茶多酚的特性及其在食品中的應(yīng)用
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茶多酚的特性及其在食品中的應(yīng)用

茶多酚亦稱“茶單寧”“茶鞣質(zhì)”,是一類多元酚的混合物,可以從低檔茶、夏秋茶、茶片、茶末和修剪枝等原料中提取獲得,是能夠提升茶葉附加值和延伸茶產(chǎn)業(yè)鏈的茶葉深加工產(chǎn)品。茶多酚屬于天然的抗氧化劑和保鮮劑,1991年茶多酚被列為食品添加劑中的抗氧化劑,隨后表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)也被列為新資源食品,為茶多酚在食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供了法規(guī)依據(jù)。此外,茶多酚還具有抗氧化、抗癌、抑菌、降脂、降壓、抗輻射、防齲齒、除臭等保健功效。

茶樹鮮葉中茶多酚的含量一般為18%~36%,不同純度的茶多酚提取物顏色略有差異,純度為20%~30%的茶多酚為棕褐色,40%~50%的茶多酚為棕綠色,純度更高的茶多酚為淡黃色或白色。市場上常見的茶多酚產(chǎn)品含量規(guī)格有98%、90%、70%、50%和40%等,其中98%茶多酚中兒茶素含量一般高于75%,且EGCG 含量高于45%。此外,還有純度達到90%以上的兒茶素類單體提取物。

我國作為世界上最大的產(chǎn)茶國,茶多酚年產(chǎn)量約9000 t,主要用于出口。我國現(xiàn)有的茶多酚生產(chǎn)企業(yè)近50家,主要分布于長三角、四川和湖南等地,產(chǎn)品主要以原料和食品添加劑方式用于食品、保健品和日化品等行業(yè)。茶多酚可用于油脂、肉制品、果蔬類、水產(chǎn)品、糕點、飲料等食品領(lǐng)域,已獲得食品行業(yè)的廣泛關(guān)注。

一、茶多酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

茶多酚中的生化成分主要包括兒茶素、黃酮和黃酮醇、花青素和花白素、酚酸和縮酚酸等4類,這4類化合物均有多酚羥基結(jié)構(gòu),其中兒茶素是茶多酚的主體成分,約占茶多酚總量的70%,活性也最強。其次是黃酮和黃酮苷類,占茶葉干重的3%~4%。茶樹中的花青素含量較低,約占干重的0.01%,紫芽茶中可以達到0.5%~1.0%,花白素占茶葉干重的2%~3%。酚酸和縮酚酸類占茶葉干重的1%~2%,活性相對較弱。

兒茶素分子結(jié)構(gòu)圖

注:R1=H,R2=H,表兒茶素;R1=OH,R2=H,表沒食子兒茶素;R1=H,R2=X,表兒茶素沒食子酸酯;R1=OH,R2=X,表沒食子兒茶素沒食子酸酯。

二、茶多酚的應(yīng)用特性

茶多酚是一種天然的抗氧化劑、保鮮劑和食品添加劑,可替代丁基羥基茴香醚(BHA)、沒食子酸丙酯(PG)和丁基化羥基甲苯等人工合成的抗氧化劑,用于油脂、肉制品、水產(chǎn)品、飲料等食品中。

茶多酚作為抗氧化劑應(yīng)用效果比食用動物油脂中的抗氧化劑BHA、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和叔丁基對苯二酚(TBHQ)高2~3 倍,但是茶多酚的脂溶性差。如果將茶多酚進行改性,制備成酯化、甲基化或者乙?;牟瓒喾?,既能增強抗氧化和抑菌活性,又可增加其在油脂中的溶解性。

茶多酚也可以添加到材料中應(yīng)用于日常生活。添加茶多酚的聚氨酯材料,具有良好的抗菌性;茶多酚可以修飾石墨烯制成高分子材料,能夠提高石墨烯的拉伸強度和熱穩(wěn)定性;將茶多酚制成納米級小分子,或與金屬、蛋白等材料復(fù)合制成納米材料,表現(xiàn)出較強的抗氧化和抗癌活性。

三、茶多酚在糧食制品中的應(yīng)用

在日本,含茶多酚的面條、饅頭、糖果等食品已經(jīng)普及,含茶多酚的口香糖、巧克力等食品也比較受歡迎。

茶多酚作為食品抗氧化劑,目前已有研究將茶多酚用于糧食制品中,糖果、餅干、蛋糕、月餅、方便面、奶粉、大米淀粉等產(chǎn)品中加入茶多酚可以抑制細菌生長,起到延長貨架期的效果。脂溶性茶多酚能大大提高金華酥餅的貨架期,研究表明,添加量為0.5 g/kg的茶多酚處理的金華酥餅,在40 ℃、70%濕度的環(huán)境條件下貨架期由14 d 延長至64 d,推測在20 ℃、70%濕度的環(huán)境條件下貨架期可由56 d延長至256 d。

茶多酚添加到淀粉、面團、糕點等糧食制品中也能改善其性質(zhì)。研究表明,面團中添加1%茶多酚能增加面團的拉伸面積和比例,提高面筋含量和面團制品的咀嚼度,并且能提高面粉的抗氧化性。茶多酚添加到米粉和淀粉中可提高其熱力學(xué)穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性,使淀粉具有緩慢消化特性。茶多酚用于醬菜中也能降低醬菜中的亞硝酸鹽含量,是一種新型的食品。

四、茶多酚在飲品中的應(yīng)用

茶多酚添加到飲料中,對飲料品質(zhì)的穩(wěn)定性和延長保質(zhì)期有較好的效果。茶多酚添加到蘋果汁、橙汁、荔枝汁、梨汁、檸檬汁等果汁飲料中,對飲料中的大腸桿菌、酵母菌和金黃色葡萄球菌均有顯著的抑制作用,從而將保鮮期延長7~10 d,且效果優(yōu)于山梨酸鉀。茶多酚添加到豆奶和汽水等飲料中能抑制維生素A、維生素C 等多種維生素的降解破壞,保留飲料的營養(yǎng)成分;茶多酚添加到可樂、啤酒、白酒等產(chǎn)品中可開發(fā)具有抗氧化等功能的飲品。茶多酚添加到各種乳制品中,既可消除異臭,又可防止乳制品中油脂類物質(zhì)的氧化,還可明顯地改善乳制品的風(fēng)味特征,提高產(chǎn)品質(zhì)量和營養(yǎng)價值。

五、茶多酚在肉制品保鮮中的應(yīng)用

肉制品中的致病菌主要是假單孢桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌和腸桿菌等,茶多酚的抑菌效果比較好,兒茶素可以通過抗氧化和抑制細菌等微生物增殖2個方面改善肉制品的顏色,延緩氧化過程,從而達到保鮮效果。因此,茶多酚用于肉制品保鮮具有較好的效果。

茶多酚對低溫冷藏條件下的冷鮮肉有較好的保鮮效果,生鮮豬肉、牛肉和羊肉等肉制品中添加0.1%~0.5%的茶多酚可以保持肉的品質(zhì),減緩微生物、揮發(fā)性鹽基氮的增長速度和脂質(zhì)氧化,茶多酚的抗氧化和抑菌作用能降低胺類物質(zhì)的增速,延長冷鮮肉的貨架期;添加0.1%茶多酚可以延長鹽水鴨的保質(zhì)期至60 d。

茶多酚不僅可以作為保鮮劑直接應(yīng)用,還可以添加到包裝輔助材料中,研究表明,添加10%茶多酚制成的復(fù)合墊片作為冷鮮肉的運輸和貯藏材料,能抑制細菌生長,降低脂肪氧化,延緩鮮肉的腐敗,可將保質(zhì)期由3 d延長至5 d。

茶多酚對臘肉、香腸等再加工肉制品也有較好的保鮮和護色效果,茶多酚還可以阻止香腸、罐頭和臘肉等肉制品中亞硝胺的形成。臘肉中添加0.1%的茶多酚能抑制酸價和過氧化值,肉色呈玫瑰紅色,而對照組呈黃色,對臘肉的保鮮效果好。香腸中添加0.03%的茶多酚對香腸的菌落總數(shù)、乳酸菌數(shù)、pH值,以及色澤和感官品質(zhì)等方面具有較好的改善效果,茶多酚對乳化腸的護色效果優(yōu)于亞硝酸鈉和異抗壞血酸鈉。此外,茶多酚與乳酸菌、乳酸鏈球菌素、辣椒素、維生素C、維生素E、殼聚糖等其他天然抗氧化劑復(fù)配,具有更好的保鮮效果。

六、茶多酚在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

茶多酚能顯著提高白鰱魚、鱸魚、草魚、鯰魚、鯽魚、羅非魚、鮭魚、帶魚等的貯藏品質(zhì),且能有效去除魚腥味,延長貨架期。0.2%的茶多酚涂抹或噴淋白鰱魚能降低貯藏過程中菌落總數(shù),揮發(fā)性鹽基氮含量、pH值和硫代巴比妥酸值優(yōu)于對照,且貨架期可以延長至35 d 以上。此外,茶多酚與殼聚糖和溶菌酶等復(fù)合處理對延長保鮮期效果更佳。0.6%的茶多酚加入帶魚段中,冷藏10 d仍能達到二級鮮度,延長了3 d貨架期。0.1%的茶多酚浸泡鯽魚,20 d的貯藏品質(zhì)與對照貯藏10 d的效果相同。

茶多酚對海產(chǎn)品運輸和銷售過程中的保鮮,也具有較好的效果。研究表明,6 g/L 的茶多酚處理金槍魚,貯藏條件為-18 ℃時,一級鮮度指標(biāo)可延長至30 d,比對照組的二級鮮度貨架期延長15 d以上。茶多酚對大黃魚和三文魚的保鮮效果也較好,能顯著降低菌落總數(shù)和細菌種類。茶多酚與殼聚糖、溶菌酶的復(fù)合保鮮劑可以將牡蠣的貨架期延長近1 倍;茶多酚與聚乳酸、乙基纖維素、ε-聚賴氨酸鹽為原料制成的微膠囊,對美國紅魚魚片具有較好的保鮮效果,抑菌效果顯著,脂肪氧化和蛋白質(zhì)分解速率減緩,可延長3~5 d的貨架期。

七、茶多酚在果蔬保鮮中的應(yīng)用

茶多酚作為一種天然保鮮劑,可以降低貯藏時期果蔬的呼吸作用,降低環(huán)境中的氧氣和果實中乙烯合成,從而延長保質(zhì)期。

研究表明,通過噴灑、涂膜、浸泡茶多酚溶液等方式處理香菇、杏鮑菇、青椒、圣女果、蘋果、梨、冬棗、獼猴桃等果蔬食品,可減弱其呼吸強度,抑制果蔬表面細菌繁殖,降低氧化速率,達到保鮮效果,其中以浸泡液中含茶多酚0.3%~2.0%的處理效果較好。茶多酚處理獼猴桃能有效降低淀粉酶和果膠酶活性,保護獼猴桃中的維生素C。茶多酚作為藤菜鮮果的穩(wěn)定劑,添加0.02%即可保持鮮果的紫紅色和光澤,且對光和熱的穩(wěn)定性好,光澤保持可從10 d增加至25 d以上。應(yīng)用于蟠桃的保鮮時,噴灑液中茶多酚的最佳含量為3.8%。

茶多酚可以通過抑制呼吸作用、抑制微生物的侵染和較好的抗氧化效果來減緩果蔬維生素C的氧化速率。研究表明,茶多酚處理的黃瓜、香菇、菠菜、圣女果、青椒、草莓、櫻桃、梨、棗等經(jīng)過一段時間貯藏后維生素C含量比對照高2~5倍。此外,茶多酚與其他材料復(fù)配用于果蔬保鮮效果更佳。

八、茶多酚在油脂中的應(yīng)用

茶多酚的抗氧化活性最早用于油脂中,是油脂的天然抗氧化劑。豬油、花生油、鰻骨油脂和菜籽油中使用不同抗氧化劑,比較發(fā)現(xiàn),茶多酚效果優(yōu)于BHA和BHT,與TBHQ效果相近,而在食品安全方面顯著高于BHA、BHT和TBHQ。茶多酚對大豆油的抗氧化效果也較好,添加0.02%茶多酚,65 ℃存放3 d,對大豆油的氧化抑制率達到57%。豆油中添加0.08%的茶多酚能減緩不飽和脂肪酸的氧化,貯藏期延長1 倍以上。豬油中添加0.03%~0.08%的茶多酚可以顯著延長貨架期。茶多酚在玉米油、色拉油、核桃油、葵花籽油等產(chǎn)品中的應(yīng)用也有廣泛研究。

此外,脂溶性茶多酚應(yīng)用到色拉油和大豆油中,可大大提高茶多酚的油溶性,抗氧化活性與茶多酚相近,強于BHA和BHT,并且脂溶性茶多酚不會影響油脂質(zhì)量。

九、茶多酚的其他應(yīng)用

茶多酚還是一種天然的除臭劑,可以去除豆腥味、魚腥味等食物異味,對煙臭、酒臭和蒜臭味的消除效果也較好,消除率達到90%以上。茶多酚用于糖果、口香糖、漱口水和牙膏等產(chǎn)品中能消除口腔異味,含茶多酚的口香糖比普通口香糖的除臭能力高10倍。

茶多酚還是甲醛、丙烯醛等的捕獲器,能吸收食品、空氣、木板中的此類有害成分。有研究將海豹油脂中加入綠茶和紅茶提取液,發(fā)現(xiàn)儲存一段時間后,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物乙醛、丙醛、丙二醛、乙烯醛等含量降低。茶多酚加入香煙中,可減少香煙自由基產(chǎn)生,防止肺部細胞損傷。

茶多酚還是體育運動能力恢復(fù)的有效物質(zhì),通過調(diào)節(jié)腸胃系統(tǒng)中細菌和真菌的活性,結(jié)合自身的抗氧化和清除自由基活性,可緩解疲勞,改善免疫系統(tǒng),提高機體恢復(fù)運動的能力。在高校籃球、足球和羽毛球等運動員中運用相關(guān)的茶多酚制劑取得了較好的效果。

十、展望

茶多酚作為天然的抗氧化劑、保鮮劑和食品添加劑,具有綠色、環(huán)保、安全和健康等優(yōu)點,隨著人們對食品安全問題的關(guān)注度提高,茶多酚在食品中的應(yīng)用也會越來越廣泛。近幾年,關(guān)于茶提取物的研究方向從提取分離制備為主逐步發(fā)展為以終端產(chǎn)品研發(fā)為主,衍生出豐富多彩的各類添加茶多酚的產(chǎn)品,如糕點、糖果、冰激凌、面條等茶多酚食品,用于肉制品、水產(chǎn)品、果蔬等食品中保鮮的茶多酚產(chǎn)品,以茶多酚為主要原料的藥物、保健品和膳食補充劑等。

目前,我國茶多酚的制備生產(chǎn)與食品應(yīng)用已經(jīng)積累了一定的研究基礎(chǔ),且相關(guān)食品的開發(fā)呈現(xiàn)功能化、時尚化、多樣化的特點,但市場化推廣還在起步階段,相信不久的將來,茶多酚在食品中的應(yīng)用將會爆發(fā)式增長。

(具體內(nèi)容詳見《中國茶葉》2020年第11期,P1-7,《茶多酚的特性及其在食品中的應(yīng)用》,作者:王偉偉,陳琳,張建勇,王蔚,江和源)

作者簡介

王偉偉? 助理研究員

就職于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶葉加工工程研究中心,主要從事茶葉加工和深加工技術(shù)研究。近5年,參與國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、公益性行業(yè)專項、浙江省農(nóng)業(yè)重大協(xié)同推廣計劃等多項課題,主持河南省豫南茶樹資源綜合開發(fā)重點實驗室開放基金1項;發(fā)表論文20余篇,其中第一作者發(fā)表核心期刊論文10篇;申請國家發(fā)明專利6項,授權(quán)4項。

注:內(nèi)容轉(zhuǎn)自中國茶葉,作者王偉偉,陳琳,等。信息貴在分享,如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除