茶与乳制品中关键成分的相互作用及对健康的影响

赵瑾凯 应剑 王勇 王黎明 杨脉 钟天白 牛兴和 董志忠

摘 要：目的：探究茶与乳制品中关键成分的相互作用及其对体内消化过程和人体健康的影响。方法：选择茶叶成分、乳成分、相互作用、消化、健康的相关关键词，在中国知网、万方数据库、PubMed等国内外数据库查找相关资料进行整理和研究。结果：茶叶中的茶多酚会与乳制品中的蛋白质通过共价或非共价形式发生相互作用，形成多酚-蛋白复合物，不仅影响茶和乳制品成分在人体内的消化和代谢过程，而且对茶和乳制品原有的抗氧化、抗癌、抑菌作用产生影响。结论：多酚-蛋白复合物的形成会对茶和乳制品中的各类成分的体内消化过程产生影响，对人体健康有积极作用。

关键词：茶多酚；乳蛋白；相互作用；健康作用

近年来，随着我国慢性代谢性疾病人群的增长，营养健康型食物被进一步开发和利用，茶叶在调节血压和糖脂代谢、调节肠道菌群、降低慢病风险等方面的益处也得到了更多的认可［1-8］。酸奶是目前最常见的健康乳制品之一，富含双歧杆菌等益生菌，具有改善乳糖不耐、调节肠道健康的作用［9-10］。茶与奶混合食用时，茶多酚类与乳制品中的蛋白质、脂肪等物质发生相互作用并形成复合物，这一反应影响茶和乳制品成分在人体内的消化、代谢过程［11-12］，并对茶和乳制品原有的抗氧化、抗癌化、骨骼健康等作用产生影响。由于多酚类物质与蛋白质结合会改变二者的分子结构，从而使原物质的消化率、生物利用率和生物活性发生变化，因此探究茶叶成分和乳制品之间的相互作用具有重要的意义。

1 茶葉成分与乳制品成分的相互作用与方法

茶叶中所有酚类化合物总称为茶多酚，主要包括儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表没食子儿茶素（EGC）等物质。茶多酚具有较强的抗氧化活性，并对茶的色泽、香气和味道的形成有重要作用［12-14］。茶多酚与乳制品中的蛋白质通过非共价相互作用和共价相互作用，可发生强烈的特异性结合，蛋白质与茶多酚的相互作用方式取决于二者的化学结构以及比例，同一个体系中可能同时存在非共价和共价复合物［15］。高分子量、高疏水性的茶多酚容易与蛋白质形成共价作用，而具有高碱性残留物、高脯氨酸含量、高疏水性特性的蛋白质则容易与茶多酚形成共价作用，另外还与多酚物质和蛋白质的相对浓度、pH、温度等因素有关［16-17］。因此，儿茶素与牛奶中的β-乳球蛋白的结合顺序为EGCG＞ECG＞EC＞C［18-19］。由于儿茶素兼有疏水基团和亲水基团，可与乳脂球膜上的结构域发生特异性结合，有些结合仅发生在膜表面，而有些结合则会在脂质双层中间［20］。儿茶素与β-酪蛋白的相互作用使牛奶蛋白质表面的疏水位点减少，从而降低了牛奶蛋白的表面疏水性［21］。多酚类物质与蛋白质之间的互相作用，导致其稳定性和生物活性发生变化。酪蛋白与茶多酚形成络合物，可减少体系中游离多酚类物质的含量，并不同程度地影响各类茶多酚的回收率、胃肠道消化速率及抗氧化活性［12，20，22-23］。

2 相互作用对体内消化过程的影响

2.1 乳制品及其成分对茶叶成分体内消化过程的影响

茶多酚的稳定性较差，其适宜的pH值为5.8左右，因此在人体胃肠道的环境中容易失活［24］。向茶中添加乳制品可显著提高茶多酚在体外消化系统中的回收率［23，25-26］，反之，添加糖或可可，在模拟胃消化后仍具有活性的茶多酚类物质含量显著降低［27］，因此，酚类-蛋白质复合物的形成可能有助于维持茶多酚的体内稳定性。但是，一项针对英国红茶［总茶多酚含量（0.93±0.06）mol/L］和印度红茶［总茶多酚含量（1.83±0.08） mol/L］的研究得出相反的结论，当添加牛奶的浓度从5.6%增加到40%时，儿茶素在体外模拟胃-肠道-刷状缘（利用从幼猪肠中分离得到的刷状边界膜）消化系统中的回收率逐渐降低，且添加脱脂奶或全脂奶不影响这一结论［11］。另一项体外模拟胃肠道消化试验发现，其可能的机制是茶汤与牛奶混合后形成的多酚-蛋白质复合物经过胃消化后被水解，茶多酚被重新释放；经过肠消化后除EC外其余茶多酚回收率均降低，表明牛奶成分对不同结构茶多酚体内过程的影响存在差异，与其结合能力有关［12］。这与微胶囊的释放过程类似，糖基化的酪蛋白作为微胶囊的包材，可较好地包裹和保留EGCG，使其在体外模拟肠液中缓慢并持续地释放［28］。

牛奶成分对茶多酚生物利用率的影响较为复杂。牛奶蛋白会降低绿茶多酚的生物利用率，而牛奶中的矿物质则可以保护茶中的多酚类物质，提高其在消化过程中的生物利用率［29］。利用Caco-2细胞模型分析牛奶成分对茶多酚在小肠上皮细胞中转运的影响，结果发现，牛奶成分有助于儿茶素通过Caco-2细胞膜的转运，同时提高了儿茶素孵育后在底端溶液中的回收率［12，30］。

2.2 茶叶及其成分对乳制品成分体内消化过程的影响

茶多酚-蛋白质复合物的形成，也会影响乳制品蛋白质和脂肪在胃肠道的消化。向牛奶、酸奶和奶酪中加入一定量的绿茶提取物，可以减缓胃蛋白酶对蛋白质的水解作用，降低乳制品游离脂肪酸的释放速度［31］。向总茶多酚含量为（1.83±0.08）mol/L的印度红茶中添加25%～40%的牛奶，模拟胃肠消化，蛋白质的消化速度变慢［11］。牛奶蛋白离体消化率随着茶奶混合体系中茶多酚含量的增加而显著降低，但当茶多酚含量增加到20.0 g/L以上后，蛋白质的消化率就不会再有明显变化，对应的消化速率也降低［32］。茶多酚对胰蛋白酶的作用，也影响牛奶蛋白质的消化。茶多酚可显著提高胰蛋白酶的活性，从而提高人体对蛋白质的消化能力，饮用茯砖茶促消化，可能与此相关［33］。茶多酚对胰脂肪酶表现为抑制作用，其中白茶的抑制率高于绿茶和红茶，白茶的茶多酚EC50为22 μg/mL，绿茶的茶多酚EC50为35 μg/mL，而红茶在100 μg/mL还未表现出抑制效果，认为儿茶素可能是抑制脂肪酶的主要物质［34］，也可能是由于酯型儿茶素羟基更多更易于以共价结合形式与酶蛋白结合。

3 茶与牛奶相互作用的健康意义

3.1 抗氧化

茶多酚是茶叶中最重要的抗氧化成分。牛奶对茶叶抗氧化活性的影响不尽相同，与这两种复杂食物中营养素和植物化学成分的含量及比例相关。茶叶的种类、茶汤浓度、茶多酚的类型与含量、牛奶中蛋白质和脂肪酸的含量等因素均影响抗氧化能力。对于食物成分的相互作用，研究认为，牛奶中的脂肪和蛋白质导致茶多酚的抗氧化作用降低［23，35-36］，其可能的机制是茶多酚的羟基与牛奶乳脂球膜上的结构域发生疏水相互作用。脂肪含量较高的牛奶，降低红茶抗氧化性的程度也较高，因此全脂牛奶降低红茶抗氧化活性的程度高于蛋白质含量相似的半脱脂牛奶以及脱脂牛奶［20，23］。模拟胃肠消化研究发现，茶奶混合物消化后尽管茶多酚含量会明显降低，但牛奶可协同增强其抗氧化活性，因此混合物总抗氧化活性变化并不显著［37］，甚至有所增加［32］。一项针对29～51岁健康成年男性的研究表明，在红茶中加入牛奶会降低血液中儿茶素的时间曲线下面积，但是不影响受试者血浆总抗氧化能力［38］。另一项针对25～80岁健康成年人的随机双盲安慰剂对照的临床试验显示，绿茶多酚与牛奶混合后仍具有抗氧化性质，饮用后可增强体内抗氧化酶活性和血液抗氧化性，从而改善皮肤质地和完整性［39］。茶奶抗氧化协同的机制与儿茶素和牛奶多肽、氨基酸和维生素等抗氧化成分的协同作用有关。向全脂牛奶体系中添加不同浓度的绿茶C和EGCG，牛奶体系的总抗氧化能力均增强，且抗氧化能力随着加入C和EGCG浓度升高而增强［23］。Rashidinejad等［40］发现，在不改变生产奶酪的pH和各类成分的前提下，儿茶素或绿茶提取物可明显增强奶酪中多酚物质含量和其抗氧化性能。但是当C或EGCG的添加量成倍增加时，抗氧化能力并非成倍增加，这可能是由于有一部分多酚物质不具有抗氧化性。除此之外，绿茶、红茶、白茶还可以保护并维持酸奶在储藏过程中的抗氧化能力［41］。

3.2 骨健康

长期饮用牛奶可增加钙摄入量，提高人体骨密度，对骨骼健康具有积极作用［42-43］，特别是对于雌激素分泌减少的绝经期妇女，富含维生素D和钙的牛奶可改善骨质流失的情况［44］。饮茶也可以减少老年女性的骨质流失。一项针对1 256名65～75岁英国女性的研究发现，在腰椎、股骨颈、大转子和Ward三角部位，喝茶女性的骨密度更高，但在茶中加奶几乎不会改变茶对骨密度的影响［45-46］。荟萃研究表明，茶叶可明显改善人体骨健康，与其中含量占25%～35%的多酚物质有密切关系，茶多酚可增强骨细胞的形成并且抑制破骨细胞的形成，从而提高骨密度、减少骨质流失［47］。动物研究也表明，茶多酚可以提高骨密度和强度，这些骨保护作用可能是通过增强抗氧化能力或抑制炎症反应所实现的［48-49］。尽管摄入咖啡因大于300 mg时，会加剧绝经后老年妇女的脊柱骨质流失，但由于茶叶中咖啡因的含量为20～40 mg/g，约占干物质的2%～4%，远远低于茶中多酚物质的含量（含量可达25%～35%），因此综合作用下茶可降低患骨质疏松的风险［47，50-51］。

3.3 癌症风险与肿瘤细胞杀伤作用

茶中的多酚物质和茶黄素不仅可以防止牙周炎和口腔黏膜疾病，还具有一定的口腔癌预防功能［52］。此外，饮用茶和牛奶都可以降低口腔癌的患病风险，并且茶和牛奶同时饮用对降低口腔癌的患病几率有联合效应，细胞实验表明，添加了乳铁蛋白的茶多酚对于舌鳞癌细胞增殖有抑制作用，强于茶多酚单独的抑制作用［53］ 。在颊囊癌仓鼠模型中，同时给予乳铁蛋白和紅茶多酚，二者通过调节致癌物代谢酶和细胞氧化还原状态，能更有效地抑制仓鼠颊囊癌的发生［54］。酯型儿茶素可能是茶多酚抗癌的主要成分［55］。利用不同浓度EGCG牛奶溶液作为细胞培养液对人结肠癌细胞HT-29进行培养，与添加了低浓度的EGCG（0.08、0.09 μmol/L）相比，添加较高浓度的EGCG（0.97、1.95 μmol/L）对HT-29有一定的杀伤作用，并且与酪蛋白形成复合物后该性能也并没有受到影响。通过动态的仿生模拟人胃肠道的体外系统对酪蛋白微胶粒-EGCG复合物进行研究，研究发现，尽管从胃、十二指肠、回肠段消化液中回收的EGCG均低于游离EGCG，但是消化物抑制结肠癌细胞的生物活性并未减弱。在（4D/WT）肿瘤化细胞系（D/v-src）中，也观察到了类似的现象；但当EGCG的浓度低于0.15 mg/mL时，与酪蛋白结合会减弱EGCG的杀伤作用［56-58］ 。一项动态体外模拟消化研究中发现，绿茶和红茶提取物在消化过程中均表现出对食品诱变剂MeIQx（一种杂环芳香胺）诱变功能的抑制作用，且在消化120 min时抑制效果达到最高；但是混合了全脂、半脱脂或脱脂牛奶的茶汤抑制能力均在不同程度上被削弱。如果将茶汤和MeIQx在消化开始前就进行混合，并同时注入动态体外消化设备，可完全抵抗诱变剂MeIQx的致突变性，且牛奶对此负面影响极为有限，这可能是由于茶多酚上抗突变基因的位点与诱变剂和牛奶均可结合，所以当茶多酚与诱变剂先结合后，牛奶就不再能削弱这一作用［59］。

3.4 抑菌作用

茶中的儿茶素和茶黄素会显著抑制口腔致病菌的黏附和生长，因此经常饮茶或将茶叶提取物添加到牙膏中，可以改善人体口腔健康状况［60］。此外，茶中多酚物质还可以阻止金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、蜡状芽孢杆菌和幽门螺杆菌等食源性病原体的生长，且可以有效抑制李斯特菌等革兰氏阳性菌。茶多酚的这种抑菌作用在与牛奶混合后会减弱。尽管绿茶和红茶提取物与牛奶混合体系经过发酵后其中的总酚类物质含量降低（分别降低了22%、26%），但是该富含酚类的发酵牛奶对金黄色葡萄球菌和李斯特菌生长和附着的抑制效果却比单一茶提取物的抑菌效果明显增强了10%左右，说明发酵过程产生的新化合物也有助于阻止致病微生物的生长［61］。

3.5 心血管健康

尽管茶叶有改善心脑血管健康的作用，但是饮茶方式及生活方式对这一作用会产生影响。新疆地区少数民族高血压的高发病率就可能与他们的饮食习惯有关。以哈萨克族人群为研究对象，随机抽取高血压患者220例为高血压组，正常血压者220例为对照组，进行问卷调查及相关指标测量，结果显示，口味偏咸、大量饮用含盐奶茶 （≥10碗/d，相当于盐摄入量≥6.25 g/d）、常食腌肉 （≥6月/年）、肥胖和超重可能是导致哈萨克族高血压发生的重要因素［62］。但由于奶茶中加盐，认为高血压与盐摄入量有关，而非奶茶。茶叶中的特征性化合物如茶多酚、茶黄素通过抑制炎症因子发展和调控信号通路可明显降低血浆胆固醇（60%）和肝脏胆固醇水平（25%），从而抑制心血管疾病的产生［63-64］，但由于牛奶中蛋白质会与多酚类物质形成复合物，因此与牛奶混合后可能会消除茶多酚的这种有益作用。

4 茶与乳制品的相互作用在食品研发中的应用

茶或茶叶提取物可作为一种天然抗氧化剂添加进发酵乳制品，具有抑制病原菌、提高抗氧化活性、改善酸奶制品口感、强化营养健康功能的作用，且添加量越高，抗氧化能力的增强作用越明显［13，65］。添加茶多酚之前，可以用脂质体进行包裹，这一方式可使奶酪的抗氧化性增加14%［25］。茶提取物还可以促进脱脂乳发酵过程中鼠李糖杆菌和嗜酸乳杆菌的繁殖和酸化，提高产品中游离氨基酸的含量［66］。反之，牛奶蛋白可大大增强酚类物质在加工过程中的稳定性［67］。茶叶与乳制品混合的饮料体系中，多酚-蛋白质复合物的形成使多酚物质可以在37 ℃和62 ℃的加热过程中仍具有稳定性和一定的生物利用率。当牛奶蛋白质的含量从10%降低到2.5%时，EGCG的分解速度明显加快。由于蛋白质对茶多酚的保护作用，奶酪等乳制品也被认为是传送绿茶多酚的食物基质［25，40］。此外，茶多酚因本身苦涩限制了其在实际生产中的应用；而与蛋白质结合后，这种苦涩味道被很好地掩盖［68］。因此，可以利用多酚物质和蛋白质之间的相互作用扩大茶多酚在实际生产中的应用，更好地发挥其天然抗氧化剂的功能，进一步丰富市场中产品的品种。

5 结论与展望

茶中多酚物质与乳制品中蛋白质等物质的相互作用不容忽视，茶与乳制品的相互作用及最终健康产出与产品形式有关，也与饮用方式有关。我国少数民族会在“奶茶”中添加盐、现制茶饮中则会添加糖，而添加的盐和糖均会影响饮用“奶茶”的健康结局，因此对其饮品不能一概而论。

本研究综述了茶多酚-蛋白复合物的形成分别对茶和乳制品中各类成分的生物活性和代谢特征所产生的影响，以及对人体的健康意义，但乳制品对茶多酚的抗氧化活性和生物利用率的影响尚未有统一结论，具体的机制还未明确，且多酚物质对乳制品中蛋白消化率的影响也未形成一致的结论。多酚和蛋白质本身各自就具有生物特性，如何在共同存在时使二者能够更大程度发挥作用是实际生产中值得思考的问题。

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Abstract：Objective To investigate interactions between key ingredients of tea and dairy products to explore how the interactions influence digestive process and human health outcomes.Method Keywords related to tea ingredients， milk ingredients， interactions， digestion， and health effects were chose in information mining from CNKI， Wanfang， PubMed and other domestic and foreign databases and relative research articles were reviewed. Result Tea polyphenols and lactoproteins could form complexes through covalent and non-covalent interactions. Digestion and metabolism characteristics of tea and dairy ingredients were interfered due to the interactions. Antioxidant， anti-tumor， and anti-bacterial activities were changed.Conclusion Formation of polyphenol-protein complexes will affect the digestion properties of tea and dairy ingredients， lead to positive effects toward human health.

Keywords：tea polyphenols；lactoprotein；interaction；health effect