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茶多酚的特性及其在食品中的應用
發佈日期::2020/12/4、瀏覽次數:28

茶多酚亦稱“茶單寧”“茶鞣質”,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業鏈的茶葉深加工產品。茶多酚屬於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,隨後表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)也被列為新資源食品,為茶多酚在食品領域的應用提供了法規依據。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、除臭等保健功傚。

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品含量規格有98%、90%、70%、50%和40%等,其中98%茶多酚中兒茶素含量一般高於75%,且EGCG 含量高於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茶國,茶多酚年產量約9000 t,主要用於出口。我國現有的茶多酚生產企業近50家,主要分佈於長三角、四川和湖南等地,產品主要以原料和食品添加劑方式用於食品、保健品和日化品等行業。茶多酚可用於油脂、肉製品、果蔬類、水產品、糕點、飲料等食品領域,已獲得食品行業的廣泛關注。

一、茶多酚的結構與性質

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構,其中兒茶素是茶多酚的主體成分,約佔茶多酚總量的70%,活性也最強。其次是黃酮和黃酮苷類,佔茶葉乾重的3%~4%。茶樹中的花青素含量較低,約佔乾重的0.01%,紫芽茶中可以達到0.5%~1.0%,花白素佔茶葉乾重的2%~3%。酚酸和縮酚酸類佔茶葉乾重的1%~2%,活性相對較弱。

兒茶素分子結構圖

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,用於油脂、肉製品、水產品、飲料等食品中。

茶多酚作為抗氧化劑應用傚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,製備成酯化、甲基化或者乙酰化的茶多酚,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用於日常生活。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製成高分子材料,能夠提高石墨烯的拉伸強度和熱穩定性;將茶多酚製成納米級小分子,或與金屬、蛋白等材料複合製成納米材料,表現出較強的抗氧化和抗癌活性。

三、茶多酚在糧食製品中的應用

在日本,含茶多酚的麵條、饅頭、糖果等食品已經普及,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於糧食製品中,糖果、餅乾、蛋糕、月餅、方便麵、奶粉、大米澱粉等產品中加入茶多酚可以抑製細菌生長,起到延長貨架期的傚果。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%濕度的環境條件下貨架期由14 d 延長至64 d,推測在20 ℃、70%濕度的環境條件下貨架期可由56 d延長至256 d。

茶多酚添加到澱粉、麵團、糕點等糧食製品中也能改善其性質。研究表明,麵團中添加1%茶多酚能增加麵團的拉伸面積和比例,提高麵筋含量和麵團製品的咀嚼度,並且能提高麵粉的抗氧化性。茶多酚添加到米粉和澱粉中可提高其熱力學穩定性和凍融穩定性,使澱粉具有緩慢消化特性。茶多酚用於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用

茶多酚添加到飲料中,對飲料品質的穩定性和延長保質期有較好的傚果。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製作用,從而將保鮮期延長7 ~10 d,且傚果優於山梨酸鉀。茶多酚添加到豆奶和汽水等飲料中能抑製維生素A、維生素C 等多種維生素的降解破壞,保留飲料的營養成分;茶多酚添加到可樂、啤酒、白酒等產品中可開發具有抗氧化等功能的飲品。茶多酚添加到各種乳製品中,既可消除異臭,又可防止乳製品中油脂類物質的氧化,還可明顯地改善乳製品的風味特徵,提高產品質量和營養價值。

五、茶多酚在肉製品保鮮中的應用

肉製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,茶多酚的抑菌傚果比較好,兒茶素可以通過抗氧化和抑製細菌等微生物增殖2個方面改善肉製品的顏色,延緩氧化過程,從而達到保鮮傚果。因此,茶多酚用於肉製品保鮮具有較好的傚果。

茶多酚對低溫冷藏條件下的冷鮮肉有較好的保鮮傚果,生鮮豬肉、牛肉和羊肉等肉製品中添加0.1%~0.5%的茶多酚可以保持肉的品質,減緩微生物、揮發性鹽基氮的增長速度和脂質氧化,茶多酚的抗氧化和抑菌作用能降低胺類物質的增速,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期至60 d。

茶多酚不僅可以作為保鮮劑直接應用,還可以添加到包裝輔助材料中,研究表明,添加10%茶多酚製成的複合墊片作為冷鮮肉的運輸和貯藏材料,能抑製細菌生長,降低脂肪氧化,延緩鮮肉的腐敗,可將保質期由3 d延長至5 d。

茶多酚對臘肉、香腸等再加工肉製品也有較好的保鮮和護色傚果,茶多酚還可以阻止香腸、罐頭和臘肉等肉製品中亞硝胺的形成。臘肉中添加0.1%的茶多酚能抑製酸價和過氧化值,肉色呈玫瑰紅色,而對照組呈黃色,對臘肉的保鮮傚果好。香腸中添加0.03%的茶多酚對香腸的菌落總數、乳酸菌數、pH值,以及色澤和感官品質等方面具有較好的改善傚果,茶多酚對乳化腸的護色傚果優於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、殼聚醣等其他天然抗氧化劑復配,具有更好的保鮮傚果。

六、茶多酚在水產品保鮮中的應用

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,且能有傚去除魚腥味,延長貨架期。0.2%的茶多酚塗抹或噴淋白鰱魚能降低貯藏過程中菌落總數,揮發性鹽基氮含量、pH值和硫代巴比妥酸值優於對照,且貨架期可以延長至35 d以上。此外,茶多酚與殼聚醣和溶菌酶等複合處理對延長保鮮期傚果更佳。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的貯藏品質與對照貯藏10 d的傚果相同。

茶多酚對海產品運輸和銷售過程中的保鮮,也具有較好的傚果。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傚果也較好,能顯著降低菌落總數和細菌種類。茶多酚與殼聚醣、溶菌酶的複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-聚賴氨酸鹽為原料製成的微膠囊,對美國紅魚魚片具有較好的保鮮傚果,抑菌傚果顯著,脂肪氧化和蛋白質分解速率減緩,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,降低環境中的氧氣和果實中乙烯合成,從而延長保質期。

研究表明,通過噴灑、塗膜、浸泡茶多酚溶液等方式處理香菇、杏鮑菇、青椒、聖女果、蘋果、梨、冬棗、獼猴桃等果蔬食品,可減弱其呼吸強度,抑製果蔬表面細菌繁殖,降低氧化速率,達到保鮮傚果,其中以浸泡液中含茶多酚0.3%~2.0%的處理傚果較好。茶多酚處理獼猴桃能有傚降低澱粉酶和果膠酶活性,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,且對光和熱的穩定性好,光澤保持可從10 d增加至25 d以上。應用於蟠桃的保鮮時,噴灑液中茶多酚的最佳含量為3.8%。

茶多酚可以通過抑製呼吸作用、抑製微生物的侵染和較好的抗氧化傚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、聖女果、青椒、草莓、櫻桃、梨、棗等經過一段時間貯藏後維生素C含量比對照高2~5倍。此外,茶多酚與其他材料復配用於果蔬保鮮傚果更佳。

八、茶多酚在油脂中的應用

茶多酚的抗氧化活性最早用於油脂中,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,比較發現,茶多酚傚果優於BHA和BHT,與TBHQ傚果相近,而在食品安全方面顯著高於BHA、BHT和TBHQ。茶多酚對大豆油的抗氧化傚果也較好,添加0.02%茶多酚,65 ℃存放3 d,對大豆油的氧化抑製率達到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、葵花籽油等產品中的應用也有廣泛研究。

此外,脂溶性茶多酚應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,強於BHA和BHT,並且脂溶性茶多酚不會影響油脂質量。

九、茶多酚的其他應用

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傚果也較好,消除率達到90%以上。茶多酚用於糖果、口香糖、漱口水和牙膏等產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,發現儲存一段時間後,脂質過氧化產物乙醛、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生,防止肺部細胞損傷。

茶多酚還是體育運動能力恢復的有傚物質,通過調節腸胃系統中細菌和真菌的活性,結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,提高機體恢復運動的能力。在高校籃球、足球和羽毛球等運動員中運用相關的茶多酚製劑取得了較好的傚果。

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、環保、安全和健康等優點,隨著人們對食品安全問題的關注度提高,茶多酚在食品中的應用也會越來越廣泛。近幾年,關於茶提取物的研究方向從提取分離製備為主逐步發展為以終端產品研發為主,衍生出豐富多彩的各類添加茶多酚的產品,如糕點、糖果、冰激凌、麵條等茶多酚食品,用於肉製品、水產品、果蔬等食品中保鮮的茶多酚產品,以茶多酚為主要原料的藥物、保健品和膳食補充劑等。

目前,我國茶多酚的製備生產與食品應用已經積累了一定的研究基礎,且相關食品的開發呈現功能化、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用將會爆發式增長。



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