茶多酚對黑色沖調(diào)粉抗氧化及淀粉消化特性的影響

劉 欣 何新益,3 -,3 王洪濱 -黃宗海,3 -,3 劉曉東,3 -,3 甄潤英,3ZN -mg,3

(1. 天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384；2. 天津農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津 300384；3. 天津農(nóng)副產(chǎn)品加工科教興農(nóng)集成創(chuàng)新示范基地，天津 300384；4. 天津市鴻祿食品有限公司，天津 300384)

黑色食品已成為人們實現(xiàn)“食補”“食療”的有效手段。黑米集色、香、味、營養(yǎng)保健于一身，民間稱之為“神仙米”“藥米”“長壽米”，其蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素含量均遠遠高于普通稻米[1]。黑豆又名烏豆、零烏豆等，其營養(yǎng)價值在豆類中居于首位，蛋白質(zhì)含量達35%以上，氨基酸的組成與動物蛋白相似，利于人體消化吸收[2]。具有補腎益脾、降低膽固醇、增強鐵離子在人體中的吸收等作用。黑芝麻有“補中益氣，潤養(yǎng)五臟，利大小腸，產(chǎn)后贏困，催生落胞”的功能。黑木耳含蛋白質(zhì)、脂肪、多糖、維生素和鈣、磷、鐵等元素，其營養(yǎng)價值可與動物性食物相媲美，有“素中之葷”美譽[3]，黑棗可以促進人體內(nèi)的白細胞生長，降低血清固醇的含量，提高血清白蛋白，保護人體的肝臟，對防止骨質(zhì)疏松具有良好的效果[4]。

茶多酚(tea polyphenol，TP)又稱茶鞣質(zhì)，是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，包括黃烷醇、黃酮醇、黃酮、花青素、酚酸等[5]，是茶葉中有藥理和保健功能的主要成分之一[6]。人們從治病到防病觀念的轉(zhuǎn)變，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質(zhì)之外，還能夠促進人體生理狀況得到改善，使人體更加健康的一類食品。翟明惠等[7]對綠豆貢菊功能性飲料的工藝和配方進行探究，該產(chǎn)品中主要功能成分為黃酮類物質(zhì)，適合高血脂癥、動脈粥硬化患者食用。隨著生活節(jié)奏加快后，現(xiàn)興起一種方便食品—沖調(diào)粉，以方便、營養(yǎng)為特點，深受消費者青睞。目前將茶多酚與速溶黑色沖調(diào)食品配合進行加工及功效方面的研究還未見報道。本研究擬在黑色沖調(diào)粉中復(fù)配一定比例的茶多酚，進行產(chǎn)品的抗氧化活性研究，并觀察茶多酚的添加對沖調(diào)粉中淀粉消化特性的影響。旨在為低血糖指數(shù)、高抗氧化活性沖調(diào)食品的開發(fā)提供新方法、新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶多酚：EGCG 60%，天津農(nóng)學(xué)院實驗室提供，其中兒茶素含量為80%；

黑米、黑豆、黑芝麻、黑木耳、黑棗：天津市鴻祿食品有限公司；

T-AOC試劑盒：南京建成生物工程研究；

其他試劑：分析純，天津市風船化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平：HZ-K500C型，上海佑科儀器儀表有限公司；

紫外可見分光光度計：UV-3100PC型，上海美譜達儀器有限公司；

搖床：HNY-200D型，天津市歐諾儀器儀表有限公司；

離心機：H2050R型，湖南湘儀離心機儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗樣品制備

(1) 黑色沖調(diào)粉的制備：黑米、黑豆、黑芝麻、黑木耳、黑棗分別經(jīng)前處理，適當烘烤至熟后進行粉碎，按一定比例進行復(fù)配混勻后即為黑色沖調(diào)粉，其中黑米粉占39%、黑豆粉18%、黑棗粉3%、黑木耳粉3%、黑芝麻粉37%。

(2) 沖調(diào)粉中茶多酚添加量：取5份沖調(diào)粉，分別按粉重的0.008%，0.016%，0.024%，0.032%，0.040%加入茶多酚，充分混勻，作為5個試驗組。

1.3.2 沖調(diào)粉總抗氧化活力(T-AOC)的測定 采用南京建成生物工程研究所的試劑盒，嚴格按照說明書操作。

1.3.3 DPPH自由基清除率的測定 參照廖春燕等[8]方法并稍作修改。分別取試驗組樣品各10 g，同時取未添加茶多酚的沖調(diào)粉10 g作為樣品對照組，取0.04 g茶多酚作為茶多酚對照組。向試驗組、樣品對照組、茶多酚對照組中各加入45 mL乙醇溶液(80%)，50 ℃下超聲處理15 min(功率200 W)后，50 ℃水浴鍋中提取2 h，以2 000 r/min 離心15 min。取上清液各0.5 mL，分別加入4.5 mL DPPH溶液(60 μmol/L)，混勻后避光條件下靜置30 min，于517 nm下測定各溶液的吸光度，以乙醇溶液(80%)調(diào)零，同時測定4.5 mL DPPH和0.5 mL無水乙醇混合液的吸光值。按式(1)計算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——試驗組、樣品對照組、茶多酚對照組的吸光值。

1.3.4 總還原力測定 參照馬雨潔等[9]方法并稍作修改：按1.3.3處理各組樣品，離心后得上清液。分別取0.5 mL 上清液與0.2 moL/L磷酸鹽緩沖液2.5 mL和1 mg/mL 鐵氰化鉀1 mL混合，50 ℃水浴保溫20 min，快速冷卻，并加入10 mg/mL三氯乙酸(TCA)溶液2.5 mL 終止反應(yīng)。搖勻后，3 500 r/min離心10 min，將2.5 mL上清液轉(zhuǎn)移至試管中，分別加入2.5 mL雙蒸水及0.45 mL FeCl3充分混合后靜置10 min，于700 nm處測定各管吸光值。吸光值與還原力之間為正比例關(guān)系。

1.3.5 體外模擬小腸條件下茶多酚對淀粉消化的觀察方法 淀粉含量按照南京建成生物工程研究所提供的說明書進行操作。

體外模擬淀粉消化參照洪雁等[10]、尹青崗等[11]的方法，稍作修改。稱取試驗組、樣品對照組沖調(diào)粉各1 g，分別加入15 mL磷酸鹽緩沖液并均質(zhì)，煮沸后立即取出，冷卻至室溫，加入4 mL 1 200 Uα-淀粉酶液后震蕩，于加酶后30，60，90，120，150，180 min分別取1 mL消化液，加入4 mL無水乙醇混勻，3 000 r/min 離心 20 min。

取1 mL上清液，加入1 mL 3,5-二硝基水楊酸(10 mg/mL)，搖勻后于沸水浴中加熱5 min，取出冷卻后稀釋到15 mL，于520 nm下測定吸光度。按式(2)、(3)分別計算淀粉水解率及抑制率。

(2)

式中：

M——淀粉水解率，%；

在全球范圍內(nèi)，腸外致病性大腸埃希菌是導(dǎo)致尿路感染、血流感染和腦膜炎的主要原因［20］。腸外致病性大腸埃希菌進入血流后誘發(fā)強烈的宿主炎癥應(yīng)答，從而引起敗血癥，導(dǎo)致血流感染的高發(fā)病率和死亡率［21］。大腸埃希菌ST131型被認為是主要的腸外致病性大腸埃希菌［22-23］。本研究結(jié)果顯示，在血流感染的大腸埃希菌中ST131型別占6.3%，低于國內(nèi)外的報道［3-7］，提示ST131還未在本地區(qū)血流感染中形成大規(guī)模流行，可能存在其他引起血流感染的優(yōu)勢克隆型，需進一步檢測。

M1——取樣時間點消化液中葡萄糖含量，g;

M2——總淀粉含量，g。

(3)

式中：

W——淀粉水解抑制率，%；

W1——加酶后150 min樣品對照組消化液中還原糖含量，g；

W2——加酶后150 min試驗組消化液還原糖含量，g。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

所有試驗數(shù)據(jù)采用EXCEL進行處理及統(tǒng)計分析；顯著性分析采用組間F檢驗，P<0.01表示極顯著差異，P<0.05表示顯著差異，P>0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 沖調(diào)粉的總抗氧化能力(T-AOC)

由圖1可知，添加茶多酚后沖調(diào)粉的總抗氧化能力均顯著高于樣品對照組(P<0.05)，且呈劑量效應(yīng)關(guān)系，即茶多酚的添加量越高，沖調(diào)粉的總抗氧化能力越高。當茶多酚添加量為0.040%時，其T-AOC為8.83 U/g，比樣品對照組高1.30 U/g，比茶多酚對照組高0.80 U/g 。茶多酚添加量為0.040%時與茶多酚對照組(二者茶多酚濃度相同)、樣品對照組相比差異顯著(P<0.05)，可能與黑色沖調(diào)粉本身具有抗氧化物質(zhì)有關(guān)，茶多酚與黑色沖調(diào)粉中的黃酮、多酚類物質(zhì)發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，因此當茶多酚添加量為0.040%時總抗氧化能力最強。

2.2 沖調(diào)粉的DPPH自由基清除能力

由圖2可知，當茶多酚添加量為0.008%時，與樣品對照組差異不顯著(P>0.05)，茶多酚添加量達到0.016% 時，其DPPH自由基清除能力顯著高于樣品對照組(P<0.05)。茶多酚的添加量越高，沖調(diào)粉的DPPH自由基清除能力越高。當茶多酚添加量為0.040%時，其DPPH自由基清除能力為95.86%，比樣品對照組高4.60%，比茶多酚對照組高1.30%。茶多酚添加量為0.040%時與茶多酚對照組(二者茶多酚濃度相同)、樣品對照組相比差異顯著(P<0.05)，由于茶多酚為天然抗氧化劑。研究表明茶多酚具有較低的氧化還原電位，可以清除機體內(nèi)大量的有害自由基，添加茶多酚可以增加黑色沖調(diào)粉中多酚的含量，從而提高黑色沖調(diào)粉中DPPH自由基清除能力，樣品對照組也表現(xiàn)出較低的DPPH自由基清除能力，可能是黑色沖調(diào)粉中含有少量的抗氧化物質(zhì)的結(jié)果。

圖1 茶多酚添加量對T-AOC的影響

圖2 茶多酚添加量對DPPH的影響

2.3 沖調(diào)粉的總還原力

由圖3可知，添加茶多酚后沖調(diào)粉的總還原力均顯著高于樣品對照組(P<0.05)，且呈劑量效應(yīng)關(guān)系，即茶多酚的添加量越高，沖調(diào)粉的總還原力越高。當茶多酚添加量為0.040%時，其吸光度為0.54，比樣品對照組高0.04，比茶多酚對照組高0.02，當茶多酚添加量為0.040%時與樣品對照組、茶多酚對照組(二者茶多酚濃度相同)相比差異顯著。茶多酚的還原力與其抗氧化活性之間存在關(guān)系，茶多酚通過自身的還原作用給出電子而清除自由基，還原力越強，抗氧化活性越強。因此當茶多酚添加量為0.040%時抗氧化能力最強。

綜合圖1～3，在黑色沖調(diào)粉中加入茶多酚，明顯增強了產(chǎn)品的總還原力、DPPH自由基清除率、T-AOC，說明茶多酚具有抗氧化效果。段云龍等[12]研究表明，在面包中加入茶多酚，使面包總酚含量顯著增加(P<0.05)，增強了ABTS+自由基清除率和DPPH自由基清除率。洪興華等[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，能夠提高波爾山羊血清的抗氧化能力。李變變[14]在蘋果酒中加入茶多酚，證明茶多酚是一種優(yōu)于傳統(tǒng)抗氧化劑 SO2的一種新型抗氧化劑。

圖3 茶多酚添加量對總還原力的影響

2.4 沖調(diào)粉的淀粉消化特性

由圖4可知，5個試驗組、樣品對照組間的差異顯著(P<0.05)，添加茶多酚后沖調(diào)粉的淀粉水解率均顯著低于樣品對照組(P<0.05)，且呈劑量效應(yīng)關(guān)系，即茶多酚的添加量越高，沖調(diào)粉的淀粉水解率越低。在0～30 min，5個試驗組、樣品對照組的淀粉水解率增長速度最快，隨著時間的增加，淀粉水解率的增長趨于平緩，同一時間，不同的茶多酚添加量與樣品對照組差異顯著(P<0.05)。反應(yīng)時間為150 min時，試驗Ⅴ組的淀粉水解率為66.42%，比樣品對照組低24.98%。可能是茶多酚對α-淀粉酶具有很強的抑制作用，能顯著延緩人體的血糖應(yīng)答，因此隨著茶多酚添加量的增加水解率逐漸降低。

圖4 茶多酚添加量對淀粉水解率的影響

由圖5可知，當茶多酚濃度逐漸增加時，對α-淀粉酶消化反應(yīng)的抑制率作用越強。當茶多酚添加量由0.008% 增加到0.040%時，淀粉水解抑制率由9.93%上升至29.33%。添加茶多酚后的5個試驗組間的差異顯著(P<0.05)，隨著茶多酚添加量越高，沖調(diào)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，達到降低餐后血糖極速升高的目的。

綜合圖4～5，在黑色沖調(diào)粉中加入茶多酚，明顯降低了黑色沖調(diào)粉的淀粉水解率，淀粉水解抑制率明顯升高，說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應(yīng)，從而得出茶多酚對糖尿病及其并發(fā)癥防治具有積極作用。張致函[16]通過淀粉—茶多酚共研磨混合物的消化性試驗表明，茶多酚在一定程度上可以影響淀粉的消化性，并且隨著茶多酚比例的增加，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，對α-淀粉酶亦有一定抑制作用，因此茶多酚具有降糖作用。

圖5 茶多酚添加量對淀粉水解抑制率的影響

3 結(jié)論

本試驗探究了茶多酚對黑色沖調(diào)粉抗氧化特性及消化特性的影響。結(jié)果表明，隨著茶多酚添加量的增加，黑色沖調(diào)粉表現(xiàn)出抗氧化性增強，淀粉水解率下降的趨勢。當茶多酚添加量為0.040%時，黑色沖調(diào)粉的DPPH自由基清除能力、總還原力的吸光度和總抗氧化(T-AOC)能力分別增加了4.6%，0.58，8.83 U/g，黑色沖調(diào)粉的淀粉水解率下降了24.98%。研究結(jié)果為低血糖指數(shù)、高抗氧化活性沖調(diào)食品的開發(fā)提供新方法、新思路。茶多酚不僅具有良好的抗氧化能力，在消化特性方面也有良好的前景，下一步將探討其抑制淀粉消化的機理，開發(fā)出適合中老年及糖尿病患者食用的產(chǎn)品。