茶與乳制品中關(guān)鍵成分的相互作用及對(duì)健康的影響

趙瑾?jiǎng)P 應(yīng)劍 王勇 王黎明 楊脈 鐘天白 牛興和 董志忠

摘 要：目的：探究茶與乳制品中關(guān)鍵成分的相互作用及其對(duì)體內(nèi)消化過程和人體健康的影響。方法：選擇茶葉成分、乳成分、相互作用、消化、健康的相關(guān)關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、PubMed等國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫查找相關(guān)資料進(jìn)行整理和研究。結(jié)果：茶葉中的茶多酚會(huì)與乳制品中的蛋白質(zhì)通過共價(jià)或非共價(jià)形式發(fā)生相互作用，形成多酚-蛋白復(fù)合物，不僅影響茶和乳制品成分在人體內(nèi)的消化和代謝過程，而且對(duì)茶和乳制品原有的抗氧化、抗癌、抑菌作用產(chǎn)生影響。結(jié)論：多酚-蛋白復(fù)合物的形成會(huì)對(duì)茶和乳制品中的各類成分的體內(nèi)消化過程產(chǎn)生影響，對(duì)人體健康有積極作用。

關(guān)鍵詞：茶多酚；乳蛋白；相互作用；健康作用

近年來，隨著我國慢性代謝性疾病人群的增長，營養(yǎng)健康型食物被進(jìn)一步開發(fā)和利用，茶葉在調(diào)節(jié)血壓和糖脂代謝、調(diào)節(jié)腸道菌群、降低慢病風(fēng)險(xiǎn)等方面的益處也得到了更多的認(rèn)可［1-8］。酸奶是目前最常見的健康乳制品之一，富含雙歧桿菌等益生菌，具有改善乳糖不耐、調(diào)節(jié)腸道健康的作用［9-10］。茶與奶混合食用時(shí)，茶多酚類與乳制品中的蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)發(fā)生相互作用并形成復(fù)合物，這一反應(yīng)影響茶和乳制品成分在人體內(nèi)的消化、代謝過程［11-12］，并對(duì)茶和乳制品原有的抗氧化、抗癌化、骨骼健康等作用產(chǎn)生影響。由于多酚類物質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合會(huì)改變二者的分子結(jié)構(gòu)，從而使原物質(zhì)的消化率、生物利用率和生物活性發(fā)生變化，因此探究茶葉成分和乳制品之間的相互作用具有重要的意義。

1 茶葉成分與乳制品成分的相互作用與方法

茶葉中所有酚類化合物總稱為茶多酚，主要包括兒茶素（C）、表兒茶素（EC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表沒食子兒茶素（EGC）等物質(zhì)。茶多酚具有較強(qiáng)的抗氧化活性，并對(duì)茶的色澤、香氣和味道的形成有重要作用［12-14］。茶多酚與乳制品中的蛋白質(zhì)通過非共價(jià)相互作用和共價(jià)相互作用，可發(fā)生強(qiáng)烈的特異性結(jié)合，蛋白質(zhì)與茶多酚的相互作用方式取決于二者的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及比例，同一個(gè)體系中可能同時(shí)存在非共價(jià)和共價(jià)復(fù)合物［15］。高分子量、高疏水性的茶多酚容易與蛋白質(zhì)形成共價(jià)作用，而具有高堿性殘留物、高脯氨酸含量、高疏水性特性的蛋白質(zhì)則容易與茶多酚形成共價(jià)作用，另外還與多酚物質(zhì)和蛋白質(zhì)的相對(duì)濃度、pH、溫度等因素有關(guān)［16-17］。因此，兒茶素與牛奶中的β-乳球蛋白的結(jié)合順序?yàn)镋GCG＞ECG＞EC＞C［18-19］。由于兒茶素兼有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)，可與乳脂球膜上的結(jié)構(gòu)域發(fā)生特異性結(jié)合，有些結(jié)合僅發(fā)生在膜表面，而有些結(jié)合則會(huì)在脂質(zhì)雙層中間［20］。兒茶素與β-酪蛋白的相互作用使牛奶蛋白質(zhì)表面的疏水位點(diǎn)減少，從而降低了牛奶蛋白的表面疏水性［21］。多酚類物質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的互相作用，導(dǎo)致其穩(wěn)定性和生物活性發(fā)生變化。酪蛋白與茶多酚形成絡(luò)合物，可減少體系中游離多酚類物質(zhì)的含量，并不同程度地影響各類茶多酚的回收率、胃腸道消化速率及抗氧化活性［12，20，22-23］。

2 相互作用對(duì)體內(nèi)消化過程的影響

2.1 乳制品及其成分對(duì)茶葉成分體內(nèi)消化過程的影響

茶多酚的穩(wěn)定性較差，其適宜的pH值為5.8左右，因此在人體胃腸道的環(huán)境中容易失活［24］。向茶中添加乳制品可顯著提高茶多酚在體外消化系統(tǒng)中的回收率［23，25-26］，反之，添加糖或可可，在模擬胃消化后仍具有活性的茶多酚類物質(zhì)含量顯著降低［27］，因此，酚類-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成可能有助于維持茶多酚的體內(nèi)穩(wěn)定性。但是，一項(xiàng)針對(duì)英國紅茶［總茶多酚含量（0.93±0.06）mol/L］和印度紅茶［總茶多酚含量（1.83±0.08） mol/L］的研究得出相反的結(jié)論，當(dāng)添加牛奶的濃度從5.6%增加到40%時(shí)，兒茶素在體外模擬胃-腸道-刷狀緣（利用從幼豬腸中分離得到的刷狀邊界膜）消化系統(tǒng)中的回收率逐漸降低，且添加脫脂奶或全脂奶不影響這一結(jié)論［11］。另一項(xiàng)體外模擬胃腸道消化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其可能的機(jī)制是茶湯與牛奶混合后形成的多酚-蛋白質(zhì)復(fù)合物經(jīng)過胃消化后被水解，茶多酚被重新釋放；經(jīng)過腸消化后除EC外其余茶多酚回收率均降低，表明牛奶成分對(duì)不同結(jié)構(gòu)茶多酚體內(nèi)過程的影響存在差異，與其結(jié)合能力有關(guān)［12］。這與微膠囊的釋放過程類似，糖基化的酪蛋白作為微膠囊的包材，可較好地包裹和保留EGCG，使其在體外模擬腸液中緩慢并持續(xù)地釋放［28］。

牛奶成分對(duì)茶多酚生物利用率的影響較為復(fù)雜。牛奶蛋白會(huì)降低綠茶多酚的生物利用率，而牛奶中的礦物質(zhì)則可以保護(hù)茶中的多酚類物質(zhì)，提高其在消化過程中的生物利用率［29］。利用Caco-2細(xì)胞模型分析牛奶成分對(duì)茶多酚在小腸上皮細(xì)胞中轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，牛奶成分有助于兒茶素通過Caco-2細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)提高了兒茶素孵育后在底端溶液中的回收率［12，30］。

2.2 茶葉及其成分對(duì)乳制品成分體內(nèi)消化過程的影響

茶多酚-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成，也會(huì)影響乳制品蛋白質(zhì)和脂肪在胃腸道的消化。向牛奶、酸奶和奶酪中加入一定量的綠茶提取物，可以減緩胃蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解作用，降低乳制品游離脂肪酸的釋放速度［31］。向總茶多酚含量為（1.83±0.08）mol/L的印度紅茶中添加25%～40%的牛奶，模擬胃腸消化，蛋白質(zhì)的消化速度變慢［11］。牛奶蛋白離體消化率隨著茶奶混合體系中茶多酚含量的增加而顯著降低，但當(dāng)茶多酚含量增加到20.0 g/L以上后，蛋白質(zhì)的消化率就不會(huì)再有明顯變化，對(duì)應(yīng)的消化速率也降低［32］。茶多酚對(duì)胰蛋白酶的作用，也影響牛奶蛋白質(zhì)的消化。茶多酚可顯著提高胰蛋白酶的活性，從而提高人體對(duì)蛋白質(zhì)的消化能力，飲用茯磚茶促消化，可能與此相關(guān)［33］。茶多酚對(duì)胰脂肪酶表現(xiàn)為抑制作用，其中白茶的抑制率高于綠茶和紅茶，白茶的茶多酚EC50為22 μg/mL，綠茶的茶多酚EC50為35 μg/mL，而紅茶在100 μg/mL還未表現(xiàn)出抑制效果，認(rèn)為兒茶素可能是抑制脂肪酶的主要物質(zhì)［34］，也可能是由于酯型兒茶素羥基更多更易于以共價(jià)結(jié)合形式與酶蛋白結(jié)合。

3 茶與牛奶相互作用的健康意義

3.1 抗氧化

茶多酚是茶葉中最重要的抗氧化成分。牛奶對(duì)茶葉抗氧化活性的影響不盡相同，與這兩種復(fù)雜食物中營養(yǎng)素和植物化學(xué)成分的含量及比例相關(guān)。茶葉的種類、茶湯濃度、茶多酚的類型與含量、牛奶中蛋白質(zhì)和脂肪酸的含量等因素均影響抗氧化能力。對(duì)于食物成分的相互作用，研究認(rèn)為，牛奶中的脂肪和蛋白質(zhì)導(dǎo)致茶多酚的抗氧化作用降低［23，35-36］，其可能的機(jī)制是茶多酚的羥基與牛奶乳脂球膜上的結(jié)構(gòu)域發(fā)生疏水相互作用。脂肪含量較高的牛奶，降低紅茶抗氧化性的程度也較高，因此全脂牛奶降低紅茶抗氧化活性的程度高于蛋白質(zhì)含量相似的半脫脂牛奶以及脫脂牛奶［20，23］。模擬胃腸消化研究發(fā)現(xiàn)，茶奶混合物消化后盡管茶多酚含量會(huì)明顯降低，但牛奶可協(xié)同增強(qiáng)其抗氧化活性，因此混合物總抗氧化活性變化并不顯著［37］，甚至有所增加［32］。一項(xiàng)針對(duì)29～51歲健康成年男性的研究表明，在紅茶中加入牛奶會(huì)降低血液中兒茶素的時(shí)間曲線下面積，但是不影響受試者血漿總抗氧化能力［38］。另一項(xiàng)針對(duì)25～80歲健康成年人的隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的臨床試驗(yàn)顯示，綠茶多酚與牛奶混合后仍具有抗氧化性質(zhì)，飲用后可增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶活性和血液抗氧化性，從而改善皮膚質(zhì)地和完整性［39］。茶奶抗氧化協(xié)同的機(jī)制與兒茶素和牛奶多肽、氨基酸和維生素等抗氧化成分的協(xié)同作用有關(guān)。向全脂牛奶體系中添加不同濃度的綠茶C和EGCG，牛奶體系的總抗氧化能力均增強(qiáng)，且抗氧化能力隨著加入C和EGCG濃度升高而增強(qiáng)［23］。Rashidinejad等［40］發(fā)現(xiàn)，在不改變生產(chǎn)奶酪的pH和各類成分的前提下，兒茶素或綠茶提取物可明顯增強(qiáng)奶酪中多酚物質(zhì)含量和其抗氧化性能。但是當(dāng)C或EGCG的添加量成倍增加時(shí)，抗氧化能力并非成倍增加，這可能是由于有一部分多酚物質(zhì)不具有抗氧化性。除此之外，綠茶、紅茶、白茶還可以保護(hù)并維持酸奶在儲(chǔ)藏過程中的抗氧化能力［41］。

3.2 骨健康

長期飲用牛奶可增加鈣攝入量，提高人體骨密度，對(duì)骨骼健康具有積極作用［42-43］，特別是對(duì)于雌激素分泌減少的絕經(jīng)期婦女，富含維生素D和鈣的牛奶可改善骨質(zhì)流失的情況［44］。飲茶也可以減少老年女性的骨質(zhì)流失。一項(xiàng)針對(duì)1 256名65～75歲英國女性的研究發(fā)現(xiàn)，在腰椎、股骨頸、大轉(zhuǎn)子和Ward三角部位，喝茶女性的骨密度更高，但在茶中加奶幾乎不會(huì)改變茶對(duì)骨密度的影響［45-46］。薈萃研究表明，茶葉可明顯改善人體骨健康，與其中含量占25%～35%的多酚物質(zhì)有密切關(guān)系，茶多酚可增強(qiáng)骨細(xì)胞的形成并且抑制破骨細(xì)胞的形成，從而提高骨密度、減少骨質(zhì)流失［47］。動(dòng)物研究也表明，茶多酚可以提高骨密度和強(qiáng)度，這些骨保護(hù)作用可能是通過增強(qiáng)抗氧化能力或抑制炎癥反應(yīng)所實(shí)現(xiàn)的［48-49］。盡管攝入咖啡因大于300 mg時(shí)，會(huì)加劇絕經(jīng)后老年婦女的脊柱骨質(zhì)流失，但由于茶葉中咖啡因的含量為20～40 mg/g，約占干物質(zhì)的2%～4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于茶中多酚物質(zhì)的含量（含量可達(dá)25%～35%），因此綜合作用下茶可降低患骨質(zhì)疏松的風(fēng)險(xiǎn)［47，50-51］。

3.3 癌癥風(fēng)險(xiǎn)與腫瘤細(xì)胞殺傷作用

茶中的多酚物質(zhì)和茶黃素不僅可以防止牙周炎和口腔黏膜疾病，還具有一定的口腔癌預(yù)防功能［52］。此外，飲用茶和牛奶都可以降低口腔癌的患病風(fēng)險(xiǎn)，并且茶和牛奶同時(shí)飲用對(duì)降低口腔癌的患病幾率有聯(lián)合效應(yīng)，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，添加了乳鐵蛋白的茶多酚對(duì)于舌鱗癌細(xì)胞增殖有抑制作用，強(qiáng)于茶多酚單獨(dú)的抑制作用［53］ 。在頰囊癌倉鼠模型中，同時(shí)給予乳鐵蛋白和紅茶多酚，二者通過調(diào)節(jié)致癌物代謝酶和細(xì)胞氧化還原狀態(tài)，能更有效地抑制倉鼠頰囊癌的發(fā)生［54］。酯型兒茶素可能是茶多酚抗癌的主要成分［55］。利用不同濃度EGCG牛奶溶液作為細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29進(jìn)行培養(yǎng)，與添加了低濃度的EGCG（0.08、0.09 μmol/L）相比，添加較高濃度的EGCG（0.97、1.95 μmol/L）對(duì)HT-29有一定的殺傷作用，并且與酪蛋白形成復(fù)合物后該性能也并沒有受到影響。通過動(dòng)態(tài)的仿生模擬人胃腸道的體外系統(tǒng)對(duì)酪蛋白微膠粒-EGCG復(fù)合物進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)，盡管從胃、十二指腸、回腸段消化液中回收的EGCG均低于游離EGCG，但是消化物抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的生物活性并未減弱。在（4D/WT）腫瘤化細(xì)胞系（D/v-src）中，也觀察到了類似的現(xiàn)象；但當(dāng)EGCG的濃度低于0.15 mg/mL時(shí)，與酪蛋白結(jié)合會(huì)減弱EGCG的殺傷作用［56-58］ 。一項(xiàng)動(dòng)態(tài)體外模擬消化研究中發(fā)現(xiàn)，綠茶和紅茶提取物在消化過程中均表現(xiàn)出對(duì)食品誘變劑MeIQx（一種雜環(huán)芳香胺）誘變功能的抑制作用，且在消化120 min時(shí)抑制效果達(dá)到最高；但是混合了全脂、半脫脂或脫脂牛奶的茶湯抑制能力均在不同程度上被削弱。如果將茶湯和MeIQx在消化開始前就進(jìn)行混合，并同時(shí)注入動(dòng)態(tài)體外消化設(shè)備，可完全抵抗誘變劑MeIQx的致突變性，且牛奶對(duì)此負(fù)面影響極為有限，這可能是由于茶多酚上抗突變基因的位點(diǎn)與誘變劑和牛奶均可結(jié)合，所以當(dāng)茶多酚與誘變劑先結(jié)合后，牛奶就不再能削弱這一作用［59］。

3.4 抑菌作用

茶中的兒茶素和茶黃素會(huì)顯著抑制口腔致病菌的黏附和生長，因此經(jīng)常飲茶或?qū)⒉枞~提取物添加到牙膏中，可以改善人體口腔健康狀況［60］。此外，茶中多酚物質(zhì)還可以阻止金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、蠟狀芽孢桿菌和幽門螺桿菌等食源性病原體的生長，且可以有效抑制李斯特菌等革蘭氏陽性菌。茶多酚的這種抑菌作用在與牛奶混合后會(huì)減弱。盡管綠茶和紅茶提取物與牛奶混合體系經(jīng)過發(fā)酵后其中的總酚類物質(zhì)含量降低（分別降低了22%、26%），但是該富含酚類的發(fā)酵牛奶對(duì)金黃色葡萄球菌和李斯特菌生長和附著的抑制效果卻比單一茶提取物的抑菌效果明顯增強(qiáng)了10%左右，說明發(fā)酵過程產(chǎn)生的新化合物也有助于阻止致病微生物的生長［61］。

3.5 心血管健康

盡管茶葉有改善心腦血管健康的作用，但是飲茶方式及生活方式對(duì)這一作用會(huì)產(chǎn)生影響。新疆地區(qū)少數(shù)民族高血壓的高發(fā)病率就可能與他們的飲食習(xí)慣有關(guān)。以哈薩克族人群為研究對(duì)象，隨機(jī)抽取高血壓患者220例為高血壓組，正常血壓者220例為對(duì)照組，進(jìn)行問卷調(diào)查及相關(guān)指標(biāo)測量，結(jié)果顯示，口味偏咸、大量飲用含鹽奶茶 （≥10碗/d，相當(dāng)于鹽攝入量≥6.25 g/d）、常食腌肉 （≥6月/年）、肥胖和超重可能是導(dǎo)致哈薩克族高血壓發(fā)生的重要因素［62］。但由于奶茶中加鹽，認(rèn)為高血壓與鹽攝入量有關(guān)，而非奶茶。茶葉中的特征性化合物如茶多酚、茶黃素通過抑制炎癥因子發(fā)展和調(diào)控信號(hào)通路可明顯降低血漿膽固醇（60%）和肝臟膽固醇水平（25%），從而抑制心血管疾病的產(chǎn)生［63-64］，但由于牛奶中蛋白質(zhì)會(huì)與多酚類物質(zhì)形成復(fù)合物，因此與牛奶混合后可能會(huì)消除茶多酚的這種有益作用。

4 茶與乳制品的相互作用在食品研發(fā)中的應(yīng)用

茶或茶葉提取物可作為一種天然抗氧化劑添加進(jìn)發(fā)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、強(qiáng)化營養(yǎng)健康功能的作用，且添加量越高，抗氧化能力的增強(qiáng)作用越明顯［13，65］。添加茶多酚之前，可以用脂質(zhì)體進(jìn)行包裹，這一方式可使奶酪的抗氧化性增加14%［25］。茶提取物還可以促進(jìn)脫脂乳發(fā)酵過程中鼠李糖桿菌和嗜酸乳桿菌的繁殖和酸化，提高產(chǎn)品中游離氨基酸的含量［66］。反之，牛奶蛋白可大大增強(qiáng)酚類物質(zhì)在加工過程中的穩(wěn)定性［67］。茶葉與乳制品混合的飲料體系中，多酚-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成使多酚物質(zhì)可以在37 ℃和62 ℃的加熱過程中仍具有穩(wěn)定性和一定的生物利用率。當(dāng)牛奶蛋白質(zhì)的含量從10%降低到2.5%時(shí)，EGCG的分解速度明顯加快。由于蛋白質(zhì)對(duì)茶多酚的保護(hù)作用，奶酪等乳制品也被認(rèn)為是傳送綠茶多酚的食物基質(zhì)［25，40］。此外，茶多酚因本身苦澀限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用；而與蛋白質(zhì)結(jié)合后，這種苦澀味道被很好地掩蓋［68］。因此，可以利用多酚物質(zhì)和蛋白質(zhì)之間的相互作用擴(kuò)大茶多酚在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，更好地發(fā)揮其天然抗氧化劑的功能，進(jìn)一步豐富市場中產(chǎn)品的品種。

5 結(jié)論與展望

茶中多酚物質(zhì)與乳制品中蛋白質(zhì)等物質(zhì)的相互作用不容忽視，茶與乳制品的相互作用及最終健康產(chǎn)出與產(chǎn)品形式有關(guān)，也與飲用方式有關(guān)。我國少數(shù)民族會(huì)在“奶茶”中添加鹽、現(xiàn)制茶飲中則會(huì)添加糖，而添加的鹽和糖均會(huì)影響飲用“奶茶”的健康結(jié)局，因此對(duì)其飲品不能一概而論。

本研究綜述了茶多酚-蛋白復(fù)合物的形成分別對(duì)茶和乳制品中各類成分的生物活性和代謝特征所產(chǎn)生的影響，以及對(duì)人體的健康意義，但乳制品對(duì)茶多酚的抗氧化活性和生物利用率的影響尚未有統(tǒng)一結(jié)論，具體的機(jī)制還未明確，且多酚物質(zhì)對(duì)乳制品中蛋白消化率的影響也未形成一致的結(jié)論。多酚和蛋白質(zhì)本身各自就具有生物特性，如何在共同存在時(shí)使二者能夠更大程度發(fā)揮作用是實(shí)際生產(chǎn)中值得思考的問題。

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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