茶多酚作为天然食品添加剂的应用前景广阔

茶多酚作为天然食品添加剂展现出优异的抗氧化、抑菌以及健康生理功效。随着人们对食品安全问题的关注度日益提高，作为天然食品添加剂的茶多酚具有广阔的应用前景。

本期对天然茶多酚食品添加剂在果蔬等食品中的应用进行梳理，探讨其抗氧化、抑菌等作用机制，为推动茶多酚在食品添加剂领域的应用提供有力的理论支持与实践指导。

1. 茶多酚作为食品添加剂的应用

作为食品添加剂，茶多酚具有极强的抗氧化能力与较好的抑菌作用。

在富含油脂的食品（如坚果、糕点、油炸面制品等）及富含蛋白质的食品（如腌腊肉制品、水产制品、蛋白饮料等）中加入茶多酚，可有效延长食品保质期（表1）。

茶多酚的多个活泼性的酚羟基导致了其稳定性差，易受温度、pH值和金属离子等诸多因素影响，在加工和储存过程中容易降解、氧化和异构化而导致功能减弱。食品中直接添加茶多酚，其利用率较低，需采用一定的技术提高利用率，目前可用方式可归为两种：

一是将茶多酚异构化，如进行酯化、甲基化、乙酰化生产茶多酚衍生物。茶多酚衍生物稳定性更强，效果更佳，但其急性和慢性毒性需进一步评估。

二是利用其他技术，如包埋技术、纳米材料技术和生物膜技术等一种或多种技术保护茶多酚，使其不受其他因素影响失去作用、掩盖苦涩味以及延缓其在食品中的释放速度，延长作用时间。

茶多酚与食品中其他物质存在协同作用，可提高食品品质、增强复配添加剂的抑菌抗氧效果。目前茶多酚的多种保护技术还在研究阶段，实际生产中还未推广应用。

// 茶多酚在粮油制品中的应用

如今，人们追求低糖、低油、低盐的健康饮食，期望加工食品的配料更加简单、健康、安全。中式糕点种类丰富、美味可口，但其中油脂和糖的含量较高，不宜过多食用。

茶多酚适合在高油脂含量的糕点中使用，它既可抗氧抑菌延长保质期，还可抑制摄入过多脂肪引起的肥胖。

茶多酚添加到淀粉、面团、面条等粮食制品中可改善其特性，有效降低淀粉的糊化温度和抑制淀粉回生。

小麦淀粉、马铃薯淀粉和豌豆淀粉与茶多酚络合后，淀粉黏弹性降低、凝胶结构改变、小麦淀粉和豌豆淀粉的糊化黏度增加。因此茶多酚更加适用于蛋糕、米糕等低面筋含量，以及易回生或回生后对产品感官品质影响较大的食品。

某些食物在高温油炸或烧烤过程中会发生美拉德反应，从而产生潜在致癌物丙烯酰胺，富含淀粉的食品更易产生丙烯酰胺，过多食用会影响人体健康，而茶多酚可以抑制丙烯酰胺的生成（图1）。

图1 茶多酚影响丙烯酰胺生成（以EC为例）

// 茶多酚在饮料中的应用

茶多酚作为抗氧化剂可添加在植物蛋白饮料、碳酸饮料、果蔬固体饮料、茶类固体饮料、特殊用途饮料、风味饮料等饮料中。

茶多酚对改善和稳定饮料品质以及延长保质期有较好的效果。在植物蛋白饮料中添加茶多酚可去异味、抑制脂肪氧化、改善风味。如添加茶多酚可很好去除豆腥味。

在果蔬饮料中添加茶多酚可延长保质期、保护营养物质、保留色泽和香味。

茶多酚对饮料中的大肠杆菌、酵母菌和金黄色葡萄球菌等有显著的抑制作用。

对于富含碳水化合物的果蔬汁，茶多酚可很好地抑制酵母菌产生酒精。

茶多酚还可保护果蔬汁中不稳定成分（如花青素、维生素C、芳香物质、功效成分等）在光热条件下不被氧化破坏。

// 茶多酚在肉制品中的应用

肉制品含丰富脂肪和蛋白质，易因酶和微生物作用导致蛋白质分解、脂肪氧化、变色等，使肉制品营养价值降低、口感和风味变差。茶多酚可通过抗氧化和抑制细菌增殖来抑制肉制品腐败、改善颜色、延缓氧化过程，从而延长保质期。

红茶腌制可以改善蒸牛肉的品质特性，提高其贮藏稳定性，这与茶多酚可以抑制氧化引起的肌磷素降解，保持蛋白质的功能特性有关。

添加0.2%茶多酚有利于发酵香肠中乳酸菌的生长，提高发酵香肠安全性，增加发酵香肠亮度值、红度值和黄度值，而香肠的弹性、内聚性和咀嚼性不受影响。

茶多酚还具有一定的护色作用，肉制品的色泽受肌红蛋白以及血红蛋白的含量以及氧化状态影响。一定量的茶多酚可与血红蛋白结合抑制氧化，从而使肉制品保持理想的质量和外观。

// 茶多酚在水产制品中的应用

鱼糜中的肌原纤维蛋白在维持鱼糜凝胶的质地和理化特性方面起着重要作用，对鱼糜产品的质量起着决定性作用。茶多酚能与蛋白质相互作用影响蛋白质结构、促进蛋白质交联、减缓蛋白质水解速度。

EGCG对肌原纤维蛋白具有优异的交联作用，可参与鱼糜基产品凝胶网络的形成，调节凝胶网络质量。

制作的EGCG和γ-环糊精微胶囊复合物，在虾鱼糜产品中可有效地提高凝胶网络的完整性和保湿性，增加凝胶制品中EGCG的保留率。

将白藜芦醇和EGCG共封装在酪蛋白酸钠颗粒中，用于抑制鱼油乳液的氧化。

经脉冲电场改性的豌豆分离蛋白－EGCG非共价复合物能降低鱼糜在冷藏过程中的微生物活性，延缓鱼糜的脂质和蛋白质氧化，使鱼糜的货架期延长6 d以上。

// 茶多酚在果蔬制品中的应用

褐变是果蔬制品加工中一个严重问题，加工中褐变的两个主要原因是酶促褐变和非酶促褐变。

多酚氧化酶（PPO）催化多酚转化为醌，醌进一步聚合形成褐变产物，这是在好氧环境中加工时水果和蔬菜褐变的主要因素。

茶多酚的使用可有效防止果蔬制品在加工过程中褐变。EGCG会与PPO结合降低酶活性。

此外，水果的褐变与食品加工过程中果胶的微观结构变化引起的光学特性有关。茶多酚可与果胶相互作用抑制其对果蔬颜色的影响。

// 茶多酚在其他食品中的应用

茶多酚可用于生产高活性的益生菌产品。茶多酚可通过调节肠道（大肠）微生物群组成和形成促进健康的代谢物起到益生元作用。

茶多酚还可用作功能性食品包封剂。用EGCG通过自组装形成纳米颗粒包封姜黄素（Cur），EGCG可显著提高Cur在水溶液中的溶解度和稳定性，Cur-EGCG纳米颗粒在室温下表现出很好的储存稳定性。

茶多酚还是特殊医疗用途配方食品的理想功能性成分。茶多酚具有控制糖尿病作用。研究结果表明，EC能保护葡萄糖稳态，缓解全身氧化应激，缓解肝损伤，增加血清胰岛素以及重塑肠道菌群结构。因此，EC可以通过肠－肝轴调节肠道菌群和肝脏胰岛素信号通路，以缓解2型糖尿病。

茶多酚具有控制肥胖作用。研究表明EGCG可通过抑制脂肪细胞分化调节因子的表达，降低脂肪酸合成和胆固醇合成相关基因的表达，增加脂肪酸氧化和胆固醇代谢相关基因的表达，从而影响小鼠脂质代谢并预防肥胖。

2. 茶多酚作为食品添加剂的应用

// 抗氧化

食品受光、热、氧等作用以及长时间贮藏后会发生变质，其主要原因在于氧化和氧化产物的降解，导致食品营养价值和感官品质下降。控制食品中的氧化反应是食品贮存的一个重要方面。

蛋白质是食物中的主要营养元素，蛋白质氧化是在金属、氧化酶、光以及辐照等条件下，蛋白质与自由基氧化剂如羟基自由基、单线态氧和过氧化氢等发生氧化反应。茶多酚的多个酚羟基结构可以通过清除自由基、鳌和金属离子等来抑制蛋白质氧化（图2）。

图2 茶多酚抑制蛋白质氧化（以EC为例）

相比于蛋白质，脂肪氧化对食品品质的影响更大。脂肪氧化会使食品产生不良风味、改变质地、降低营养价值甚至丧失食用价值。脂质氧化产生的氢过氧化物不稳定，易分解成醇、醛、酮和其他二次氧化产物。部分反应产物除对食品的营养和感官具有负面影响外，对人体健康也具有潜在危害。

茶多酚可以通过在脂肪氧化之前向自由基提供电子或氢原子，抑制自由基的活性物质和前体的形成或使其失活来降低氧化速率，延长脂肪氧化诱导期从而阻止脂肪的氧化（图3）。相比于在光热条件下易分解失效的维生素C，茶多酚更加有效，其中EGCG的抗氧化活性至少是维生素C的100倍。

图3 茶多酚抑制脂肪氧化（以EC为例）

此外，过渡金属离子（如Fe²⁺和Cu²⁺）的存在会促进脂肪自动氧化进程，茶多酚可作为过渡金属离子螯合剂，其结构中的邻苯二酚或没食子基团可为金属离子提供螯合位点。金属离子化合价越高，与茶多酚的络合物越稳定。

茶多酚还可保护食品中不稳定的色素类物质，提高食品的感官品质和营养价值。

// 抗菌

多酚对细菌的抑制作用取决于多酚的浓度、种类和暴露时间，而多酚的浓度、种类和暴露时间与羟基的数量和聚合度直接相关，羟基被认为是揭示多酚抗菌活性的关键。

茶多酚具有多个羟基，其主要通过干扰细胞正常代谢和破坏细胞膜通透性起到杀菌作用。此外还可通过影响细菌脱氧核糖核酸（DNA）表达、细菌生物膜形成，以及产生活性氧等抑制细菌生长繁殖（图4）。

图4 茶多酚抑制细菌生长繁殖作用途径

在基因水平上，多酚通过抑制细菌DNA复制充当抗菌剂，DNA旋转酶的抑制是这一类别的主要机制。茶多酚可抑制旋转酶活性，从而改变DNA拓扑结构。

低浓度的茶多酚可通过氢键附着在细胞膜表面，同时茶多酚可通过氢键将残基附着在细胞膜蛋白上导致蛋白失活，从而显著降低细胞膜通透性。

茶多酚还可明显降低腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）合酶结构表达基因的表达以阻碍ATP合成，从而影响细胞的正常代谢。

EGCG可抑制葡萄球菌的四环素外排泵蛋白，有效防止大肠杆菌中抗性基因的转移。在特定浓度下，四环素与茶多酚可通过诱导氧化应激或产生活性氧（ROS）以阻碍细菌生长。

EGCG还可抑制淀粉样蛋白的形成并分解成熟的淀粉样蛋白纤维，从而抑制大肠杆菌和变形链球菌生物膜的形成。

// 改变蛋白质特性

麸质蛋白是小麦粉中的重要蛋白，它是决定面团物理和化学性质的主要成分。

在适当浓度下，具有羟基结构的茶多酚可以与面筋蛋白形成大量的氢键。由于氢键的方向性和饱和性，其在一定程度上阻碍了面筋蛋白自身氢键的形成。同时，茶多酚可与两个或两个以上的面筋蛋白分子相互作用形成面筋－茶多酚－面筋聚合物，形成“网格”结构提高面团的韧性和延展性（图5）。

图5 茶多酚与面筋蛋白的相互作用

研究表明，EGCG会与麸质蛋白发生相互作用，通过破坏二硫键引起麸质蛋白分解，导致麸质的松散聚集形态和不连续的面筋网络结构，最终形成低强度、柔软且具有良好拉伸性的面团。

EGCG或其氧化物的存在还可改变酪蛋白结构，提高其乳化稳定性，在奶酪制作过程中添加茶多酚可增加奶酪硬度。

大豆蛋白与茶多酚结合可改变豆浆加热后蛋白的构象，抑制大豆胰蛋白酶抑制剂的生物活性，去除豆腥味。

乳清蛋白能与EGCG相互作用形成复合物，改变蛋白质结构，降低免疫球蛋白与β-乳球蛋白的结合，缓解过敏现象。

// 与其他添加剂的协同作用

茶多酚和磷酸盐对蛋清蛋白的凝胶化性能存在协同作用。茶多酚和磷酸盐可以提高配合物的稳定性、延长凝胶时间、降低刚性、增加弹性。

EGCG通过氢键和疏水作用与乳清蛋白水解产物（WPH）结合，显著增强EGCG的热稳定性和储存稳定性。

与游离EGCG 相比，WPH-EGCG 复合物中EGCG的肠相保留率显著提高了23.67%。

辛烯基丁二酸酐（OSA）改性淀粉与EGCG之间存在的氢结合和疏水相互作用，可有效降低油水界面张力，提高OSA淀粉的乳化能力以及降低糊黏度。

与茶多酚和OSA淀粉乳液的简单混合物相比，配合物制备的乳液具有更高的物理和氧化稳定性。

茶多酚可通过氢键与单硬脂酸甘油酯（GMS）相互作用，亲水性茶多酚被包裹在GMS中，均匀分散在油晶中。

研究发现Cur与EC或EC组分在异质体系（水包油乳液和基于磷脂酰胆碱的脂质体体系）中显示出明显的协同作用，等摩尔混合物显示出最强的协同作用。

3. 展望

如今，茶多酚已经广泛应用于糕点、饮料、肉制品、水产制品等普通食品以及保健食品中。但茶多酚因含多个酚羟基而易被氧化，导致了其有效利用率低，阻碍了其进一步发展。

研究者们已经开发出茶多酚结构稳定技术，如茶多酚通过与蛋白质、多糖、脂质等形成复合物，与其他添加剂产生协同作用等增强自身稳定性，同时提升食品品质。

此外，新型喷雾干燥、纳米生物和食品水凝胶等技术在提高茶多酚稳定性研究中取得了显著成效，这些技术对茶多酚食品添加剂的应用推广势必会起到巨大的推动作用。

后续研究应聚焦茶多酚在不同应用场景下的新技术开发，提高茶多酚利用率，实现协同高效，以满足人民对健康营养食品的需求。

本文节选自《中国茶叶》2024年第11期，P33-44，《茶多酚作为食品添加剂的应用研究进展》，作者：陈炳银，陈红平，田宝明*，张洁茹，张相春*。部分图片来源于网络。

天下名山官方旗舰店，小产区好茶触手可及

链接🔗：天下名山最新产品手册

点击文末左下角“阅读原文”，可联系客服

北京天下名山茶业有限公司由茶行业经验丰富的团队创立，为消费者提供来自天下名山的小产区好茶，为合作伙伴提供产品力提升及生意升级方案。

在公众号对话框输入“合作/招商/经销商”任一关键词，了解详情。

天下名山万柳茶院

如果您喜欢，请点“赞”和“在看”↓↓↓