茶多酚对黑色冲调粉抗氧化及淀粉消化特性的影响

刘 欣 何新益,3 -,3 王洪滨 -黄宗海,3 -,3 刘晓东,3 -,3 甄润英,3ZN -mg,3

(1. 天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384；2. 天津农副产品深加工技术工程中心，天津 300384；3. 天津农副产品加工科教兴农集成创新示范基地，天津 300384；4. 天津市鸿禄食品有限公司，天津 300384)

黑色食品已成为人们实现“食补”“食疗”的有效手段。黑米集色、香、味、营养保健于一身，民间称之为“神仙米”“药米”“长寿米”，其蛋白质、矿物质、维生素含量均远远高于普通稻米[1]。黑豆又名乌豆、零乌豆等，其营养价值在豆类中居于首位，蛋白质含量达35%以上，氨基酸的组成与动物蛋白相似，利于人体消化吸收[2]。具有补肾益脾、降低胆固醇、增强铁离子在人体中的吸收等作用。黑芝麻有“补中益气，润养五脏，利大小肠，产后赢困，催生落胞”的功能。黑木耳含蛋白质、脂肪、多糖、维生素和钙、磷、铁等元素，其营养价值可与动物性食物相媲美，有“素中之荤”美誉[3]，黑枣可以促进人体内的白细胞生长，降低血清固醇的含量，提高血清白蛋白，保护人体的肝脏，对防止骨质疏松具有良好的效果[4]。

茶多酚(tea polyphenol，TP)又称茶鞣质，是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇、黄酮醇、黄酮、花青素、酚酸等[5]，是茶叶中有药理和保健功能的主要成分之一[6]。人们从治病到防病观念的转变，使具有一定功能特性食品的需求量增加，功能食品是在一般食品所具有的性质之外，还能够促进人体生理状况得到改善，使人体更加健康的一类食品。翟明惠等[7]对绿豆贡菊功能性饮料的工艺和配方进行探究，该产品中主要功能成分为黄酮类物质，适合高血脂症、动脉粥硬化患者食用。随着生活节奏加快后，现兴起一种方便食品—冲调粉，以方便、营养为特点，深受消费者青睐。目前将茶多酚与速溶黑色冲调食品配合进行加工及功效方面的研究还未见报道。本研究拟在黑色冲调粉中复配一定比例的茶多酚，进行产品的抗氧化活性研究，并观察茶多酚的添加对冲调粉中淀粉消化特性的影响。旨在为低血糖指数、高抗氧化活性冲调食品的开发提供新方法、新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茶多酚：EGCG 60%，天津农学院实验室提供，其中儿茶素含量为80%；

黑米、黑豆、黑芝麻、黑木耳、黑枣：天津市鸿禄食品有限公司；

T-AOC试剂盒：南京建成生物工程研究；

其他试剂：分析纯，天津市风船化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平：HZ-K500C型，上海佑科仪器仪表有限公司；

紫外可见分光光度计：UV-3100PC型，上海美谱达仪器有限公司；

摇床：HNY-200D型，天津市欧诺仪器仪表有限公司；

离心机：H2050R型，湖南湘仪离心机仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验样品制备

(1) 黑色冲调粉的制备：黑米、黑豆、黑芝麻、黑木耳、黑枣分别经前处理，适当烘烤至熟后进行粉碎，按一定比例进行复配混匀后即为黑色冲调粉，其中黑米粉占39%、黑豆粉18%、黑枣粉3%、黑木耳粉3%、黑芝麻粉37%。

(2) 冲调粉中茶多酚添加量：取5份冲调粉，分别按粉重的0.008%，0.016%，0.024%，0.032%，0.040%加入茶多酚，充分混匀，作为5个试验组。

1.3.2 冲调粉总抗氧化活力(T-AOC)的测定 采用南京建成生物工程研究所的试剂盒，严格按照说明书操作。

1.3.3 DPPH自由基清除率的测定 参照廖春燕等[8]方法并稍作修改。分别取试验组样品各10 g，同时取未添加茶多酚的冲调粉10 g作为样品对照组，取0.04 g茶多酚作为茶多酚对照组。向试验组、样品对照组、茶多酚对照组中各加入45 mL乙醇溶液(80%)，50 ℃下超声处理15 min(功率200 W)后，50 ℃水浴锅中提取2 h，以2 000 r/min 离心15 min。取上清液各0.5 mL，分别加入4.5 mL DPPH溶液(60 μmol/L)，混匀后避光条件下静置30 min，于517 nm下测定各溶液的吸光度，以乙醇溶液(80%)调零，同时测定4.5 mL DPPH和0.5 mL无水乙醇混合液的吸光值。按式(1)计算DPPH自由基清除率。

(1)

式中：

A0——0.5 mL乙醇溶液+4.5 mL DPPH的吸光值；

A1——0.5 mL上清液+4.5 mL乙醇溶液的吸光值；

A2——试验组、样品对照组、茶多酚对照组的吸光值。

1.3.4 总还原力测定 参照马雨洁等[9]方法并稍作修改：按1.3.3处理各组样品，离心后得上清液。分别取0.5 mL 上清液与0.2 moL/L磷酸盐缓冲液2.5 mL和1 mg/mL 铁氰化钾1 mL混合，50 ℃水浴保温20 min，快速冷却，并加入10 mg/mL三氯乙酸(TCA)溶液2.5 mL 终止反应。摇匀后，3 500 r/min离心10 min，将2.5 mL上清液转移至试管中，分别加入2.5 mL双蒸水及0.45 mL FeCl3充分混合后静置10 min，于700 nm处测定各管吸光值。吸光值与还原力之间为正比例关系。

1.3.5 体外模拟小肠条件下茶多酚对淀粉消化的观察方法 淀粉含量按照南京建成生物工程研究所提供的说明书进行操作。

体外模拟淀粉消化参照洪雁等[10]、尹青岗等[11]的方法，稍作修改。称取试验组、样品对照组冲调粉各1 g，分别加入15 mL磷酸盐缓冲液并均质，煮沸后立即取出，冷却至室温，加入4 mL 1 200 Uα-淀粉酶液后震荡，于加酶后30，60，90，120，150，180 min分别取1 mL消化液，加入4 mL无水乙醇混匀，3 000 r/min 离心 20 min。

取1 mL上清液，加入1 mL 3,5-二硝基水杨酸(10 mg/mL)，摇匀后于沸水浴中加热5 min，取出冷却后稀释到15 mL，于520 nm下测定吸光度。按式(2)、(3)分别计算淀粉水解率及抑制率。

(2)

式中：

M——淀粉水解率，%；

在全球范围内，肠外致病性大肠埃希菌是导致尿路感染、血流感染和脑膜炎的主要原因［20］。肠外致病性大肠埃希菌进入血流后诱发强烈的宿主炎症应答，从而引起败血症，导致血流感染的高发病率和死亡率［21］。大肠埃希菌ST131型被认为是主要的肠外致病性大肠埃希菌［22-23］。本研究结果显示，在血流感染的大肠埃希菌中ST131型别占6.3%，低于国内外的报道［3-7］，提示ST131还未在本地区血流感染中形成大规模流行，可能存在其他引起血流感染的优势克隆型，需进一步检测。

M1——取样时间点消化液中葡萄糖含量，g;

M2——总淀粉含量，g。

(3)

式中：

W——淀粉水解抑制率，%；

W1——加酶后150 min样品对照组消化液中还原糖含量，g；

W2——加酶后150 min试验组消化液还原糖含量，g。

1.3.6 数据统计分析

所有试验数据采用EXCEL进行处理及统计分析；显著性分析采用组间F检验，P<0.01表示极显著差异，P<0.05表示显著差异，P>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 冲调粉的总抗氧化能力(T-AOC)

由图1可知，添加茶多酚后冲调粉的总抗氧化能力均显著高于样品对照组(P<0.05)，且呈剂量效应关系，即茶多酚的添加量越高，冲调粉的总抗氧化能力越高。当茶多酚添加量为0.040%时，其T-AOC为8.83 U/g，比样品对照组高1.30 U/g，比茶多酚对照组高0.80 U/g 。茶多酚添加量为0.040%时与茶多酚对照组(二者茶多酚浓度相同)、样品对照组相比差异显著(P<0.05)，可能与黑色冲调粉本身具有抗氧化物质有关，茶多酚与黑色冲调粉中的黄酮、多酚类物质发生协同效应，因此当茶多酚添加量为0.040%时总抗氧化能力最强。

2.2 冲调粉的DPPH自由基清除能力

由图2可知，当茶多酚添加量为0.008%时，与样品对照组差异不显著(P>0.05)，茶多酚添加量达到0.016% 时，其DPPH自由基清除能力显著高于样品对照组(P<0.05)。茶多酚的添加量越高，冲调粉的DPPH自由基清除能力越高。当茶多酚添加量为0.040%时，其DPPH自由基清除能力为95.86%，比样品对照组高4.60%，比茶多酚对照组高1.30%。茶多酚添加量为0.040%时与茶多酚对照组(二者茶多酚浓度相同)、样品对照组相比差异显著(P<0.05)，由于茶多酚为天然抗氧化剂。研究表明茶多酚具有较低的氧化还原电位，可以清除机体内大量的有害自由基，添加茶多酚可以增加黑色冲调粉中多酚的含量，从而提高黑色冲调粉中DPPH自由基清除能力，样品对照组也表现出较低的DPPH自由基清除能力，可能是黑色冲调粉中含有少量的抗氧化物质的结果。

图1 茶多酚添加量对T-AOC的影响

图2 茶多酚添加量对DPPH的影响

2.3 冲调粉的总还原力

由图3可知，添加茶多酚后冲调粉的总还原力均显著高于样品对照组(P<0.05)，且呈剂量效应关系，即茶多酚的添加量越高，冲调粉的总还原力越高。当茶多酚添加量为0.040%时，其吸光度为0.54，比样品对照组高0.04，比茶多酚对照组高0.02，当茶多酚添加量为0.040%时与样品对照组、茶多酚对照组(二者茶多酚浓度相同)相比差异显著。茶多酚的还原力与其抗氧化活性之间存在关系，茶多酚通过自身的还原作用给出电子而清除自由基，还原力越强，抗氧化活性越强。因此当茶多酚添加量为0.040%时抗氧化能力最强。

综合图1～3，在黑色冲调粉中加入茶多酚，明显增强了产品的总还原力、DPPH自由基清除率、T-AOC，说明茶多酚具有抗氧化效果。段云龙等[12]研究表明，在面包中加入茶多酚，使面包总酚含量显著增加(P<0.05)，增强了ABTS+自由基清除率和DPPH自由基清除率。洪兴华等[13]研究表明，添加茶多酚可以提高山羊的抗氧化能力。添加 80 mg/(只·d)的茶多酚，能够提高波尔山羊血清的抗氧化能力。李变变[14]在苹果酒中加入茶多酚，证明茶多酚是一种优于传统抗氧化剂 SO2的一种新型抗氧化剂。

图3 茶多酚添加量对总还原力的影响

2.4 冲调粉的淀粉消化特性

由图4可知，5个试验组、样品对照组间的差异显著(P<0.05)，添加茶多酚后冲调粉的淀粉水解率均显著低于样品对照组(P<0.05)，且呈剂量效应关系，即茶多酚的添加量越高，冲调粉的淀粉水解率越低。在0～30 min，5个试验组、样品对照组的淀粉水解率增长速度最快，随着时间的增加，淀粉水解率的增长趋于平缓，同一时间，不同的茶多酚添加量与样品对照组差异显著(P<0.05)。反应时间为150 min时，试验Ⅴ组的淀粉水解率为66.42%，比样品对照组低24.98%。可能是茶多酚对α-淀粉酶具有很强的抑制作用，能显著延缓人体的血糖应答，因此随着茶多酚添加量的增加水解率逐渐降低。

图4 茶多酚添加量对淀粉水解率的影响

由图5可知，当茶多酚浓度逐渐增加时，对α-淀粉酶消化反应的抑制率作用越强。当茶多酚添加量由0.008% 增加到0.040%时，淀粉水解抑制率由9.93%上升至29.33%。添加茶多酚后的5个试验组间的差异显著(P<0.05)，随着茶多酚添加量越高，冲调粉的淀粉水解抑制率越高。可能是茶多酚抑制α-淀粉酶的活性，降低淀粉的分解率，达到降低餐后血糖极速升高的目的。

综合图4～5，在黑色冲调粉中加入茶多酚，明显降低了黑色冲调粉的淀粉水解率，淀粉水解抑制率明显升高，说明茶多酚具有降低淀粉消化特性的效果。阮秒云[15]研究表明，茶多酚可以降低餐后血糖反应，从而得出茶多酚对糖尿病及其并发症防治具有积极作用。张致函[16]通过淀粉—茶多酚共研磨混合物的消化性试验表明，茶多酚在一定程度上可以影响淀粉的消化性，并且随着茶多酚比例的增加，淀粉的抗消化性能提高。全吉淑等[17]研究表明，茶多酚能抑制α-葡萄糖苷酶活性，对α-淀粉酶亦有一定抑制作用，因此茶多酚具有降糖作用。

图5 茶多酚添加量对淀粉水解抑制率的影响

3 结论

本试验探究了茶多酚对黑色冲调粉抗氧化特性及消化特性的影响。结果表明，随着茶多酚添加量的增加，黑色冲调粉表现出抗氧化性增强，淀粉水解率下降的趋势。当茶多酚添加量为0.040%时，黑色冲调粉的DPPH自由基清除能力、总还原力的吸光度和总抗氧化(T-AOC)能力分别增加了4.6%，0.58，8.83 U/g，黑色冲调粉的淀粉水解率下降了24.98%。研究结果为低血糖指数、高抗氧化活性冲调食品的开发提供新方法、新思路。茶多酚不仅具有良好的抗氧化能力，在消化特性方面也有良好的前景，下一步将探讨其抑制淀粉消化的机理，开发出适合中老年及糖尿病患者食用的产品。