茶多酚對食品蛋白質(zhì)乳化功能影響的研究進(jìn)展

◎ 馬會杰，梁金波，戴居會

（恩施州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 恩施 445000）

茶是公認(rèn)有益于人類健康的最佳飲料，茶多酚是茶葉中最主要的功能成分，約占茶葉干重的25%～30%。茶多酚是一系列化合物總稱，其中兒茶素占60%～80%，分為酯型兒茶索和游離型兒茶素，酯型兒茶素占兒茶素的70%左右。已有研究表明其具有較多生理、藥理等功能[1]。茶多酚由于具有特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及價值，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在多個領(lǐng)域。近年來食品工業(yè)茶多酚的應(yīng)用研究也越來越多，部分研究已表明茶多酚的添加對食品色、味的形成有重要影響[2-3]。

蛋白質(zhì)是組成生物個體的主要元素，其具有發(fā)泡乳化、持水力、形成膠體等特點(diǎn)，對改善食物品質(zhì)、質(zhì)地構(gòu)成產(chǎn)生較大影響[4]。隨著食品蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及與之相關(guān)聯(lián)功能的發(fā)現(xiàn)以及對其營養(yǎng)功能的深入認(rèn)識，如何在食品加工中進(jìn)一步改善食品的性能和質(zhì)地構(gòu)成，改進(jìn)食品營養(yǎng)成分及外觀構(gòu)成成為研究者重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。研究表明茶多酚具有形成沉淀、產(chǎn)生澀味的特點(diǎn)，并且對蛋白質(zhì)生物利用率也能產(chǎn)生影響[5]。為更好地提高人們的生活水平，改善食品品質(zhì)及其營養(yǎng)成分特征，將茶多酚應(yīng)用在食品蛋白質(zhì)改進(jìn)方面也成為食品工業(yè)重點(diǎn)探索發(fā)展方向。

1 茶多酚在食品中應(yīng)用近況

茶多酚是一種來自茶葉的天然物質(zhì)，其食用安全，近年來在食品領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛[6]。在食品中添加茶多酚，能延長食物保質(zhì)期，維持食物中多種營養(yǎng)元素的穩(wěn)定，茶多酚在食品領(lǐng)域中用途較廣，正逐漸成為研究熱點(diǎn)[7]。

1.1 糕點(diǎn)及乳制品

在糕點(diǎn)及乳制品中添加茶多酚可保持該食品原有的風(fēng)味、形色、延長保質(zhì)期[8]。此外，茶多酚還可抑制和殺滅食品中的細(xì)菌[9]，延長食品的安全保質(zhì)時間。

1.2 飲料生產(chǎn)

茶多酚不僅可用于制作茶飲料、各種含茶飲品，還能防止豆奶、汽水、果汁等的維生素、胡蘿卜素等營養(yǎng)物質(zhì)降解，維持飲料中各類營養(yǎng)元素的穩(wěn)定。在飲料中添加茶多酚能對色素和維生素起到保護(hù)作用，既可防止飲品褪色，又可發(fā)揮純天然色素的效果。研究表明，在生產(chǎn)上使用茶多酚后可明顯增加食品穩(wěn) 定性[10]。

1.3 油料和油制食品的抗氧化

茶多酚應(yīng)用于食用油脂可起到抗氧化作用，其抗氧化能力比常規(guī)抗氧化劑高，低濃度（20～100 mg·L-1）同樣效果明顯，此外還對眾多食用油脂的過氧化值和酸價有明顯抑制作用，使用效果好于使用維生素[11]。另外，油脂中使用茶多酚能使酸敗延遲，防止油品在銷售期質(zhì)量下降，增長商品銷售時間[12]。在方便面等速食加工中使用茶多酚有較好防腐變效果[13]。將茶多酚用在油炸馬鈴薯片中效果顯著，在室溫?zé)o密封貯藏環(huán)境下，添加茶多酚組3個月無異味，而無添加組在43 d即呈現(xiàn)酸敗味[14]。

1.4 果品和菜蔬保鮮

在鮮果和菜蔬上噴淋茶多酚溶液可有效抑制病菌滋生，保持果品、菜蔬原有的色澤，達(dá)到保鮮保效效果。例如用茶多酚處理草莓后放置6 d，維生素C保存率為62.35 mg/100 g，對照組的維生素C僅為35.12 mg/100 g。 使用茶多酚制作的保鮮劑保鮮的草莓，在4 ℃條件下保存12 d，鮮果完好率達(dá)到53.28%，外形和品質(zhì)都得到了有效保障[15]。

1.5 肉類的保質(zhì)和防壞

茶多酚對肉制品等有著良好的保質(zhì)防變效果。實驗表明使用茶多酚對芽孢菌、金黃色葡萄球菌等具有明顯抑制和殺滅作用[11]，此外，還能防止肉類產(chǎn)生不良?xì)馕叮乐诡伾由?。茶多酚由于具有眾多的藥理特性和功能價值，除了在上述食品加工中領(lǐng)域中的應(yīng)用，也廣泛應(yīng)用于食品蛋白質(zhì)營養(yǎng)及質(zhì)地構(gòu)成改善方面[16]。

2 茶多酚對不同種類食品蛋白質(zhì)乳化能力的影響

乳化是指將兩種及以上的彼此不相溶的分散系，例如油和水混合形成乳狀液的性能。乳化包含乳化的能力和乳化穩(wěn)定性[17]。郭興鳳等[18]認(rèn)為茶多酚（TP）是茶葉中一種重要的功能物質(zhì)，茶多酚的乳化能力能改變大豆分離蛋白在多種食品食品系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并為此開展實驗，在40 ℃、pH 6.5時，茶多酚溶液對于含有大豆分離蛋白起泡性及泡沫穩(wěn)定性有顯著提升。胡思等[19]實驗表明，一定茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度能改變面筋蛋白混合分散液乳化性，面筋蛋白可隨茶多酚濃度改變呈現(xiàn)乳化的功能、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性改變。濃度為2%時，乳化穩(wěn)定性最好。隨著加入茶多酚濃度的上升，面筋蛋白形成泡沫能力及穩(wěn)定能力先變大后變小。

覃思[20]對蛋白質(zhì)乳化性能研究表明，茶多酚對蛋白質(zhì)乳化性能有一定程度的改善作用。不同種類蛋白質(zhì)作用程度不同[21]。添加不同濃度的茶多酚對蛋清蛋白、大豆分離蛋白、乳清濃縮蛋白、牛血清蛋白等乳化能力均有明顯提升作用。但另一方面，茶多酚對所有蛋白質(zhì)乳化穩(wěn)定性能影響不明顯。王團(tuán)結(jié)等[22]發(fā)現(xiàn)，茶多酚濃度變大對復(fù)合乳液乳化后的穩(wěn)定性和抗氧化性加強(qiáng)，而乳化后活性影響不明顯。茶多酚使用量變大，復(fù)合乳液穩(wěn)定性先上升后下降。隨著環(huán)境pH值上升，復(fù)合乳液活性和穩(wěn)定性表現(xiàn)為pH大于7時相比pH小于7有所加強(qiáng)，抗氧化能力變化則與之相反。

此外，有研究發(fā)現(xiàn)[23]在一定環(huán)境條件下，茶多酚中的EGCG能夠與α-乳清蛋白結(jié)合使混合液體的渾濁度變小，同時在另一方面提高了α-乳清蛋白的乳化能力，從而使溶液穩(wěn)定性增加。

王團(tuán)結(jié)[24]通過結(jié)合多種光譜及電鏡等設(shè)備技術(shù)，研究茶多酚濃度對納米蛋白乳液的乳化活性、穩(wěn)定性及功能特征性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著茶多酚濃度的增加，茶多酚同樣能對顆粒直徑更加微小的納米蛋白乳化起到明顯作用，同時其乳化能力呈現(xiàn)一定的先上升后下降的規(guī)律。

姜佳星[25]通過實驗證實添加茶多酚對冷凍魚肉蛋白有一定作用，而魚肉蛋白相對其他食品蛋白質(zhì)具有更多的小分子氨基酸肽鏈等分支結(jié)構(gòu)。因此區(qū)別于其他的種類食品蛋白質(zhì)，這表明茶多酚對小分子蛋白質(zhì)乳化同樣具有影響作用，相較于大分子食品蛋白質(zhì)，其乳化影響作用更為明顯。深入研究表明，這是因為小分子肽鏈能擴(kuò)散并吸附在界面上，但它們不會發(fā)生如大分子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)類似的疊起改變，比起大分子肽鏈，其乳化后穩(wěn)定能力要差得多。

眾多研究表明，茶多酚能對多種食品蛋白質(zhì)乳化性能具有影響，但對不同類型食品蛋白質(zhì)最佳作用條件有所不同，且乳化后蛋白質(zhì)穩(wěn)定能力效果表現(xiàn)不同。

3 不同濃度及條件下茶多酚對食品蛋白乳化性能的影響

石晶[26]研究表明，在一定濃度值內(nèi)，隨著茶多酚（TP）含量的增大，大豆蛋白的乳化穩(wěn)定性先升高而后降低，在茶多酚含量為0.08%時大豆蛋白的乳化穩(wěn)定性最大，相比同樣濃度不含TP的大豆蛋白乳化性有顯著提升。而郭興鳳[27]等研究表明，在40 ℃、pH=6、添加0.08%茶多酚時，相較相同條件下未加入茶多酚的5%大豆蛋白溶液乳化性和乳化穩(wěn)定性無明顯改變。有實驗表明加入0.03%以上茶多酚能保持草魚魚肉蛋白的乳化性能及提升穩(wěn)定能力[28]。也有實驗證明，隨著茶多酚濃度的變大，復(fù)合蛋白穩(wěn)定性提升而活性改變不明顯[22]。納米蛋白的乳化穩(wěn)定性則表現(xiàn)為明顯得到提升，納米蛋白乳化活性先上升后下降。胡思等[19]實驗證明，面筋蛋白的乳化性能隨茶多酚添加明顯變小。茶多酚溶液濃度為2%時，乳化穩(wěn)定性保持度最好。其后隨著茶多酚添加量的不斷增加，面筋蛋白的乳化能力和保持度性均先上升后下降。

池海波[29]研究表明添加不同濃度茶多酚對玉米醇溶蛋白存在明顯改變，隨著茶多酚濃度的變大，乳化穩(wěn)定性先降后增，總體上看，茶多酚濃度變大對玉米醇溶蛋白乳化后的保持能力影響不變。

胡湘蜀[30]研究表明，在一定環(huán)境條件范圍內(nèi)，茶多酚對大豆分離蛋白乳化效果呈現(xiàn)規(guī)律表現(xiàn)為，隨茶多酚（TP）濃度的增加先上升后稍下降再隨之上升，當(dāng)0.8%（w/v）時達(dá)到最高。

田梅[31]等研究結(jié)果表明，大豆分離蛋白在實驗情況的幾個茶多酚使用量影響下其乳化能力和乳化穩(wěn)定性均有明顯改變。從乳化能力來看，在不同的濃度情況下有著相似的變化趨勢。即乳化能力都是遵從先升高后降低而后再升高的規(guī)律，乳化能力在單獨(dú)同等濃度蛋白質(zhì)條件下都能提高到3倍左右，而乳化穩(wěn)定性則基本沒有什么變化，僅稍微增強(qiáng)。

4 茶多酚對蛋白質(zhì)乳化性能影響的機(jī)理

蛋白質(zhì)所含的氨基酸一般分為疏水性及親水性兩大類，在乳化時，蛋白質(zhì)的部分氨基酸能構(gòu)造成一種類似的表面層物質(zhì)連接脂肪球表層，使脂肪球散開并分散于水溶液中，而不是使其互相連結(jié)成一團(tuán)。蛋白質(zhì)的乳化作用不僅能使得油和水形成乳狀液，而且起到維系保持乳化不變的作用。

茶多酚分子組成中具有許多活性鍵位結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)賦予了茶多酚獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，如活性羥基或其他活性部位改變蛋白質(zhì)形成氫鍵的能力，從而構(gòu)造出有部分強(qiáng)度的表面層，這種表面層的形成與活性羥基的數(shù)目構(gòu)成有很大程度關(guān)聯(lián)。茶多酚與蛋白質(zhì)主要是通過疏水作用、氫鍵、范德華力絡(luò)合[32]。這種構(gòu)造出的表面層能降低兩種及以上互不相溶溶液的表面張力，加大了形成泡沫和維持泡沫持久的性能。而大豆分離蛋白與茶多酚形成不同于其他食品蛋白質(zhì)乳化的原因，還需要更深入的研究和探討[33]。此外，環(huán)境條件如溶解度、pH、溫度等因素對茶多酚與蛋白質(zhì)的相互作用也有較大影響。

茶多酚的結(jié)構(gòu)構(gòu)成中酚羥基能與醇羥基和羧基形成酚類反應(yīng)，也能與醇、酸形成反應(yīng)。此外吡喃環(huán)中的醚鍵也具有一定活性，在各種環(huán)境下均易發(fā)生改變。茶多酚擁有多個可以反應(yīng)的活性基團(tuán)及部位，使其可發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)[34]。另外，一些其他的親核中心和親電中心結(jié)構(gòu)形成的眾多活性鍵位也會對食品蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成帶來改變。

5 結(jié)語

食品工業(yè)中，隨著研究者不斷對茶多酚結(jié)構(gòu)成分及其相應(yīng)功能研究加深，茶多酚將被應(yīng)用于更多類型的食品蛋白質(zhì)乳化方面。但茶多酚作為多酚物質(zhì)還存在一定自身限制因素。如茶多酚屬于極性較強(qiáng)物質(zhì)，在食品蛋白質(zhì)乳化時溶解性差。另外，茶多酚本身不穩(wěn)定，其脂溶性有待增強(qiáng)且自身也會存在氧化[35]。此外，食品蛋白質(zhì)乳化性能還受到環(huán)境條件等因素影響。總之。茶多酚對食品蛋白質(zhì)的乳化應(yīng)用還需要更多深入的研究。