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茶多酚的生物活性及其在食品中的应用研究进展

摘 要:茶多酚是从茶叶中提取的天然物质,在绿茶中含量相对较高。由于茶多酚具有多种生物活性,目前已在食品等多个领域应用。本文阐述茶多酚的性质及其生物活性,总结茶多酚在食品中的应用,为进一步推动茶多酚功能性食品的研究开发提供参考。

关键词:茶多酚;生物活性;功能性食品

Abstract: Tea polyphenols are natural substances extracted from tea leaves and are relatively high in green tea. Tea polyphenols have been applied in many fields such as food because of their various biological activities. This paper describes the properties and biological activities of tea polyphenols, summarizes the application of tea polyphenols in food, and provides reference for further promoting the research and development of tea polyphenol functional food.

我国茶的品种非常丰富。近3年,我国茶叶年出口量均超过36.7万t,其中绿茶出口量最多。茶多酚是茶叶中30余种多酚类物质的总称,这些物质中以儿茶素最为重要,可占60%~80%[1]。在我国传统六大类茶叶中,茶多酚含量随着发酵程度加深逐渐减少。茶多酚不仅是形成茶叶色、香、味的主要成分之一,还具备多种生物活性,如抗氧化[2]、抗肿瘤[3]、抑菌及抗病毒[4]等,是茶叶功能成分研究领域的热点。茶多酚具有耐热、耐酸性、抗氧化性,且无合成物的毒副作用。因此,本文阐述茶多酚的性质及其生物活性,总结茶多酚在食品中的应用,为进一步推动茶多酚功能性食品的研究开发提供参考。

1 茶多酚的性质

茶多酚在常温下呈浅黄或者浅绿色粉末,具有茶香及轻微涩味。茶多酚易溶于40~80 ℃的温水,微溶于油脂,不溶于氯仿、苯等有机溶剂,有吸湿性,稳定性极强。茶多酚在室温、pH值为 4~8的环境下,1.5 h内可以保持稳定,但在含Fe3+溶液中易分解[5]。

茶多酚是从茶叶中提取的天然成分,具有无毒无副作用的特点,是一种天然的抗氧化食品。茶多酚富含酚羟基结构,独特的结构使其具有还原性、氧化自聚性和结合性[6]。

2 茶多酚的生物活性

2.1 抗氧化性

茶多酚的抗氧化能力源于其酚羟基结构,可清除自由基(如羟自由基、超氧阴离子)并螯合金属离子(如Fe2+、Cu2+),能有效防止氧化反应,达到维持产品新鲜度和品质的效果。茶多酚具有用量少、抗氧化作用强的特点。茶多酚的抗氧化能力是人工合成抗氧化剂二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚的4~6倍,维生素C的5~10倍,维生素E的6~7倍[7]。

2.2 抑菌活性

茶多酚对近百种细菌具有广谱抑菌作用。汪金莲等[8]研究表明,茶多酚对玉米小斑病菌具有显著的抑制效果,特别是在10 mg·mL-1和5 mg·mL-1浓度下,茶多酚稀释液可以完全阻止分生孢子的萌发,同时引发原生质体外泄和细胞形态异常,其作用机制在于破坏菌体细胞膜结构,同时抑制过氧化氢酶和过氧化物酶的活性,从而使细胞失去膜屏障和酶系统的保护功能。毕可等[9]发现,茶多酚结合热处理对枯草杆菌芽孢细胞结构的作用机制在于破坏孢子的细胞膜,抑制其呼吸作用,并同时干扰芽孢的能量平衡,导致代谢紊乱,最终使孢子死亡。

3 茶多酚在食品中的应用

当今社会,人们对生活品质的追求日益提升,茶多酚具有抗氧化、抑菌等多种生物活性,且具有对高等生物安全且高效的特征,已作为抗氧化剂、保鲜剂等应用于肉制品、水产品、果蔬、饮料和粮油等食品中。

3.1 在肉制品中的应用

肉制品可以为人体提供蛋白质、脂肪等营养物质,适量的摄入肉制品有利于身体的正常发育和健康。然而,在屠宰动物的过程中,肉制品可能会受到微生物的污染。在后续的加工、运输和销售中,微生物污染以及酶的作用会引起蛋白质降解和脂肪氧化,从而加速肉类的腐败。骆佳等[10]通过单因素试验发现茶多酚对冷鲜肉品质的影响程度较大;同时通过正交试验得出含茶多酚天然保鲜剂的最佳抑菌剂复配组合为茶多酚0.02%、乳酸钠0.25%、乳酸链球菌素0.04%。该复配组合能够有效地延长冷鲜肉的货架期,保持其品质的稳定性。江福林等[11]发现茶多酚在香肠发酵过程中有效降低了TBARS值和TVB-N值,从而减缓了脂肪氧化和变质的速度,同时在一定程度上改善了产品的色泽和品质。于倩倩[12]发现将复配水分保持剂与茶多酚联合应用于熏煮火腿产品,大幅提升了熏煮火腿的质量,使火腿中磷含量降低、羰基含量减少、水分含量增加,在烹饪时水分损失减少,火腿的质构和风味得到改善,显著提高了熏煮火腿的感官接受度。

3.2 在水产品中的应用

水产品分为动物性水产品和植物性水产品。对于动物性水产品来说,其肉质鲜美,富含营养物质,可为人们提供优质的蛋白质、高度不饱和脂肪酸、丰富的维生素和矿物质等。水产品由于富含蛋白质和水分,本身带有大量细菌,在贮藏、运输、加工及销售过程中,容易出现变色、变味,甚至腐烂变质的情况。每年有30%的渔获物因腐败而无法消费。LI等[13]在冷冻冷藏条件下结合茶多酚的使用,对太平洋白虾进行了研究。结果显示,茶多酚显著抑制了多种微生物的生长,减轻了虾的黑变和脂质氧化程度,延缓了生物胺、挥发性盐基氮(Total Volatile Base Nitrogen,TVB-N)、次黄嘌呤核苷和次黄嘌呤的积累,使虾货架期达到6 d,显著优于单独冷冻冷藏的虾。邓雅心[14]发现茶多酚、壳聚糖、山苍子精油复合保鲜剂能够有效延缓黄颡鱼肌肉品质的下降速度,保持其营养价值,显著延长黄颡鱼的货架期至4 d。

3.3 在果蔬中的应用

在日常生活中,果蔬为人体提供所需的多种维生素、矿物质和有机酸等营养物质。但受季节性、区域性及果蔬本身的影响,果蔬易腐败变质。阮雁春等[15]发现苹果在贮藏期间,经过质量分数为1%的茶多酚加上腺苷三磷酸联合处理,可以有效延缓鲜切果蔬的硬度、抗坏血酸含量以及可溶性固形物的降低,并能抑制褐变指数和失重率的增加,促进γ-氨基丁酸的积累。进一步发现,茶多酚和腺苷三磷酸联合处理,可以通过增强鲜切苹果的抗氧化能力并抑制微生物生长来延长其保质期。郑丽静等[16]发现在4 ℃储存条件下,0.20%的茶多酚对脆山药块的抗氧化和抑菌效果尤为显著,脆山药块的保鲜时间可达11 d,抑菌效果可持续12 d,且感官品质良好,褐变程度较低。

3.4 在饮料中的应用

将茶多酚加入饮料中,可增加饮料品质的稳定性,延长保质期。茶多酚添加到不同的果汁饮料中,能够抑制大肠杆菌、酵母菌和金黄色葡萄球菌的生长,从而延长货架期7~10 d,保鲜效果高于山梨酸钾。当在汽水中加入茶多酚时,发现维生素A和维生素C的降解也得到了抑制,其营养成分得到保留。在可乐、啤酒、白酒等饮品中添加茶多酚,可以开发出具有抗氧化功能的产品。将茶多酚添加到各类乳制品中,不仅能够去除异味,还能防止乳制品中的油脂氧化,显著改善乳制品的风味特点,提升产品质量和营养价值[17]。

在我国,人们经常饮用豆浆,但因豆类中不饱和脂肪酸的氧化导致有很大的豆腥味。GE等[18]对茶多酚与豆浆蛋白在复合体系中的相互作用进行了研究,结果表明添加茶多酚后豆浆体系中存在氢键,豆浆蛋白的构象更加稳定,同时茶多酚显著降低了豆浆中胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的活性,提高了豆浆的营养价值。

3.5 在粮油制品中的应用

将茶多酚添加到面团、糕点等粮食制品中,同样能够改变它们的性质。潘俊娴等[19]对茶制品对面团流变特性的影响进行了研究。结果表明,在面团中加入1%的茶多酚能显著降低面团的弱化度,增加面团的拉伸面积、拉伸阻力和拉伸比例,提升面筋的含量以及面制品的咀嚼感,同时能增强面粉的抗氧化性能。金华酥饼是一种美味、营养且安全的休闲食品,广受人们的喜爱。由于大多数酥饼采用的是含有较高油脂的猪肥膘肉,高温烘焙后易被氧化而变质。蒋晓翠等[20]对脂溶性茶多酚延长金华酥饼货架期的作用进行了研究。结果表明,添加量为0.5 g·kg-1的茶多酚处理过的金华酥饼,在40 ℃、70%湿度的条件下,货架期从14 d延长到64 d。

在食用油中加入茶多酚,可以有效阻止和延缓不饱和脂肪酸的自动氧化分解速度,从而防止油脂变质,使其储存时间延长超过一倍。HU等[21]研究表明茶多酚胶体在茶籽油中表现出优异的抗氧化稳定性,且茶多酚的最佳添加量为0.1~0.2 g·kg-1,能够显著延长茶籽油的储存时间。

4 结语

茶多酚在肉制品、水产品、果蔬、饮料及粮油制品中具有广阔的应用前景。未来研究应聚焦其稳定性提升、感官特性优化及协同效应开发,以推动茶多酚在新型功能性食品中的应用。

参考文献

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作者简介:魏景利(1989—),女,河南焦作人,硕士,讲师。研究方向:食品加工。

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