绿茶中茶多酚的生物活性及其在食品中的应用

来源:食品安全导刊
关键字:茶多酚,功能性食品,绿茶
发布时间:2024-10-30 11:52

　　贝力克孜·麦麦提，买尼沙木·亚生，韩松林

　　（阿克苏职业技术学院，新疆阿克苏 843000）

　　摘要：绿茶中的茶多酚是一类具有多种生物活性的天然多酚类化合物，可显著改善食品品质，延长保质期，并赋予食品多种保健功效，在食品领域具有广阔的应用前景。本文概述绿茶中茶多酚的化学组成，阐述其生物活性，探讨茶多酚在饮料、肉制品、烘焙食品和乳制品等食品行业中的应用。

　　关键词：茶多酚；功能性食品；绿茶

　　绿茶是世界范围内广受欢迎的传统饮品，不仅口感清爽，还具有多种保健功效[1]。茶多酚是绿茶中的主要活性成分，占绿茶干重的30% 左右。近年来，茶多酚凭借其抗氧化、抗炎、抗肿瘤等生物活性，在医药和保健领域备受关注。同时，茶多酚作为一种天然、安全、高效的功能性添加剂，在食品工业中也有广阔的应用前景。因此，如何最大限度地发挥茶多酚的功能性，开发茶多酚相关的新工艺和新产品，并将其更好地应用于食品工业，是一个值得深入探讨的问题。

　　1　绿茶中茶多酚的化学组成

　　绿茶中的茶多酚是一类结构复杂多样的天然产物，主要由黄烷醇、黄烷、花青素等多酚类化合物组成[2]。其中，黄烷醇是茶多酚中含量最高、生物活性最强的成分，占茶多酚总量的60% ～ 80%。黄烷醇类化合物包括表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶素没食子酸酯4 种主要成分[3]，它们均具有两个或3 个羟基取代的黄烷母核，并通过酯键连接没食子酸。茶多酚中的黄烷主要包括黄烷-3- 醇和黄烷-3,4 －二醇两种结构。茶多酚中的花青素主要以糖苷的形式存在。除此之外，绿茶中还含有少量的单宁酸、香豆素、木脂素等酚酸类化合物[4]。综上所述，茶多酚是一类组成复杂、结构多样的天然多酚类化合物，这种独特的化学组成赋予了茶多酚广泛的生物活性和应用价值。

　　2　茶多酚的主要生物活性

　　2.1　抗氧化

　　茶多酚是一类天然抗氧化剂，其抗氧化活性主要源于其独特的化学结构特征。茶多酚分子中含有大量的酚羟基，这些酚羟基可以直接提供氢原子，中断自由基引发的链式反应，从而阻断脂质过氧化过程。同时，茶多酚分子中的没食子酰基、吡咯环等结构也具有很强的亲脂性，可以进入细胞膜脂双层，在氧化反应的初始阶段捕获自由基，从而有效防止脂质过氧化引发的细胞损伤。此外，茶多酚还可以通过螯合Fe2+、Cu2+ 等过渡金属离子，抑制金属离子催化的脂质氧化反应。在抗氧化过程中，茶多酚自身被氧化为醌式结构，进而通过歧化反应形成分子量更大的茶多酚聚合物，从而进一步延缓自由基引发的氧化反应进程。相关研究表明，茶多酚对超氧阴离子自由基、羟基自由基等多种活性氧自由基均具有很强的清除作用，其清除率在90% 以上[5]。

　　2.2　抗炎

　　茶多酚具有显著的抗炎作用，其抗炎机制主要与调节炎症相关信号通路、抑制炎症介质的合成与释放等有关。茶多酚可通过抑制核因子-κB（NuclearFactor kappa-B，NF-κB）信号通路而发挥抗炎作用。NF-κB 是一种调控炎症反应的关键转录因子，可诱导多种炎症介质基因的表达。茶多酚可抑制NF-κB的活化，阻断其入核与DNA结合，从而下调炎症因子、黏附分子等炎症介质的表达。例如，茶多酚可显著抑制TNF-α 诱导的NF-κB 活化，进而抑制IL-1β、IL-6 等炎症因子的合成与分泌。此外，茶多酚还可通过抑制丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-ActivatedProtein Kinase，MAPK）信号通路发挥抗炎作用。MAPK级联反应在炎症信号转导中发挥着关键作用，茶多酚可通过抑制ERK、p38、JNK 等MAPK 的磷酸化与活化，阻断炎症信号传导，进而抑制炎症反应的发生与发展。茶多酚还可通过激活Nrf2 信号通路发挥抗炎作用。Nrf2 是细胞抗氧化反应的主要调控因子，可诱导抗氧化酶、解毒酶等多种抗氧化基因的表达。茶多酚可通过激活Nrf2，上调HO-1、NQO1 等抗氧化蛋白的表达，从而抑制炎症反应过程中的氧化应激损伤。

　　2.3　抗肿瘤

　　茶多酚具有显著的抗肿瘤活性，其抗肿瘤机制主要与诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤血管生成、调节肿瘤相关信号通路等有关。茶多酚可通过调控细胞凋亡相关基因的表达，诱导肿瘤细胞凋亡。茶多酚可上调肿瘤抑制基因p53 的表达，激活caspase 级联反应，启动细胞凋亡程序。同时，茶多酚还可通过上调Bax、下调Bcl-2 等调控线粒体膜电位，诱导细胞色素c 释放，进而激活caspase-9、caspase-3 等效应caspase，引发细胞凋亡。此外，茶多酚还可通过抑制血管内皮生长因子（Vascular Endothelial GrowthFactor，VEGF）等促血管生成因子的表达，抑制肿瘤组织中新生血管的形成，阻断肿瘤细胞的营养供给，从而抑制肿瘤的生长与转移。例如，表没食子儿茶素没食子酸酯可显著抑制VEGF 介导的血管内皮细胞增殖、迁移和管腔形成，破坏肿瘤微环境。茶多酚还可通过调节多种肿瘤相关信号通路，抑制肿瘤细胞增殖与侵袭。例如，茶多酚可抑制表皮生长因子受体信号通路，阻断其下游PI3K/Akt、MAPK 等信号通路的活化，进而抑制肿瘤细胞的增殖与存活。

　　3　茶多酚在食品中的应用

　　3.1　在饮料行业中的应用

　　茶多酚作为一种天然、安全、高效的功能性食品添加剂，在饮料行业中得到广泛应用。茶多酚不仅能改善饮料的感官品质和稳定性，还能赋予饮料多种保健功效。在茶饮料生产中，茶多酚是重要的呈味物质和功能因子。绿茶、乌龙茶、普洱茶等茶饮料中天然富含儿茶素、茶黄素等茶多酚成分，经过萃取、浓缩、喷雾干燥等工艺，可制得茶多酚提取物，用于标准化茶饮料的生产，提高产品的风味品质和抗氧化活性。例如，某绿茶饮料在生产过程中添加了绿茶多酚提取物，不仅改善了绿茶饮料的风味，还使得产品具有明显的体外抗氧化能力[6]。

　　除茶饮料外，果汁、碳酸饮料、运动饮料和功能饮料等中也广泛添加茶多酚，以期获得抗氧化、抗糖化、改善代谢等多重功效。例如，某果汁饮料中添加了茶多酚，不仅有效抑制了果汁褐变，延长了货架期，还能够清除自由基[7]。此外，利用茶多酚还可开发多种新型功能饮料，如茶多酚复合果蔬汁、茶多酚强化乳饮料、茶多酚植物蛋白饮料等，不仅丰富了功能饮料的品类，还满足了消费者对健康饮料的多元化需求。但是，茶多酚在一些饮料体系中可能会引起混浊、沉淀等问题[8]，因此在饮料配方设计时需进行必要的稳定性优化研究。

　　3.2　在肉制品加工中的应用

　　茶多酚在肉制品加工中也有广泛应用。肉制品在加工、贮藏过程中容易发生脂质氧化、蛋白质氧化、褐变等，茶多酚可凭借其优异的抗氧化性和抗菌性，有效改善肉制品品质，延长其货架期。茶多酚主要通过清除自由基、螯合金属离子以及抑制氧化酶等机制抑制肉制品中脂质和肌红蛋白的氧化，从而抑制肉制品异味的产生，稳定肉制品的色泽。例如，在酱卤牛肉加工中添加适量茶多酚，可显著提高产品的抗氧化活性，降低脂质氧化产物的生成，改善产品风味和感官品质[9]。此外，茶多酚还可通过抑制肉制品中的肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等腐败微生物和致病菌的生长，延缓肉制品的败坏过程。例如，在鸡肉香肠加工中喷洒茶多酚溶液，可有效抑制大肠杆菌、李斯特菌等病原菌的繁殖，延长产品货架期[10]。但是，茶多酚与肌红蛋白等肉蛋白的结合可能导致肉制品颜色变深，因此需优化茶多酚的添加剂量和工艺，以兼顾肉制品的感官品质与抗氧化保鲜效果。

　　3.3　在烘焙食品中的应用

　　茶多酚在烘焙食品加工中也有着广泛的应用前景。烘焙食品在加工、贮藏过程中易发生面筋蛋白网络结构破坏、淀粉老化、脂质氧化等品质劣变，茶多酚可通过抗氧化、抗淀粉老化、交联面筋蛋白等多重机制，改善烘焙食品品质，延长货架期。茶多酚可清除烘焙食品加工过程中产生的自由基，减少脂质过氧化物、羰基化合物的生成，从而抑制烘焙食品风味品质劣变。例如，在曲奇饼干中添加适量茶多酚，可显著提高饼干的抗氧化活性，改善感官风味，延缓饼干酥脆度的下降[11]。此外，茶多酚分子中的黄烷醇结构可通过疏水作用与面筋蛋白结合，形成交联网络，改善面团的黏弹性和烘焙品质。例如，在面包中添加茶多酚，可提高面包的比容、内部结构的均匀性和气孔分布的细腻性[12]。茶多酚独特的柔和苦涩味也可用于改善部分烘焙食品的感官风味，如在巧克力、咖啡味饼干等中添加茶多酚，可丰富产品的味觉层次，获得消费者青睐。

　　3.4　在乳制品中的应用

　　茶多酚在乳制品加工中也有着广阔的应用前景。乳制品中富含不饱和脂肪酸，极易发生脂质氧化，产生油腻、哈喇等风味缺陷，茶多酚可有效抑制乳脂肪氧化引起的风味品质劣变。茶多酚主要通过提供氢原子中断自由基链式反应、螯合催化氧化的过渡金属离子等机制，阻断乳制品脂质氧化过程，延缓衍生物质的生成。例如，在酸奶中添加适量茶多酚，可显著降低脂质过氧化产物丙二醛、己醛等的生成量，延长酸奶的货架期[13]。此外，茶多酚与乳蛋白的相互作用可改变酪蛋白胶束结构，影响乳制品的理化特性和体构性质。例如，在奶酪加工中添加茶多酚，可促进酪蛋白胶束聚集，提高凝乳的硬度和切割特性[14]。不过，茶多酚与乳蛋白的结合可导致乳制品颜色变深，香气减弱，需优化茶多酚的添加量和工艺，以兼顾乳制品的感官品质与功能特性。

　　4　结语

　　绿茶中的茶多酚作为一类具有多重生物活性的天然化合物，在医药和食品领域展现出巨大的应用潜力。其强大的抗氧化、抗炎和抗肿瘤作用为开发新型保健品和功能性食品提供了重要基础，在饮料、肉制品、烘焙食品和乳制品等食品领域具有良好的应用前景。未来研究应进一步阐明茶多酚的作用机制，优化其在食品中的应用工艺，提高其生物利用度和稳定性。同时，开发新型茶多酚复合制剂和功能性食品，可以满足消费者日益增长的健康需求，推动功能性食品产业的发展。

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