茶多酚在食品中的应用

张秀芬，陈荣锋，刘连军，马仙花，莫周美

(1.广西南亚热带农业科学研究所，广西龙州532415； 2.闽南师范大学生物科学与技术学院，福建漳州363000)

茶叶通常由山茶科山茶属灌木叶制作而成，在中国有5 000多年的历史，目前茶叶在全世界都很流行。根据茶叶的发酵程度可将其分为3种：绿茶(未发酵)、乌龙茶(半发酵)和红茶(完全发酵)[1]。世界范围内，红茶占比为78%，主要分布在美洲、欧洲和中东地区；绿茶占20%，主要分布在中国和日本；其余2%是乌龙茶，一般由中国南部和台湾人民消费使用[2]。

茶叶中的多羟基酚类化合物被总称为茶多酚，其包含30多种酚类物质，主要成分是儿茶素及其衍生物，绿茶中的多酚含量比乌龙茶和红茶高，占茶叶干质量的36%。此外，茶多酚的抗氧化活性比其他植物多酚强。我国茶叶资源丰富，为茶多酚的广泛应用提供了坚实的物质基础[3]。

食品的腐败变质是各类食品中普遍存在的问题，主要由微生物及酶作用导致。变质的食物不仅外观会发生变化，失去原有的色、香、味并降低营养价值，甚至还会产生毒素，危害人体健康。为了抑制自由基和过氧化物的生成，通常通过添加少量抗氧化剂来延缓食品酸败变质，被广泛使用的人工合成抗氧化剂有丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)和叔丁基对苯二酚(TBHQ)等。近年来，传统的食品添加剂已经不能满足人们对食品安全的需求，天然抗氧化剂已逐渐成为食品添加剂领域中的研究热点。另外，微生物的新陈代谢作用可导致食品腐败变质，添加防腐保鲜剂可以高效便捷地实现抑菌目的。为了人类的健康、安全，寻找营养、天然和功能化的保鲜剂已成为重要研究方向。

茶多酚是一种具有高抗氧化性和强抑菌性的天然提取物，安全无毒，可取代人工合成的添加剂，因此，现已被广泛应用于动植物水产品、肉制品、油脂、果蔬、糖果等的贮藏保鲜中。

1 茶多酚的组成与生物活性

1.1 茶多酚的组成

从生物活性的角度来看，茶多酚是由大量具有生物活性的化合物组成的混合物，主要包含黄烷醇类、黄酮醇类、黄酮类、酚酸类和花色苷等，占茶叶干质量的15%～30%。其中以黄烷醇类(儿茶素)含量最多。表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表没食子儿茶素(EGC)和表儿茶素(EC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)是4种主要的儿茶素，其中EGCG的含量最高，占儿茶素质量分数的50%左右[4-5]，儿茶素中各主要物质的化学结构见图1。

图1 儿茶素中主要物质的化学结构[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 不同抗氧化剂的抗氧化效果比较[8]

注：POV为过氧化值，LTP为脂溶性茶多酚，VE为维生素E，TP为茶多酚，AMVN为偶氮二异庚腈，DPPH·为1，1-二苯基-2-三硝基苯肼。

1.2.2 抗菌和抑菌

李柯欣[9]的实验结果显示：茶多酚对细菌有良好的抑制作用，低浓度就可以表现出很强的抑菌活性，强弱顺序依次为金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌。茶多酚热稳定性好，即使长时间高温处理后仍具有较好的抑菌作用，这一特性可以为茶多酚在食品中的高温处理提供保证。另外，茶多酚还能抑制霍乱弧菌、空肠弯曲杆菌、痢疾杆菌和幽门螺旋杆菌等多种菌类在体外的生长，对幽门螺旋杆菌的抑制作用呈现剂量依赖性，同时对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也有抗菌和杀菌作用[10]。

1.2.3 抗肿瘤

茶多酚通过影响癌细胞凋亡信号通路，可以促使癌细胞的凋亡。Zhao等[11]的研究报道：苦丁茶多酚可以抑制BcaCD885细胞生长，从而减缓细胞增殖，上调caspase-3、caspase-8、caspase-9和Bax p53等促凋亡蛋白的表达，下调Bcl-2、Bcl-xL等抑凋亡蛋白的表达，实验结果还表明苦丁茶多酚确实是通过诱导癌细胞的凋亡来抑制癌细胞的生长的[11]。同时，Gu等[12]的实验结果表明：茶多酚可以通过调节p53、Bcl-2的基因表达来发挥对肺癌的预防作用。

此外，茶多酚还具有防辐射、抗衰老、降血糖、降血脂、抗病毒、抗突变及防治心血管疾病等功能[13]。

2 茶多酚在食品中的应用

2.1 用于食品中的贮藏

茶多酚的结构决定其具有良好的抗氧化活性。茶多酚含有大量的稠环芳香烃，大部分是含有多个邻位羟基的多元酚，拥有较强的供氢能力，能清除环境中的活性氧，减少氧自由基的生成并可夺取氧化过程中产生的过氧化自由基。金属离子对氧化反应具有催化作用，金属离子遇到茶多酚，会与其邻位酚羟基螯合，从而降低对氧化反应的催化作用。另外，茶多酚能与反应体系中的氧化酶结合，形成复合物，从而降低该酶对氧化反应的催化作用[14]。

2.1.1 用于水产品中的贮藏

水产品是人类食物结构的重要组成部分，品种繁多，营养丰富，因而得到广大消费者的喜爱。但是，水产品及其制品在加工贮藏过程中容易变质。引发水产品腐败变质的主要原因是细菌侵染，主要的细菌是假单胞类细菌。仪淑敏[15]的研究结果表明：冷藏条件下，添加茶多酚能明显降低梅鱼鱼丸的细菌总数，使其挥发性盐基氮含量、pH值均处于相对较低水平。Fan[16]研究了在-3 ℃的碎冰中贮藏时喷淋质量分数为0.2%的茶多酚对白鲢鱼进行保鲜的作用，发现茶多酚能有效抑制鱼肉内源酶的活性和腐败菌的繁殖。茶多酚对各种水产品都具有抗氧化效果，能够有效抑制细菌繁殖，减缓脂肪氧化，延缓鱼的腐败变质，延长货架期。鞠健等[17]研究结果显示：茶多酚可以显著地抑制鲈鱼在冷藏期间挥发性盐基氮含量和增加表面的疏水性(P<0.05)，在整个贮藏期间肌原纤维蛋白的溶出量、Ca2+-ATPase活性、总巯基和活性巯基的含量均显著高于对照组(P<0.05)，综合各指标检测结果可知，茶多酚能够较好地保持鲈鱼在冷藏期间的鲜度，抑制鲈鱼在冷藏过程中肌原纤维蛋白的氧化。

总之，茶多酚主要通过破坏细菌细胞膜的结构，影响细菌核酸、磷脂等重要成分的合成及能量代谢，阻碍蛋白正常表达，从而影响细胞结构组成及酶的活性，最终导致细菌丧失正常的生理功能，发挥保鲜功能[3,18]。

2.1.2 用于肉类及肉制品中贮藏

肉类在加工、储藏过程中常常因细菌滋生而发生腐败变质，需要加入保鲜剂以实现保鲜。随着人们对食品安全意识的不断提高，生物保鲜剂茶多酚因而得到广泛应用。据彭乃才[14]的研究表明：茶多酚能够显著抑制猪肉中微生物的生长，抑制脂质氧化，延缓猪肉品质劣变，保持良好的食用品质，从而实现保鲜。姚波[19]对牛肉棒理化指标(酸价、过氧化值和色值)、感官评价及稳定性研究的测定结果显示：茶多酚具有较强的抗氧化作用，能很好地降低酸价和过氧化值，同时可以改善牛肉棒的亮度和黄度，降低红度下降速率，实现保色护色的功效。袁玉梅等[20]的实验结果表明：茶多酚对手撕牛肉有明显的抗氧化效果，根据羰基价的变化情况，确定茶多酚的添加较适范围为0.15～0.225 g/kg。

茶多酚之所以在肉制品中能够起到良好的保鲜作用，延缓腐败变质过程，主要是因为其具有抑菌性，能够抑制多种细菌的增殖，从而降低脂肪氧化的反应速率，延缓肉类腐败变质的进程，延长其保鲜期。

2.1.3 用于水果蔬菜中的贮藏

水果和蔬菜是世界上仅次于粮食的农产品，富含水分和各种营养物质，采摘后容易受到微生物的污染和机械损伤，进而导致腐败变质。水果和蔬菜自身还会进行呼吸作用，其呼吸作用越强，营养成分流失越多，食用品质越差，保存时间越短。因此，采用适当的方法来贮藏保鲜非常必要[21]。我国普遍使用的水果保鲜剂有扑海因、多菌灵、特克多、苯来特、甲基托布津、二氧化硫和仲丁胺等，这些都是化学杀菌剂，存在致癌或潜在致癌、致突变和致畸的可能性[22]。

茶多酚作为生物类食品保鲜剂，具有广谱抗菌性、天然性、高效性和无毒等优点，据报道，在新鲜水果蔬菜表面喷洒低浓度的茶多酚溶液，可降低其呼吸强度，抑制细菌繁殖，减缓色素降解，保持蔬菜水果原来的色泽；同时还可减少维生素C的降解，延长保鲜期，保持营养[23]。

2.1.4 用于油脂中的贮藏

据刘建等[24]的报道，新鲜的大豆油存放30 d之后，过氧化值会发生很大的改变。食用过氧化值超标的生油，会危害消费者的健康，所以在油脂中添加一定量的抗氧化剂是必要的。茶多酚抗氧化性能很强，对豆油、猪油等具有很好的抗氧化效果，且其抗氧化作用与茶多酚浓度相关。将LTP添加到新鲜猪油中，与原料茶多酚、人工合成抗氧化剂比较其过氧化值的变化，结果表明：LTP和TBHQ抗氧化效率接近，其效果好于未改性TP和BHA。对火麻仁油的抗氧化效果显示LTP具有良好的抗氧化作用，且效果好于BHT[19]。

茶多酚的羟基作为供氢体结合脂肪酸中的游离基，使脂肪酸氧化的连锁反应中断，抑制形成氢过氧化物。同时，脂溶性茶多酚可以螯合油脂中的微量变价金属元素，使之催化活性丧失，从源头上可终止自由基链式反应。另外，酚羟基自身也容易发生氧化作用，从而降低油脂中的含氧量，延缓油脂被氧化[3]。

2.1.5 用于糕点及乳制品中的贮藏

茶多酚还可以用于糕点及乳制品。对高脂肪糕点(蛋糕、月饼)及乳制品(奶酪、奶粉)，加入适量的茶多酚，可以使其保持原有的风味，并能够抑制细菌滋生，防止腐败变坏，延长食品的货架期。同时，还能有效去除甜味“酸尾”，达到味感甘爽的效果[25]。

2.2 用于功能性食品添加剂

功能性食品除了能提供正常的营养价值，还可以改善或影响机体功能。社会发展迅速，人们生活节奏加快，越来越多的人希望通过膳食来维持机体健康，从而达到预防疾病的目的。因而，人们开始热烈追求功能性食品。

茶多酚是多羟基酚类化合物，主要以儿茶素类为主体，可以预防脂质过氧化，能有效清除自由基，具有降血压、降血糖、抗动脉粥样硬化、抗血栓和保护心肌的功效[26]。研究表明[27]：随着茶多酚类化合物的摄入，人体血脂沉淀能力会大幅度降低，从而证明茶多酚可以预防及治疗人类心脑血管疾病[27]。

另外，茶多酚还具有抗突变、抗病毒、抗菌消炎、调节免疫力、抗衰老、防辐射和预防肿瘤等多种功效，可用于多种功能性食品。目前已分别开发出抗氧化、有助于降低血脂、有助于降低血糖、有助于促进皮肤健康、有助于增强免疫力、有助于减少体内脂肪以及有助于缓解运动疲劳等与茶多酚相关的产品[28]。

2.3 用于护色剂

硫熏和添加亚硫酸盐是常用的传统果蔬护色方法。硫磺熏蒸后，残留在产品上的亚硫酸根离子的强还原性被抑制，从而减缓了褐变的发生。硫可导致哮喘，亚硫酸盐可能会引起过敏和癌症，因此，研究高效安全的褐变抑制剂现已逐渐成为当下的发展趋势[29]。

茶多酚是天然、无毒且安全的天然食品添加剂，符合食品添加剂的卫生和安全性评价要求。茶多酚作为天然抗氧化剂，可以保护食品中的色素和维生素，提高天然色素的稳定性，防止食品褪色。于功明等[30]的实验结果显示：光照是影响肉制品褪色的主要因素，茶多酚能使肉制品维持更长时间的红色，比异抗坏血酸钠的保色效果好。同时，增大茶多酚浓度，可以达到更好的护色效果。血红色素是火腿中的呈色物质，血红色素中的铁元素容易被空气中的氧气氧化成三价，所以开封后的火腿颜色由鲜红变成暗褐色。经茶多酚处理过的火腿切片，开封后肉层仍为玫瑰红色[31]。由此可见，茶多酚是一种很好的色素稳定剂。另外，赵美佳等[32]的研究表明，在番茄汁中单独添加茶多酚作为护色剂会降低成本。护色剂的使用不仅有效地控制了产品褪色或者褐变，并且改变了产品的色泽，使颜色显得更鲜亮。

2.4 用于除臭剂

茶多酚是天然消臭剂，能有效吸附及消除大豆制品的豆腥味、鱼腥味以及肉类制品的甲硫醇等各种食物异味。在糖果类食品、口香糖和牙膏中加入茶多酚可消除口腔异味。茶多酚对口臭有抑制作用，一方面，茶多酚可以杀死牙缝中存在的乳酸菌和其他龋齿细菌，达到除臭的目的[33]；另一方面，臭气物质主要有含硫化合物(硫化氢、硫醇和硫醚)、含氮化合物(三甲胺、氨和尿素)、酸及醇。茶多酚中的苯基可与—NH结合，酚羟基可与—SH、—NH发生反应，或者与臭气进行酯化反应，以达到除臭的功效[13]。

2.5 用于复合生物保鲜剂

复合生物保鲜剂是由多种生物保鲜剂混合而成的复合物，不仅具有单一生物保鲜剂的保鲜效果，还可以协同发挥作用，使保鲜效果发挥到最大[34]。茶多酚与其他抗氧化剂复配使用，能够充分发挥各种单体的协同增效作用。由茶多酚、异抗坏血酸钠、柠檬酸和植酸组成的复合护色剂，可以使冷却肉冷冻贮藏24 d后，色泽依然鲜艳[30]。冯彩平等[35]的研究结果表明，茶多酚、异抗坏血酸钠、迷迭香3种抗氧化剂在腊肉一起使用时，可以起到协同抗氧化作用，按3种抗氧化剂的最佳配比制作的腊肉，其保质期内的酸价及过氧化值均低于国家标准。张宇航等[21]探讨茶多酚、迷迭香提取物与维生素E对手撕牛肉的抗氧化作用，得到抗氧化效果从高到低依次为茶多酚、维生素E、迷迭香提取物，同时这3种抗氧化剂的复合物具有协同增效作用。

3 结语

茶多酚作为一种天然产物，绿色环保，安全无毒，具有良好的抗氧化性和抗菌性，对人体有益。我国茶叶资源丰富，因此茶多酚在食品工业中的应用具有坚实的物质基础。但是在实际应用中，还存在一些问题，诸如：茶多酚极性强，溶解性差，容易影响其功能的发挥。另外，茶多酚本身不稳定，容易被氧化，产生的新自由基和强氧化性物质积累到一定量之后，会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]。

近年来，通过酯化、甲基化等手段来改善其脂溶性，提高分散性和稳定性，减缓自身被氧化的速度[36]。另外，作为天然、绿色的食品保鲜剂，还需深入研究茶多酚与其他天然添加剂复合使用以达到更好的保鲜效果。而研制茶多酚保鲜剂，不仅可以充分利用我国丰富的茶叶资源，提高经济效益，还可以减少化学保鲜剂给人体健康和环境带来的诸多负面影响，茶多酚在食品工业中的应用会有更好的发展前景。除此之外，茶多酚还具有保健功能和无副作用等优点，可以延伸到其他各个领域中。因此，加强茶多酚的提取纯化和药理活性研究，将不断促进和拓宽茶多酚的应用范围。