β-CD的空腔屏蔽，使CUR/LYC缓慢释放，在180 d贮藏期内持续发挥抗氧化作用。结果表明PS/β-CD包埋体系在火腿肠常温贮藏期间通过抑制棕榈酸、棕榈油酸以及油酸的氧化降解进而抑制了脂质氧化程度的加深。综上所述，PS/β-CD包埋体系可以有效地抑制脂质氧化的发生从而对火腿肠的气味特征进行调控。
6 不同处理方式对火腿肠蛋白质氧化的影响
6.1 不同处理方式对火腿肠蛋白羰基和总巯基含量的影响
由于醛类物质含量的变化与蛋白质氧化密切相关且蛋白羰基与总巯基含量的变化是评估蛋白质氧化的重要指标，因此对3 组火腿肠样品的蛋白羰基和总巯基含量进行测定，结果如图6A、B所示。直接添加CUR和LYC的组别仅在0～90 d的贮藏时间内对蛋白羰基含量的上升以及总巯基含量的下降有抑制作用，在120～180 d的贮藏时间内与对照组无显著差异，随着贮藏时间的延长，CUR和LYC的降解使得其丧失对蛋白质氧化的抑制作用。而添加PS/β-CD包埋体系的组别在整个贮藏过程中均对蛋白羰基含量的上升以及总巯基含量的下降有显著抑制作用（P＜0.05），其中蛋白羰基含量均低于对照组和CUR/LYC组28.7%，总巯基含量均高于对照组和CUR/LYC组25.1%。这是由于随着贮藏期变长，CUR/LYC会受到光照、温度的影响发生分解变质，其抗氧化作用变差，而PS/β-CD-CUR/LYC组中PS和β-CD对CUR/LYC的吸附保护作用可有效延缓其降解，从而延缓CUR/LYC的抗氧化作用。结果表明PS/β-CD包埋体系显著抑制了蛋白质氧化的程度，进而使得整个贮藏过程中醛类物质的含量显著低于对照组，最终实现对火腿肠气味的调控。
6.2 不同处理方式对火腿肠游离氨基酸含量的影响
根据辛光斌等的研究发现，火腿肠常温贮藏期间滋味特征的变化主要由谷氨酸和组氨酸含量的变化引起，游离氨基酸含量的变化与蛋白质氧化密切相关。为了探究PS/β-CD包埋体系对火腿肠滋味的调控作用，对3 组火腿肠样品贮藏期间的谷氨酸和组氨酸含量进行测定，结果如图6C、D所示。与对照组相比，CUR/LYC组仅在0～90 d的贮藏时间内对谷氨酸含量的下降以及组氨酸含量的上升有一定的抑制作用，后期与对照组无显著差异。而PS/β-CD-CUR/LYC组在整个贮藏过程中均对谷氨酸含量的下降以及组氨酸含量的上升有显著的抑制作用且效果显著高于CUR/LYC组（P＜0.05）。由于谷氨酸是火腿肠中主要的鲜味氨基酸，组氨酸是主要的苦味氨基酸，且二者的含量变化与蛋白质氧化呈显著相关（P＜0.05），所以PS/β-CD包埋体系通过抑制火腿肠贮藏过程中的蛋白质氧化进而抑制谷氨酸含量的下降以及组氨酸含量的上升，最终达到抑制苦味增加以及鲜味和鲜丰富度降低的滋味特征调控效果。
7 火腿肠贮藏过程中理化与感官指标的相关性分析
将火腿肠贮藏期间的感官评分和理化指标进行相关性分析，图7表明火腿肠贮藏过程中各指标之间呈现显著关联规律。谷氨酸含量与鲜味评分呈显著正相关，组氨酸含量与苦味评分呈显著正相关（P＜0.05），这与谷氨酸是火腿肠中主要的鲜味氨基酸，组氨酸是主要的苦味氨基酸结果一致。同时，油酸、棕榈油酸等不饱和脂肪酸含量与MDA含量和苦味、异味评分呈显著负相关。这是由于不饱和脂肪酸双键易氧化生成MDA，既破坏脂肪酸结构，又会与蛋白质和氨基酸反应产生异味。从机制上看，贮藏期谷氨酸等鲜味氨基酸的脱氨、脱羧降解，既削弱了鲜味物质基础，又通过组氨酸降解产物（胺类、醛类）增强苦味，而不饱和脂肪酸氧化产物则进一步恶化感官品质；这也提示实际生产中可通过控制蛋白质与脂质氧化，维持火腿肠贮藏期品质。
8 结 论
本研究通过构建PS/β-CD包埋体系，有效改善了CUR和LYC的水溶性和稳定性，并将该体系应用于火腿肠中，可显著抑制（P＜0.05）火腿肠贮藏期的脂质、蛋白质氧化，延缓风味劣变，在强化抗氧化效果的同时，避免了合成抗氧化剂带来的健康风险。将PS/β-CD包埋体系应用于火腿肠体系时，该体系有效抑制了火腿肠贮藏期间发生的脂质氧化和蛋白质氧化，进而延缓风味劣变。感官评价、电子鼻、电子舌及挥发性成分等结果共同验证了该包埋体系在抑制异味、苦味和减缓肉香味、鲜味下降方面效果显著，且优于直接添加CUR/LYC组。综上，PS/β-CD包埋体系作为一种安全、天然的抗氧化剂替代方案，能提升火腿肠品质稳定性，延缓火腿肠风味劣变，降低食品安全风险；并且符合肉制品添加剂天然化、安全化的发展趋势，为提升火腿肠品质稳定性提供了新的技术方案。然而，该技术仍存在一定局限性，PS的酶解制备及β-CD的原料成本使得包埋体系单位成本较直接添加CUR/LYC高，且包埋过程涉及PS与β-CD质量比、包埋温度等多个关键参数的精准调控，增加了工艺复杂性与生产设备要求。未来可筛选性价比高、抗氧化效果更强的天然抗氧化剂进行包埋。
作者简介
通信作者：
许玉娟，合肥工业大学食品与生物工程学院副教授、硕士研究生导师，研究领域聚焦畜禽肉制品加工与质量控制。近年来，在国内外学术期刊Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Trends in Food Science & Technology、Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、《食品科学》《食品工业科技》等累计发表高水平学术论文30余篇，ESI高被引论文2 篇，先后主持国家重点研发计划项目子课题、安徽省自然科学基金青年项目、国家自然科学基金青年项目等国家级、省部级等科研项目及企业委托项目7 项，授权国家发明专利3 项。现担任Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、FoodResearch International等多个学术期刊审稿人。
第一作者：
吴书霞，合肥工业大学食品与生物工程学院2025级硕士研究生，研究方向为畜禽肉制品加工与质量控制。
引文格式：
吴书霞, 徐菲, 张晓铭, 等. 基于多孔淀粉/β-环糊精与姜黄素/番茄红素包埋体系改善火腿肠抗氧化特性及风味品质[J]. 食品科学, 2026, 47(9): 95-105. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251120-156.
WU Shuxia, XU Fei, ZHANG Xiaoming, et al. Enhancing the antioxidant activity and flavor stability of ham sausage using a porous starch/β-cyclodextrin composite encapsulation system loaded with curcumin and lycopene[J]. Food Science, 2026, 47(9): 95-105. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251120-156.
实习编辑：普怡然；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南欧美同学会、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。
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