茶多酚在食品中的應(yīng)用

張秀芬，陳榮鋒，劉連軍，馬仙花，莫周美

(1.廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西龍州532415； 2.閩南師范大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，福建漳州363000)

茶葉通常由山茶科山茶屬灌木葉制作而成，在中國有5 000多年的歷史，目前茶葉在全世界都很流行。根據(jù)茶葉的發(fā)酵程度可將其分為3種：綠茶(未發(fā)酵)、烏龍茶(半發(fā)酵)和紅茶(完全發(fā)酵)[1]。世界范圍內(nèi)，紅茶占比為78%，主要分布在美洲、歐洲和中東地區(qū)；綠茶占20%，主要分布在中國和日本；其余2%是烏龍茶，一般由中國南部和臺灣人民消費使用[2]。

茶葉中的多羥基酚類化合物被總稱為茶多酚，其包含30多種酚類物質(zhì)，主要成分是兒茶素及其衍生物，綠茶中的多酚含量比烏龍茶和紅茶高，占茶葉干質(zhì)量的36%。此外，茶多酚的抗氧化活性比其他植物多酚強。我國茶葉資源豐富，為茶多酚的廣泛應(yīng)用提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。

食品的腐敗變質(zhì)是各類食品中普遍存在的問題，主要由微生物及酶作用導(dǎo)致。變質(zhì)的食物不僅外觀會發(fā)生變化，失去原有的色、香、味并降低營養(yǎng)價值，甚至還會產(chǎn)生毒素，危害人體健康。為了抑制自由基和過氧化物的生成，通常通過添加少量抗氧化劑來延緩食品酸敗變質(zhì)，被廣泛使用的人工合成抗氧化劑有丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)和叔丁基對苯二酚(TBHQ)等。近年來，傳統(tǒng)的食品添加劑已經(jīng)不能滿足人們對食品安全的需求，天然抗氧化劑已逐漸成為食品添加劑領(lǐng)域中的研究熱點。另外，微生物的新陳代謝作用可導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)，添加防腐保鮮劑可以高效便捷地實現(xiàn)抑菌目的。為了人類的健康、安全，尋找營養(yǎng)、天然和功能化的保鮮劑已成為重要研究方向。

茶多酚是一種具有高抗氧化性和強抑菌性的天然提取物，安全無毒，可取代人工合成的添加劑，因此，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于動植物水產(chǎn)品、肉制品、油脂、果蔬、糖果等的貯藏保鮮中。

1 茶多酚的組成與生物活性

1.1 茶多酚的組成

從生物活性的角度來看，茶多酚是由大量具有生物活性的化合物組成的混合物，主要包含黃烷醇類、黃酮醇類、黃酮類、酚酸類和花色苷等，占茶葉干質(zhì)量的15%～30%。其中以黃烷醇類(兒茶素)含量最多。表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表沒食子兒茶素(EGC)和表兒茶素(EC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)是4種主要的兒茶素，其中EGCG的含量最高，占兒茶素質(zhì)量分數(shù)的50%左右[4-5]，兒茶素中各主要物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 兒茶素中主要物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)[6]Fig.1 Chemical structures of the mainsubstance of catechins in tea[6]

1.2 茶多酚的生物活性

1.2.1 抗氧化性

表1 不同抗氧化劑的抗氧化效果比較[8]

注：POV為過氧化值，LTP為脂溶性茶多酚，VE為維生素E，TP為茶多酚，AMVN為偶氮二異庚腈，DPPH·為1，1-二苯基-2-三硝基苯肼。

1.2.2 抗菌和抑菌

李柯欣[9]的實驗結(jié)果顯示：茶多酚對細菌有良好的抑制作用，低濃度就可以表現(xiàn)出很強的抑菌活性，強弱順序依次為金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和大腸桿菌。茶多酚熱穩(wěn)定性好，即使長時間高溫處理后仍具有較好的抑菌作用，這一特性可以為茶多酚在食品中的高溫處理提供保證。另外，茶多酚還能抑制霍亂弧菌、空腸彎曲桿菌、痢疾桿菌和幽門螺旋桿菌等多種菌類在體外的生長，對幽門螺旋桿菌的抑制作用呈現(xiàn)劑量依賴性，同時對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌也有抗菌和殺菌作用[10]。

1.2.3 抗腫瘤

茶多酚通過影響癌細胞凋亡信號通路，可以促使癌細胞的凋亡。Zhao等[11]的研究報道：苦丁茶多酚可以抑制BcaCD885細胞生長，從而減緩細胞增殖，上調(diào)caspase-3、caspase-8、caspase-9和Bax p53等促凋亡蛋白的表達，下調(diào)Bcl-2、Bcl-xL等抑凋亡蛋白的表達，實驗結(jié)果還表明苦丁茶多酚確實是通過誘導(dǎo)癌細胞的凋亡來抑制癌細胞的生長的[11]。同時，Gu等[12]的實驗結(jié)果表明：茶多酚可以通過調(diào)節(jié)p53、Bcl-2的基因表達來發(fā)揮對肺癌的預(yù)防作用。

此外，茶多酚還具有防輻射、抗衰老、降血糖、降血脂、抗病毒、抗突變及防治心血管疾病等功能[13]。

2 茶多酚在食品中的應(yīng)用

2.1 用于食品中的貯藏

茶多酚的結(jié)構(gòu)決定其具有良好的抗氧化活性。茶多酚含有大量的稠環(huán)芳香烴，大部分是含有多個鄰位羥基的多元酚，擁有較強的供氫能力，能清除環(huán)境中的活性氧，減少氧自由基的生成并可奪取氧化過程中產(chǎn)生的過氧化自由基。金屬離子對氧化反應(yīng)具有催化作用，金屬離子遇到茶多酚，會與其鄰位酚羥基螯合，從而降低對氧化反應(yīng)的催化作用。另外，茶多酚能與反應(yīng)體系中的氧化酶結(jié)合，形成復(fù)合物，從而降低該酶對氧化反應(yīng)的催化作用[14]。

2.1.1 用于水產(chǎn)品中的貯藏

水產(chǎn)品是人類食物結(jié)構(gòu)的重要組成部分，品種繁多，營養(yǎng)豐富，因而得到廣大消費者的喜愛。但是，水產(chǎn)品及其制品在加工貯藏過程中容易變質(zhì)。引發(fā)水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的主要原因是細菌侵染，主要的細菌是假單胞類細菌。儀淑敏[15]的研究結(jié)果表明：冷藏條件下，添加茶多酚能明顯降低梅魚魚丸的細菌總數(shù)，使其揮發(fā)性鹽基氮含量、pH值均處于相對較低水平。Fan[16]研究了在-3 ℃的碎冰中貯藏時噴淋質(zhì)量分數(shù)為0.2%的茶多酚對白鰱魚進行保鮮的作用，發(fā)現(xiàn)茶多酚能有效抑制魚肉內(nèi)源酶的活性和腐敗菌的繁殖。茶多酚對各種水產(chǎn)品都具有抗氧化效果，能夠有效抑制細菌繁殖，減緩脂肪氧化，延緩魚的腐敗變質(zhì)，延長貨架期。鞠健等[17]研究結(jié)果顯示：茶多酚可以顯著地抑制鱸魚在冷藏期間揮發(fā)性鹽基氮含量和增加表面的疏水性(P<0.05)，在整個貯藏期間肌原纖維蛋白的溶出量、Ca2+-ATPase活性、總巰基和活性巰基的含量均顯著高于對照組(P<0.05)，綜合各指標檢測結(jié)果可知，茶多酚能夠較好地保持鱸魚在冷藏期間的鮮度，抑制鱸魚在冷藏過程中肌原纖維蛋白的氧化。

總之，茶多酚主要通過破壞細菌細胞膜的結(jié)構(gòu)，影響細菌核酸、磷脂等重要成分的合成及能量代謝，阻礙蛋白正常表達，從而影響細胞結(jié)構(gòu)組成及酶的活性，最終導(dǎo)致細菌喪失正常的生理功能，發(fā)揮保鮮功能[3,18]。

2.1.2 用于肉類及肉制品中貯藏

肉類在加工、儲藏過程中常常因細菌滋生而發(fā)生腐敗變質(zhì)，需要加入保鮮劑以實現(xiàn)保鮮。隨著人們對食品安全意識的不斷提高，生物保鮮劑茶多酚因而得到廣泛應(yīng)用。據(jù)彭乃才[14]的研究表明：茶多酚能夠顯著抑制豬肉中微生物的生長，抑制脂質(zhì)氧化，延緩豬肉品質(zhì)劣變，保持良好的食用品質(zhì)，從而實現(xiàn)保鮮。姚波[19]對牛肉棒理化指標(酸價、過氧化值和色值)、感官評價及穩(wěn)定性研究的測定結(jié)果顯示：茶多酚具有較強的抗氧化作用，能很好地降低酸價和過氧化值，同時可以改善牛肉棒的亮度和黃度，降低紅度下降速率，實現(xiàn)保色護色的功效。袁玉梅等[20]的實驗結(jié)果表明：茶多酚對手撕牛肉有明顯的抗氧化效果，根據(jù)羰基價的變化情況，確定茶多酚的添加較適范圍為0.15～0.225 g/kg。

茶多酚之所以在肉制品中能夠起到良好的保鮮作用，延緩腐敗變質(zhì)過程，主要是因為其具有抑菌性，能夠抑制多種細菌的增殖，從而降低脂肪氧化的反應(yīng)速率，延緩肉類腐敗變質(zhì)的進程，延長其保鮮期。

2.1.3 用于水果蔬菜中的貯藏

水果和蔬菜是世界上僅次于糧食的農(nóng)產(chǎn)品，富含水分和各種營養(yǎng)物質(zhì)，采摘后容易受到微生物的污染和機械損傷，進而導(dǎo)致腐敗變質(zhì)。水果和蔬菜自身還會進行呼吸作用，其呼吸作用越強，營養(yǎng)成分流失越多，食用品質(zhì)越差，保存時間越短。因此，采用適當?shù)姆椒▉碣A藏保鮮非常必要[21]。我國普遍使用的水果保鮮劑有撲海因、多菌靈、特克多、苯來特、甲基托布津、二氧化硫和仲丁胺等，這些都是化學(xué)殺菌劑，存在致癌或潛在致癌、致突變和致畸的可能性[22]。

茶多酚作為生物類食品保鮮劑，具有廣譜抗菌性、天然性、高效性和無毒等優(yōu)點，據(jù)報道，在新鮮水果蔬菜表面噴灑低濃度的茶多酚溶液，可降低其呼吸強度，抑制細菌繁殖，減緩色素降解，保持蔬菜水果原來的色澤；同時還可減少維生素C的降解，延長保鮮期，保持營養(yǎng)[23]。

2.1.4 用于油脂中的貯藏

據(jù)劉建等[24]的報道，新鮮的大豆油存放30 d之后，過氧化值會發(fā)生很大的改變。食用過氧化值超標的生油，會危害消費者的健康，所以在油脂中添加一定量的抗氧化劑是必要的。茶多酚抗氧化性能很強，對豆油、豬油等具有很好的抗氧化效果，且其抗氧化作用與茶多酚濃度相關(guān)。將LTP添加到新鮮豬油中，與原料茶多酚、人工合成抗氧化劑比較其過氧化值的變化，結(jié)果表明：LTP和TBHQ抗氧化效率接近，其效果好于未改性TP和BHA。對火麻仁油的抗氧化效果顯示LTP具有良好的抗氧化作用，且效果好于BHT[19]。

茶多酚的羥基作為供氫體結(jié)合脂肪酸中的游離基，使脂肪酸氧化的連鎖反應(yīng)中斷，抑制形成氫過氧化物。同時，脂溶性茶多酚可以螯合油脂中的微量變價金屬元素，使之催化活性喪失，從源頭上可終止自由基鏈式反應(yīng)。另外，酚羥基自身也容易發(fā)生氧化作用，從而降低油脂中的含氧量，延緩油脂被氧化[3]。

2.1.5 用于糕點及乳制品中的貯藏

茶多酚還可以用于糕點及乳制品。對高脂肪糕點(蛋糕、月餅)及乳制品(奶酪、奶粉)，加入適量的茶多酚，可以使其保持原有的風味，并能夠抑制細菌滋生，防止腐敗變壞，延長食品的貨架期。同時，還能有效去除甜味“酸尾”，達到味感甘爽的效果[25]。

2.2 用于功能性食品添加劑

功能性食品除了能提供正常的營養(yǎng)價值，還可以改善或影響機體功能。社會發(fā)展迅速，人們生活節(jié)奏加快，越來越多的人希望通過膳食來維持機體健康，從而達到預(yù)防疾病的目的。因而，人們開始熱烈追求功能性食品。

茶多酚是多羥基酚類化合物，主要以兒茶素類為主體，可以預(yù)防脂質(zhì)過氧化，能有效清除自由基，具有降血壓、降血糖、抗動脈粥樣硬化、抗血栓和保護心肌的功效[26]。研究表明[27]：隨著茶多酚類化合物的攝入，人體血脂沉淀能力會大幅度降低，從而證明茶多酚可以預(yù)防及治療人類心腦血管疾病[27]。

另外，茶多酚還具有抗突變、抗病毒、抗菌消炎、調(diào)節(jié)免疫力、抗衰老、防輻射和預(yù)防腫瘤等多種功效，可用于多種功能性食品。目前已分別開發(fā)出抗氧化、有助于降低血脂、有助于降低血糖、有助于促進皮膚健康、有助于增強免疫力、有助于減少體內(nèi)脂肪以及有助于緩解運動疲勞等與茶多酚相關(guān)的產(chǎn)品[28]。

2.3 用于護色劑

硫熏和添加亞硫酸鹽是常用的傳統(tǒng)果蔬護色方法。硫磺熏蒸后，殘留在產(chǎn)品上的亞硫酸根離子的強還原性被抑制，從而減緩了褐變的發(fā)生。硫可導(dǎo)致哮喘，亞硫酸鹽可能會引起過敏和癌癥，因此，研究高效安全的褐變抑制劑現(xiàn)已逐漸成為當下的發(fā)展趨勢[29]。

茶多酚是天然、無毒且安全的天然食品添加劑，符合食品添加劑的衛(wèi)生和安全性評價要求。茶多酚作為天然抗氧化劑，可以保護食品中的色素和維生素，提高天然色素的穩(wěn)定性，防止食品褪色。于功明等[30]的實驗結(jié)果顯示：光照是影響肉制品褪色的主要因素，茶多酚能使肉制品維持更長時間的紅色，比異抗壞血酸鈉的保色效果好。同時，增大茶多酚濃度，可以達到更好的護色效果。血紅色素是火腿中的呈色物質(zhì)，血紅色素中的鐵元素容易被空氣中的氧氣氧化成三價，所以開封后的火腿顏色由鮮紅變成暗褐色。經(jīng)茶多酚處理過的火腿切片，開封后肉層仍為玫瑰紅色[31]。由此可見，茶多酚是一種很好的色素穩(wěn)定劑。另外，趙美佳等[32]的研究表明，在番茄汁中單獨添加茶多酚作為護色劑會降低成本。護色劑的使用不僅有效地控制了產(chǎn)品褪色或者褐變，并且改變了產(chǎn)品的色澤，使顏色顯得更鮮亮。

2.4 用于除臭劑

茶多酚是天然消臭劑，能有效吸附及消除大豆制品的豆腥味、魚腥味以及肉類制品的甲硫醇等各種食物異味。在糖果類食品、口香糖和牙膏中加入茶多酚可消除口腔異味。茶多酚對口臭有抑制作用，一方面，茶多酚可以殺死牙縫中存在的乳酸菌和其他齲齒細菌，達到除臭的目的[33]；另一方面，臭氣物質(zhì)主要有含硫化合物(硫化氫、硫醇和硫醚)、含氮化合物(三甲胺、氨和尿素)、酸及醇。茶多酚中的苯基可與—NH結(jié)合，酚羥基可與—SH、—NH發(fā)生反應(yīng)，或者與臭氣進行酯化反應(yīng)，以達到除臭的功效[13]。

2.5 用于復(fù)合生物保鮮劑

復(fù)合生物保鮮劑是由多種生物保鮮劑混合而成的復(fù)合物，不僅具有單一生物保鮮劑的保鮮效果，還可以協(xié)同發(fā)揮作用，使保鮮效果發(fā)揮到最大[34]。茶多酚與其他抗氧化劑復(fù)配使用，能夠充分發(fā)揮各種單體的協(xié)同增效作用。由茶多酚、異抗壞血酸鈉、檸檬酸和植酸組成的復(fù)合護色劑，可以使冷卻肉冷凍貯藏24 d后，色澤依然鮮艷[30]。馮彩平等[35]的研究結(jié)果表明，茶多酚、異抗壞血酸鈉、迷迭香3種抗氧化劑在臘肉一起使用時，可以起到協(xié)同抗氧化作用，按3種抗氧化劑的最佳配比制作的臘肉，其保質(zhì)期內(nèi)的酸價及過氧化值均低于國家標準。張宇航等[21]探討茶多酚、迷迭香提取物與維生素E對手撕牛肉的抗氧化作用，得到抗氧化效果從高到低依次為茶多酚、維生素E、迷迭香提取物，同時這3種抗氧化劑的復(fù)合物具有協(xié)同增效作用。

3 結(jié)語

茶多酚作為一種天然產(chǎn)物，綠色環(huán)保，安全無毒，具有良好的抗氧化性和抗菌性，對人體有益。我國茶葉資源豐富，因此茶多酚在食品工業(yè)中的應(yīng)用具有堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是在實際應(yīng)用中，還存在一些問題，諸如：茶多酚極性強，溶解性差，容易影響其功能的發(fā)揮。另外，茶多酚本身不穩(wěn)定，容易被氧化，產(chǎn)生的新自由基和強氧化性物質(zhì)積累到一定量之后，會抵消茶多酚本身的抗氧化活性。因此，需要改善茶多酚的脂溶性及控制其被氧化的速率[25]。

近年來，通過酯化、甲基化等手段來改善其脂溶性，提高分散性和穩(wěn)定性，減緩自身被氧化的速度[36]。另外，作為天然、綠色的食品保鮮劑，還需深入研究茶多酚與其他天然添加劑復(fù)合使用以達到更好的保鮮效果。而研制茶多酚保鮮劑，不僅可以充分利用我國豐富的茶葉資源，提高經(jīng)濟效益，還可以減少化學(xué)保鮮劑給人體健康和環(huán)境帶來的諸多負面影響，茶多酚在食品工業(yè)中的應(yīng)用會有更好的發(fā)展前景。除此之外，茶多酚還具有保健功能和無副作用等優(yōu)點，可以延伸到其他各個領(lǐng)域中。因此，加強茶多酚的提取純化和藥理活性研究，將不斷促進和拓寬茶多酚的應(yīng)用范圍。