茶多酚在食品保鲜中的应用研究进展

◎ 李慧娟，程佶星，蔡美丽，汤琇斐，高 昂

（天津中医药大学 健康科学与工程学院，天津 301617）

近年来，随着人们食品安全意识的提升，化学和物理合成防腐剂所带来的潜在危害和风险，越来越受到人们的认识和重视。天然食品防腐剂以其绿色、高效、安全等特点受到广泛的研究和推崇。

我国茶叶资源十分丰富，现今已有5000余年历史，且在世界范围内流行甚广。茶多酚是一种存在于茶叶中的多羟基酚类物质，主要是儿茶素及衍生物质[1]。作为一种良好的天然保鲜剂，茶多酚在安全性上具有独特优势，且能更好地满足消费者对健康、无毒的需求，现已广泛应用于蔬菜瓜果、水产品、畜禽肉及其制品、油脂、糕点等的储存保鲜中。茶多酚与其他保鲜剂（如壳聚糖）复合使用可以更加稳定地发挥其性能，提高保鲜效果，延长货架期，对于促进食品保鲜产业的发展有着极其重要的意义和应用价值。本文就茶多酚的生理活性及在部分食品中应用的研究现状进行了总结，并分析了茶多酚作为保鲜剂的市场前景，旨在为食品保鲜工业提供指导。

1 茶多酚的生理活性

茶多酚（Tea polyphenols，TP），又称为茶单宁，主要由多羟基酚类化合物组成，包括儿茶素类、黄酮类、花青甙类等30多种化合物，其中儿茶素类是主要的活性物，约占茶多酚的60%～80%[2]，其次是黄酮类。茶多酚的纯品呈白色，无固定形状，易溶于乙醇、乙酸乙酯，微溶于油脂，难溶于氯仿等有机溶剂[3]。能够进行氧化还原反应、络合反应等[4]。现代大量研究证明茶多酚具有多种功效[5-7]，如抗氧化作用、抗菌作用、抑制病毒活性、抗溃疡作用、调节心血管疾病以及抗辐射伤害作用等，其中食品领域应用最主要的是抗氧化和抑菌作用。

1.1 抗氧化

茶多酚多种化学成分中首要发挥抗氧化作用的是儿茶素类。酚羟基上的活泼氢在反应过程中能够给予出较多的质子或中子，与自由基结合，螯合过量金属离子，抑制脂质过氧化，以此增加体内抗氧化酶的活性[8]，减少对机体的损伤。赵保路[9]通过实验证明茶多酚与铁离子进行络合反应能够达到一定的抗氧化作用。而茶多酚亦可螯合人体细胞内的钙，抑制黄嘌呤氧化酶的产生，起到防止高磷酸盐氧化的作用[10]。罗一帆等[11]人采用了化学发光法研究4种儿茶素及组合物对超氧阴离子自由基（·O2-）和羟自由基（OH·）的清除能力，实验研究表明，当表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表儿茶素（EC）4种儿茶素浓度相同时，在人体内，EGCG清除自由基的能力最强，而EC的能力最弱。食品工业中，茶多酚可以与脂质链式氧化中间产物——脂自由基或脂氧自由基反应，从而抑制脂质的氧化，保证脂类食品的质量。通过国内外研究一致发现，茶多酚的抗氧化作用对肉制品、水产品、新鲜蔬果、糕点等的保鲜均有较好效用，在降低菌落数、提高贮藏品质等方面有着显著效果，为食品保鲜工业带来了新的突破。

1.2 抑菌

近年来，关于茶多酚抑菌能力的研究一直处于高热化状态。最近研究结果表明，茶多酚在体内外均具有高效的抑菌作用，其对细菌的最小抑制浓度（MIC）一般不超过100 mg·kg-1[12]。对食品中常见的几种微生物（如黄金葡萄球菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌等）的测试结果为，MIC均小于1 000 mg·kg-1[13]。由此可见，茶多酚对食品中常见的微生物有着广泛的抑制作用，且与用量呈正相关。

作为自然提取得到的抗氧化剂与抑菌剂，茶多酚在食品领域的研究范围甚广，发展前景可观。然而，关于茶多酚抑菌机理的研究尚未得出明确的结果。根据目前文献可知对抑菌保鲜机理的研究报道主要可以分为4类：①茶多酚破坏了菌体的细胞膜结构。HASLAM[14]等人的研究表明茶多酚可以通过改变膜的渗透性来达到破坏菌体细胞膜结构的目的。而孙京新等则以假单胞菌为研究对象，通过检测0.3%茶多酚作用前后的培养液电导率、蛋白质浓度及胞外AKP酶的变化，考察茶多酚对其抑菌机理[15]。实验证明茶多酚通过破坏细胞壁的完整性，影响细胞膜的渗透性和流动性，物质渗出，造成细胞代谢紊乱，从而起到抑制假单胞菌的作用。②茶多酚改变了菌体正常形态。许奇等利用茶多酚干预肠道致病菌的生长状态，用扫描电镜观察到沙门氏菌的个体形态较观察前平均皱缩，形状由短杆状变成变形杆状[16]。③茶多酚与遗传物质结合，干扰菌体DNA的正常功能。董璐等的研究说明茶多酚能与大肠杆菌的遗传物质DNA发生相互作用，观察经茶多酚处理后的菌体的DNA条带出现变暗、拖尾的现象[17]。④茶多酚阻碍菌体蛋白质的合成与表达，使微生物正常生长受到抑制。菌体蛋白质通常以酶的形式参与多种生化生理反应，其合成与表达的程度影响着菌体的生长代谢[18]。MADHAN等人研究发现儿茶素和EGCG对胶原酶的具有抑制作用[19]。圆二色光谱旋光仪监测儿茶素和EGCG对胶原酶二级结构的影响表明，高浓度的儿茶素和EGCG与胶原酶直接作用后其对胶原的溶解活性分别有70%和88%的抑制作用，且使胶原酶的二级结构发生了显著变化，从而影响了胶原酶的活性。

2 茶多酚的具体应用

茶多酚多羟基的结构决定了其良好的抗氧化和抑菌活性，清除环境中的活性氧、螯合金属离子，与体系中酶结合，以此降低食品在贮藏过程中的氧化腐败[20]。茶多酚的这些能力对拓宽新型食品保鲜剂的发展道路具有显著的现实意义。

2.1 蔬菜瓜果

作为有机生命的一部分，蔬菜水果可以持续进行呼吸作用。受到贮存方式、温湿度等外界因素的影响，瓜果蔬菜自身的呼吸作用会发生一定程度的变化。因此，采用科学合理的运输手段及存储方式以减少果蔬自身成分的散失，提高市场价值显得尤为重要[21]。农作物的部分病原菌在茶多酚的抑制下可以减缓生化活动，推延后熟期。目前所发表的研究显示，在新鲜蔬果表面喷洒适宜浓度的茶多酚溶液后，细菌的繁殖速度明显受到抑制，色素降解减缓，从而保持色泽稳定；同时维生素C的降解也受到一定程度抑制，保鲜期得以延长[22]。部分研究结果详见表1。

表1 茶多酚对部分蔬菜水果的保鲜效果表

2.2 畜禽肉类及制品

畜禽肉类新鲜美味，因其生长周期短，容易获得，深受人们喜爱。但是由于表面含水量大、易黏附等特点常常会引起微生物滋生、致病菌富集，从而导致腐败变质[26]。许多资料都充分说明了茶多酚对多种细菌均有较为明显的抑制作用，如大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌和枯草杆菌等。有科学数据表明，茶多酚作为抗氧化剂，在肉类及肉制品中消除有害自由基、抑制杂菌生长、减轻不良气味等方面有效果，并且能够保持肉制品原本新鲜的色泽、抑制亚硝酸盐在体内累积。为验证茶多酚对肉制品的保鲜性能，朱亚、刘琨毅、FAN等人进行了多次实验，最终得出结论：将茶多酚运用到畜禽肉类以及制品的保鲜中，大大提升了肉品的食用价值，详见表2。

表2 茶多酚对肉类及肉制品的保鲜效果表

2.3 水产品

我国的海洋面积极其广阔，渔业因此十分发达。水产品也因其营养价值高、口感好等特点在食品市场中处于较高地位，受到消费者广泛欢迎。水产品中高含量的水分和蛋白质为微生物的繁殖生长提供必需条件。随着长时间的放置，易引起腐败变质，为水产品的保鲜带来了不少的困扰[30-31]。针对此问题，不少人着手研究水产品的保鲜。研究发现，茶多酚在一定程度上可以改善水产品风味的不良变化。王灵昭等[32]人的研究发现，经过茶多酚处理的沙光鱼片，货架期得到一定程度延长。除此之外，与未处理过或复合磷酸盐处理过的鱼片相比较，经过茶多酚处理过的鱼片抑菌效果明显。虽然保鲜功效会受到许多外在因素的影响，如茶多酚浓度、水产品种类，但茶多酚在水产品保鲜方面仍发挥出重要作用，部分研究详见表3。

表3 茶多酚对部分水产品的保鲜效果表

2.4 油脂

油脂在生产过程中由于微生物、水分、温度等的影响，易发生腐败变质。因此，做好油脂类产品的保鲜工作显得尤为重要。茶多酚与油脂自动氧化所产生的自由基结合，阻止自动氧化反应的发生，从而实现抗氧化作用。为进一步验证这一生理活性，提高油脂的质量，不少学者将茶多酚应用于食用油的保鲜中，部分研究成果如表4所示。

表4 茶多酚对部分食用油的保鲜效果表

2.5 糕点

茶多酚作为一种植物源天然防腐剂，在糕点食品保藏中有更高的安全性，对于食用者的身体健康影响较小[40]。

2.6 茶多酚复合保鲜剂

由于茶多酚自身物质结构等原因，遇到强酸、强碱、高温等极端条件时，活性下降，加之茶多酚本身的性质不够稳定，容易发生自身氧化等反应，会导致保鲜效果下降。因此，许多学者着手于茶多酚同别的保鲜剂的复合，以期提高保鲜效果。部分研究实验结果如表5所示。实验表明，复合保鲜液对水产品、水果、肉类都有着较显著的保鲜效果。与不同保鲜剂复合时，要求适用的茶多酚溶液的浓度也不一样。此外，复合保鲜液还可以有效降低生产成本，避免单一保鲜剂使用时使用量过大导致的感官品质下降[41-42]。

表5 茶多酚复合保鲜剂的应用表

天然化合物壳聚糖，因其具有较好的成膜性，在果蔬肉类保鲜中也经常应用，因此很多人将其和茶多酚组合进行复合保鲜，以此提高保鲜效果及保鲜成本。混合壳聚糖和茶多酚溶液，均匀涂抹在聚丙烯上，得到一种新型活性包装材料，可应用与食品包装。

以上虽然列举了茶多酚在多种食品方面的应用研究，但食品产业范围甚广，对于一些不便处理的食品，以及结构复杂难以测定实验结果的食品，茶多酚的研究还需进一步深入，许多方面还有待开发。茶多酚绿色天然的特点，能够更好的适用于食品产业，改善现阶段食品安全问题频发的现状。

3 结语

3.1 现阶段存在的的问题

目前，对茶多酚的研究着重于生理活性指标的检测，对保鲜机理的研究层次不够深入。此外，茶多酚本身不具备较好的稳定性，容易氧化，在保鲜过程中产生的自由基和氧化物不断蓄积，达到一定数量后会抵消其本身的活性。就目前来看，茶多酚的保鲜还需要与其他食品保鲜剂相互配合使用，壳聚糖是现阶段最常用的一种。其他保鲜剂的选择也是反映茶多酚保鲜能力的一个重要方面，而关于混合使用的配比问题研究较少。另外，对于茶多酚保鲜能力的研究还集中在便于处理的食品，对于一些结构特殊，不适合涂抹和浸泡的物质仍需进一步研究。

3.2 未来发展方向及应用价值分析

作为一种自然提取物，茶多酚安全无毒，绿色环保，且具备较好的活性。与人工合成的化学防腐剂相比，茶多酚的副作用更小。尤其是近年来绿色无公害的理念备受关注，广大消费者追求天然健康食品，这无疑为茶多酚等纯天然保鲜剂提供了广阔的平台。

我国丰富的茶叶资源为茶多酚提供了可靠的物质基础，从茶叶中提取出的茶多酚本身具有特殊香味，可以中和某些食品的刺激性气味。同时，茶多酚保鲜剂的研制与推广也大大缓解了资源堆积造成浪费的现状。食品工业的快速发展为茶多酚提供了更为广阔的发展平台，不管是与加工技术结合，还是配合其他防腐剂使用，未来都将在保鲜产业发挥重要的作用。

但就如今存在的问题来看，茶多酚的普遍应用正遭遇瓶颈，如何提高茶多酚的抗氧化能力和溶解性成为又一亟待攻克的难关，突破这一难关将大大提升茶多酚的应用价值，意义重大。