陳露,尹禮國*,張超,朱文優,楊陽
1(宜賓學院 農林與食品工程學部,四川 宜賓, 644000)2(固態發酵資源利用四川省重點實驗室,四川 宜賓, 644000)
發酵食品是指通過微生物(如細菌、酵母菌和菌絲體真菌)以及酶促作用使食品成分發生變化而得到的食品或飲料[1]。目前,主要通過“自然發酵”或“接種發酵劑發酵”來生產發酵食品。自然發酵又稱“自發發酵”或“野生發酵”,主要利用食品原輔料或加工環境中自然存在的微生物來進行食品加工,自然發酵食品包括泡菜、酸菜和榨菜等。接種發酵劑發酵又稱“培養依賴性發酵”,主要利用已經商業化的優良菌種進行食品加工,通過此方法所得的發酵食品包括開菲爾、康普茶和納豆等[2]。
發酵食品因具有制作方法簡單、能夠延長食品保質期、富含多種有益成分(如維生素、膳食纖維、有機酸、礦物質、益生菌和氨基酸等)、原材料來源廣等優勢,極大地推動了食品產業的發展[3]。在食品發酵過程中,由于受原輔料質量、發酵環境以及發酵微生物等諸多因素的影響,不可避免會產生有害物質,如金黃色葡萄球菌、單核細胞增生李斯特菌和大腸桿菌等致病菌。同時,還會產生亞硝酸鹽、生物胺、丙烯酰胺和雜環胺等有害成分[4]。
隨著天然產物開發的逐漸興起,包括茶多酚在內的天然植物多酚因具有分布廣泛、生理活性效應高、無毒副作用等優勢,逐漸成為食品科學領域的研究熱點[5]。在此,本文重點論述了發酵食品的分類和功效,茶多酚的功效及其在發酵食品中的應用研究現狀,以期為發酵食品的安全性研究及品質調控提供參考。
發酵食品種類較多,主要包括發酵乳制品、發酵蔬菜、發酵豆制品、發酵肉制品、谷物發酵產品和酒精發酵飲料等,圖1表示國內外現有的典型發酵食品。

圖1 典型發酵食品Fig.1 Typical fermented foods
發酵乳制品是通過乳酸菌、雙歧桿菌、酵母菌等特定微生物發酵牛奶獲得的,如酸奶、奶酪和開菲爾等[6]。其中,開菲爾是一種發酵乳飲料,它起源于高加索山脈,主要通過在牛奶中添加一種稱為“開菲爾谷物”的發酵劑生產[1]。研究表明,開菲爾中含有比普通酸奶多60%的β-半乳糖苷酶,這種酶可以水解乳糖,從而降低飲料中的乳糖濃度。研究表明,與未發酵的牛奶相比,開菲爾中的乳糖含量降低了30%。因此,開菲兒發酵乳飲料特別適合乳糖吸收不良的人食用[7]。
發酵蔬菜主要包括泡菜、酸菜、榨菜、辣白菜以及康普茶等植物發酵產品。其中,泡菜是最常見的液態發酵蔬菜,尤以“四川泡菜”最為出名。酸菜、榨菜和辣白菜通常是固態或半固態腌制發酵蔬菜。康普茶是最受歡迎的植物發酵飲料之一,其酒精和二氧化碳含量很低。傳統的康普茶是通過紅茶(或綠茶)、白砂糖和多種發酵劑(如乳酸菌、醋酸菌和酵母菌等)在有氧和常溫下發酵而成[8]。由于具有較低的pH值,康普茶能夠抑制幽門螺桿菌、大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌和空腸彎曲桿菌等致病菌的生長。此外,即使在中性 pH和熱變性后,康普茶也能夠抑制病原菌的生長[9]。
發酵豆制品主要包括納豆、腐乳、豆豉、醬油和味噌等[10]。納豆起源于日本,通常指的是“伊藤引”納豆(也稱黏性納豆),這種納豆主要通過將先浸泡好的豆子在 121 ℃ 下蒸煮 35~45 min,然后接種 104~106個納豆枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilisnatto)孢子/g,隨后在35~47 ℃ 下發酵 12~20 h制成的。優質納豆表面呈白色黏液狀,風味獨特,質地柔軟,呈淡黃色,攪拌時會產生像絲一樣的黏性物質[10]。味噌又稱面豉醬,是以黃豆為主原料,加入鹽及發酵劑(如米曲霉、釀酒酵母和乳酸菌等)發酵而成[11]。
發酵肉制品主要包括香腸、臘肉、火腿和培根等。香腸主要通過在腸衣(通常是動物腸衣)內填充粉碎、切塊或切碎的肉,然后經過乳酸菌(如清酒乳桿菌、彎曲乳桿菌和植物乳桿菌)和微球菌等細菌發酵,采用煙熏、曬干或其他干燥方式加工而成的發酵食品。發酵肉制品不僅具有獨特的風味、口感和質地,還能延長食品的保質期,同時也是人體所需益生菌的良好來源[12]。
谷物發酵產品主要是以玉米、小麥、大米、小米、高粱、蕎麥、大麥等谷物為主要原料,經酵母菌、乳酸菌等發酵微生物發酵而成[13]。目前,谷物發酵產品主要包括各種發酵面包、糕點以及各種含乙醇的飲料,如啤酒、白酒等[13]。發酵酒精飲料主要以蘋果、葡萄、柑桔和桑葚等果蔬為主要原料,經酵母菌、乳酸菌等發酵劑發酵而成。首先,利用酵母菌發酵產生乙醇,隨后,乳酸桿菌屬、片球菌屬、酒球菌屬和明串珠菌屬等乳酸菌利用體系中殘留的糖和其他營養物質發酵產酸,并賦予產品最終的感官性質和品質特性[14]。
最初,人們主要通過發酵來延長食品(尤其是時令生鮮食品)的保質期。迄今,發酵仍是最古老、最經濟的食物加工方法之一[15]。發酵不僅能夠改善食品風味,對人體健康還有許多益處。在食品發酵過程中,以乳酸菌為代表的微生物能夠合成維生素(如葉酸、核黃素、維生素B12、維生素 K2)、礦物質、生物活性肽、細菌素、胞外多糖等有益物質[1]。發酵還可以將某些化合物轉化為具有生物活性的代謝物。例如,乳酸菌可以將不同類型的黃酮糖苷轉化成相應的游離型黃酮苷元[15]。經過發酵,蛋白質和碳水化合物的消化率以及維生素、礦物質和異黃酮等有益物質的生物利用度也得以提高。此外,經過發酵,食品中毒素和抗營養物質含量也會減少。例如,大豆經過發酵之后,植酸濃度降低[16]。
已有研究發現,食品發酵過程中產生的生物活性肽具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗過敏、降血壓、降血脂等作用。最重要的生物活性肽亞組是血管緊張素-1-轉換酶(angiotensin-1-converting enzyme,ACE)抑制肽,它是在牛奶發酵過程中形成的。其中,纈氨酰-脯氨酰-脯氨酸和異亮氨酰-脯氨酰-脯氨酸具有明顯的抗高血壓作用[17]。此外,與未發酵的牛奶相比,發酵牛奶具有更高的抗氧化活性。這是由于發酵乳中的乳蛋白水解后能夠釋放生物活性肽(如α-乳清蛋白、β-乳球蛋白和 α-酪蛋白),這些物質增強了發酵食品的抗氧化能力[17]。
發酵產生的胞外多糖具有抗氧化、抗糖尿病、抗癌、降低膽固醇和免疫調節特性等潛在益處。胞外多糖在宿主-微生物相互作用中也起著重要的作用。它們參與微生物定殖、附著和免疫調節,并保護細菌壁免受極端條件(如溫度、滲透壓、pH或光照)的影響[18]。
由于發酵食品中含有大量的乳酸菌、酵母菌等益生菌,這些益生菌也會帶來許多健康益處,如預防抗生素相關性腹瀉、預防細菌感染以及治療炎癥性腸綜合征、小兒急性腹瀉和幽門螺桿菌感染等[9]。已有研究發現,在味噌樣品中發現的乳球菌GM005,能夠產生一種具有強抗菌活性的細菌素,可抑制枯草芽孢桿菌、乳酸片球菌和植物乳桿菌等許多細菌的生長[11]。PARLINDUNGAN等[12]研究發現,植物乳桿菌 41G對抗生素最敏感,且對膽汁鹽、苯酚和氯化鈉脅迫具有較高耐受性。
茶起源于中國,由茶樹的葉子制成。目前,茶已成為世界上最受歡迎的非酒精飲料之一。據悉,世界上超過三分之二的人都有飲茶的習慣[19]。根據加工方式不同,可將茶分為綠茶、白茶、黃茶、烏龍茶、紅茶和黑茶六類。其中,黑茶的發酵程度最大,其次是紅茶(完全發酵)、烏龍茶(半發酵)、黃茶(部分發酵)、白茶(輕微發酵)和綠茶(不發酵)[20]。茶葉主要由3.5%~7%的無機化合物和93%~96.5%的有機化合物組成。其中,茶多酚約占有機化合物的18%~36%。研究發現,兒茶素(黃烷醇類)是茶中的主要多酚類物質,占茶多酚總量的60%~80%,占茶葉干重的12%~24%[21]。常見的兒茶素包括表兒茶素(epicatechin,EC),表沒食子兒茶素(epigallocatechin,EGC),表兒茶素-3-沒食子酸酯(epicatechin-3-gallate,ECG)和表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)4種(圖2)。其中,EC和EGC被稱為非酯型兒茶素(或簡單兒茶素),ECG和EGCG被稱為酯型兒茶素(或復雜兒茶素)。在上述兒茶素中,EGCG含量最高,約占兒茶素總量的65%,其次分別是EGC、ECG和EC[21]。此外,綠茶中還含有少量的其他多酚,如甲基黃嘌呤、黃酮醇、花青素、茶沒食子素、奎尼酸沒食子酸、酚酸、縮酚酸以及其他黃酮類化合物[21]。紅茶中的兒茶素在發酵過程中,被氧化和二聚化成橙黃色的茶黃素,或聚合成紅色的茶紅素。烏龍茶是一種部分發酵的產品,含有的多酚主要包括兒茶素、茶黃素和茶紅素[19]。

圖2 茶葉中主要兒茶素的化學結構Fig.2 Chemical structures of the major catechins in tea
在茶葉中,多酚類物質不僅含量豐富,而且也是一類具有多種功能特性的生物活性化合物,具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗炎、預防糖尿病、降血脂和降血糖等功效。
2.2.1 抗氧化活性
抗氧化活性是指活性物質通過抑制氧化鏈反應的起始或傳播途徑,或形成穩定的自由基,以延緩或抑制脂質或其他分子氧化的性質。食物中的脂質氧化(即自由基鏈式反應)主要包括3個階段,自由基在第一階段產生[1]。體外研究表明,茶多酚分子中存在的活性羥基能夠與食品體系(如脂肪、油和乳液)中甘油三酯氧化過程中產生的自由基(如過氧自由基、羥自由基等)相互作用,并將其清除,從而終止自由基鏈式反應的發生。由于在鐵、銅、鋅等過渡金屬存在下,自由基和脂質過氧化物的產生能力增強,茶多酚可通過發揮其優異的過渡金屬螯合能力,防止過渡金屬催化的自由基形成[2]。體內研究表明,茶多酚可通過提高血漿中還原型谷胱甘肽的含量以及增強抗氧化酶(如過氧化氫酶、血紅素加氧酶1、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷胱甘肽還原酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶等)的解毒活性,來間接發揮抗氧化作用[3-4]。
目前,茶多酚已成為最重要的天然抗氧化劑之一,其抗氧化能力通常與羥基的結構、位置和數量有關。一般情況下,羥基數量越多,其抗氧化能力越強。因此,在4種兒茶素中,EGCG的自由基清除活性最強,其次是 ECG、EC 和 EGC[5]。此外,茶多酚的抗氧化活性也受濃度、溶解度、活性基團對氧化劑的可及性以及產品的穩定性等因素影響[22]。
2.2.2 抗菌和抗病毒活性
已有研究表明,茶多酚對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、空腸彎曲桿菌、單核細胞增生李斯特菌、鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌等多種致病細菌和植物源真菌都有較好的抑制作用[23]。此外,當茶多酚與有機酸(如蘋果酸、酒石酸、苯甲酸等)、乳酸鏈球菌素等細菌素或 EDTA 等螯合劑聯合使用時,其抗菌活性增強[19]。
茶多酚可通過與細菌細胞膜上的磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺雙分子層結合,改變相關結構的物理性質,導致細菌細胞膜的損傷。細菌的細胞膜一旦發生損傷,其與宿主細胞以及與其他細菌細胞的結合能力受到抑制,細菌分泌有毒物質的能力大大降低。同時,其耐藥性也減弱[24]。由于細菌主要通過結合其他細胞誘發一系列的疾病。因此,茶多酚的抗菌活性能夠降低細菌的致病性和毒害作用[21]。NAKAYAMA等[25]研究發現,EGCG可以通過抑制枯草芽孢桿菌細胞膜中寡肽 ATP 結合轉運蛋白、磷酸轉移酶系統轉運蛋白、青霉素結合蛋白 5和磷酸鹽轉運蛋白等多種膜蛋白的活性,從而抑制其生長繁殖。LEE等[26]研究了EGCG對糞腸球菌的影響,發現與對照組相比,經EGCG處理7 d之后,糞腸球菌的生長和其生物膜的形成明顯受到抑制,細菌數量明顯減少。
此外,茶多酚還具有較好的抗病毒作用。EGCG對單純皰疹病毒、腺病毒、人乳頭瘤病毒和乙型肝炎病毒等具有較好的抗病毒活性[27]。同時,對人類免疫缺陷病毒、丙型肝炎病毒、埃博拉病毒、寨卡病毒、西尼羅河病毒和豬繁殖和呼吸道病毒等RNA病毒也具有很好的抗性[28]。茶多酚可附著在病毒血凝素上,阻止病毒與細胞的靶受體結合,從而阻止病毒傳播。同時,還會改變病毒的包膜結構,防止病毒感染其他細胞[27]。此外,茶多酚的結構與其抗病毒活性存在一定的構效關系,具有3-沒食子酰基和5′-OH基團的兒茶素往往表現出更高的抗病毒活性[27]。
2.2.3 抗炎活性
正常情況下,抗炎細胞因子,如白細胞介素(interleukin,IL)-4、IL-10、IL-11、IL-13等維持正常組織穩態和腸道通透性。然而,促炎細胞因子,如腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor,TNF-α)、IL-1b 和IL-6的產生會破壞正常生理狀況,誘導產生炎癥。
體外研究表明,茶黃素可通過下調IL-1、IL-6、TNF-α、趨化因子配體 8、基質金屬蛋白酶(matrix metalloprotease,MMP)- 3、MMP-8 和 MMP-9等炎癥因子,提高牙齦角質形成細胞抗炎活性[29]。此外,EGCG和EGC可通過抑制IL-6、IL-8和MMP-2的產生和環氧化物酶-2的表達,發揮對原發性類風濕性關節炎滑膜成纖維細胞的抗炎作用。其中,EGCG的抗炎作用最強[29]。體內研究表明,茶多酚主要通過抑制脂氧合酶、環氧化物酶-2、一氧化氮合酶等促炎酶的活性,以及調節信號轉導和轉錄因子(如絲裂原活化蛋白激酶、NF-κB、核因子-紅細胞2、激活蛋白1)等方式,發揮抗炎活性[19]。LIU等[30]研究發現,茶多酚(300 mg/kg BW)可顯著減輕大鼠急性力竭運動介導的炎癥。此外,EGCG通過降低小鼠體內 TNF-α、IL-6、一氧化氮合酶和環氧化物酶-2等炎癥因子水平,提高 IL-10抗炎因子水平,從而降低小鼠患敗血癥的風險。LAKSHMI等[31]研究發現,EGCG通過降低 P65 蛋白的表達,抑制了 NF-κB 介導的轉錄激活途徑。
2.2.4 預防糖尿病
糖尿病是世界上最常見的代謝性疾病之一,可誘發多種并發癥。目前,糖尿病腎病、糖尿病心血管、糖尿病神經病變、糖尿病視網膜病變、糖尿病肝病等并發癥的發生率和死亡率逐年增高[32]。已有研究表明,茶多酚可以通過降低胰島素耐受性、抑制胰島素信號通路、保護胰島B細胞、清除自由基和減少炎癥等方式來增強胰島素作用,從而預防和治療糖尿病及并發癥[32]。例如,EGCG可減少腫瘤壞死因子,并阻斷胰島素受體底物Ⅰ與胰島素受體的相互作用[22]。一項研究表明,在我國,常喝茶的人比不喝茶的人患糖尿病的風險低50%。每天喝超過 1 杯茶,患糖尿病的風險將降低14 %[33]。
2.2.5 其他功能活性
茶多酚還具有護肝、降低膽固醇、降血脂、降血糖、神經保護、心血管保護、抗癌和抗肥胖等多種活性。
肝臟作為生物體最重要的臟器之一,在人體和動物體發揮重要作用。MAITI等[34]研究表明,EGCG通過抑制溶血磷脂酸(肝纖維化激活元件)并增強絲裂原活化蛋白激酶(p38、Erk1/2 和 c-jun 激酶)磷酸化,從而降低肝纖維化風險。該課題組還發現,茶多酚通過激活甾醇調節元件結合蛋白,增強低密度脂蛋白受體的表達,使HepG2細胞中膽固醇水平降低了30%。IMRAN等[35]研究發現,茶紅素可顯著降低血脂蛋白膽固醇質量濃度(約0.01 mg/mL)。TANG等[22]研究發現,EC和 EGCG 可通過甾醇調節元件結合蛋白網絡來減少血脂異常。此外,茶多酚可通過控制抗氧化酶和谷胱甘肽水平,減少認知缺陷,從而起到神經保護作用[35]。研究表明,每天攝入含有 200~300 mg EGCG 的綠茶對心血管有很好的保護作用。在抗癌活性方面,已有研究發現,茶多酚對肺癌、胃癌、食道癌、腸癌、胰腺癌、肝癌、乳腺癌、皮膚癌和結腸癌等具有抗癌特性,其可以通過調節細胞周期相關蛋白分子和誘導細胞周期停滯來抑制腫瘤發生[36]。目前,隨著生活水平的提高,由營養過剩導致的肥胖人群越來越多。研究發現,每天攝入含有270~1 200 mg兒茶素的綠茶可減輕體重和脂肪堆積,因此,茶多酚在抗肥胖方面也具有一定活性效應[36]。
現有研究表明,當茶多酚進入人體后,主要在肝臟中代謝,也有少量在腸道微生物的作用下發生代謝或生物轉化[37]。
2.3.1 茶多酚在肝臟中的代謝
本論文主要以EGC在肝臟中的代謝為例進行闡述。當茶多酚進入肝臟后,主要經歷3種類型的代謝,包括甲基化、葡萄糖醛酸化和硫酸化(圖3)[37]。EGC的甲基化是指兒茶酚-O-甲基轉移酶(catechol-O-methyltransferase,CMOT)催化甲基從S-腺苷-L-甲硫氨酸轉移到具有鄰二酚(兒茶酚)結構的多酚中。在此過程中,EGC與甲基基團結合,主要形成4′-甲基表沒食子兒茶素結合物。茶多酚的葡萄糖醛酸化是指尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶(uridine diphosphate-glucuronosyltransferase,UDP-GT)催化葡萄糖醛酸從 UDP-葡萄糖醛酸轉移到EGC中,主要形成7-葡萄糖醛酸表沒食子兒茶素結合物。EGC的硫酸化是指苯酚磺基轉移酶催化硫酸鹽部分從3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸鹽轉移到EGC的羥基上,主要形成3′-硫酸表沒食子兒茶素結合物。經肝臟代謝之后,代謝物進一步進入其他組織和腎臟中,最終經膽汁和尿液排泄。此外,沒有被代謝的多酚將以游離態的形式在血液中循環。

圖3 EGC代謝圖Fig.3 Metabolism of EGC
2.3.2 茶多酚在腸道微生物作用下的生物轉化
茶多酚在腸道微生物的作用下,首先被水解成各種苷元,然后被進一步代謝成各種芳香酸。在此過程中,黃酮醇主要產生羥基苯乙酸,黃酮和黃烷酮主要產生羥基苯丙酸,黃烷醇主要產生苯戊內酯和羥基苯丙酸,隨后,這些酸被進一步代謝為苯甲酸衍生物,如4-羥基苯甲酸、3, 4-二羥基苯甲酸、3-甲氧基-4-羥基-馬尿酸等[36]。現有研究表明,經微生物轉化產生的茶多酚代謝物可能高于器官和組織產生的代謝物,部分代謝物可能成為評估茶多酚攝入量與人體健康相關性的生物標志物,如3-羥基馬尿酸[37]。因此,茶多酚的微生物代謝物具有重要研究意義。
經腸道菌群生物轉化后,部分代謝物具有重要生理作用。已有研究表明,羥基苯乙酸可以抑制血小板聚集[38]。動物實驗表明,沒食子酸、香草酸、丁香酸和原兒茶酸等代謝物能夠通過調節線粒體代謝,增強線粒體功能,從而有助于延緩細胞衰老。
此外,茶多酚代謝物能夠調節腸道微生物菌群的組成,使菌群數量維持在相對平衡狀態,以抑制或減輕由于代謝失衡而引發的相關疾病(如肥胖)的發生[36]。同時,已有研究發現,人體中茶多酚代謝物可通過改善人體特異性腸道有益菌的活性,在防止病原體感染、刺激免疫系統和調節氧化應激等方面發揮著重要作用。比如,茶多酚代謝物能夠通過增強腸道中乳酸桿菌、雙歧桿菌和擬桿菌等有益微生物活性,進而促進丁酸鹽的產生,這種物質具有促進線粒體功能、改善大腦健康、減少結腸炎并預防結腸癌等作用[36]。
茶多酚可從天然來源的茶葉中獲取,不含任何具有毒副作用的化學成分,因此具有較大的開發利用價值。目前,茶多酚主要在發酵肉制品、發酵乳制品和谷物發酵產品中應用較多。
目前,茶多酚在發酵香腸、臘肉、火腿等發酵肉制品中的應用較多。同時,在培根、蝦醬等發酵肉制品中也有應用。
一項研究發現,將綠茶茶多酚加入土耳其干發酵香腸之后,香腸中腐胺、酪胺和組胺含量顯著降低。其中腐胺平均含量從107.50 mg/kg降低到70.45 mg/kg。酪胺平均含量從99.42 mg/kg降低到64.31 mg/kg。組胺平均含量從255 mg/kg降低到175 mg/kg。此外,與對照組相比,添加茶多酚,香腸中硫代巴比妥酸值也明顯降低(從0.95 mg/kg 降低到0.42 mg/kg)。由此可知,茶多酚在提高香腸的抗氧化性和安全性等方面發揮著重要作用[39]。
SIRIPATRAWAN等[40]研究發現,添加茶多酚之后,豬肉香腸的硫代巴比妥酸值也顯著低于對照組(P<0.05),表明茶多酚可增強豬肉香腸的抗氧化性。此外,將含有茶多酚的殼聚糖膜用于豬肉香腸包裝,發酵20 d時,與未添加茶多酚的豬肉香腸相比,添加茶多酚后,豬肉香腸的菌落總數、酵母菌和霉菌數明顯降低,分別從(4 365.16±0.17) CFU/g降至(331.13±0.09) CFU/g、從(109 647.8±0.08) CFU/g降至(1 479.11±0.23) CFU/g。表明茶多酚可以顯著抑制金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和大腸桿菌等有害微生物的生長。也有將茶多酚(1%)與乳酸鏈球菌肽(10 000 IU)聯合應用于土耳其發酵香腸中的研究,研究發現,在4 ℃和10 ℃下發酵28 d之后,香腸中的單核細胞增生李斯特菌數量顯著減少(減少量>100 CFU/g)[41]。
ZHAO等[42]研究了茶多酚對臘肉、香腸和火腿等發酵食品的影響。研究發現,與對照組相比,在臘肉中添加0.1%的茶多酚,能較好地抑制酸價和過氧化值,且使肉色呈色效果更好,利于臘肉保鮮。向鴨肉發酵香腸添加0.3%~0.4%的茶多酚能降低其氧化速度,而且香腸的色澤更好,保質期延長至 88 d(對照組為30 d)。此外,在金華火腿中添加茶多酚之后,火腿脂質氧化、丙二醛等均受到抑制,抑制率分別為21%~29%和52%~68%。此外,茶多酚還能抑制火腿中亞硝酸鹽的生成,且對產品的色澤、香氣和滋味等感官品質有改善作用。
雜環胺主要是由富含蛋白質的食物(如魚類和各種肉制品)在熱處理過程中產生的有害物質,已被證明具有較高的致突變性和致癌性。目前,已鑒定出超過25種不同類型的雜環胺。研究發現,EGCG能夠有效抑制培根中雜環胺的形成,抑制率達55%~70%[43]。在此過程中,EGCG通過與熱處理過程中形成的活性羰基物質(如苯乙醛)反應形成復合物,從而阻斷了雜環胺的形成途徑。
CAI等[44]將茶多酚添加到蝦醬(一種蝦發酵食品)中,以研究茶多酚對蝦醬品質的影響。研究發現,茶多酚對蝦醬中的組胺、腐胺、尸胺、2-苯乙胺、色胺和酪胺等生物胺有較好的抑制作用,抑制率分別為63.06%、63.64%、55.48%、58.75%、56.06%和59.79%,說明茶多酚可抑制蝦醬中生物胺的產生。此外,添加茶多酚后,蝦醬樣品的最終硫代巴比妥酸值比對照組降低了23.70%,說明茶多酚可抑制蝦醬的脂質氧化。對蝦醬揮發性鹽基氮檢測發現,添加茶多酚之后,該值由178.05 mg N/100g降低到113.02 mg N/100g,表明茶多酚可抑制樣品中氨基酸(尤其是蛋氨酸和酪氨酸)的破壞。感官評價發現,添加茶多酚之后,最終產品的亮度值提高(由38.64增加到41.95),說明茶多酚能夠較好地提升產品的感官品質。
ROMERO等[45]研究表明,與對照相比,添加茶多酚能夠增強酸奶的硬度、凝聚性和抗氧化能力。進一步模擬消化后,發現酸奶的生物相容性提高,且酸奶本身的色澤和乳酸菌活力不受影響。說明可通過向酸奶中加入茶多酚以開發功能性酸奶食品。已有研究發現,茶多酚能夠降低奶酪的水分含量并增強奶酪的凝膠強度。此外,茶多酚還能抑制酪蛋白水解,與對照組相比,添加茶多酚(添加量為2 g/kg)之后,酪蛋白水解率降低了14%~18%。同時,向奶酪中添加茶多酚(添加量分別為125 mg/kg和250 mg/kg)后,在90 d的發酵成熟期內,酸奶的pH值顯著降低,由于低pH有利于抑制雜菌生長,說明茶多酚可進一步延長奶酪保質期[46]。RASHIDINEJAD等[47]將EGCG(添加量分別為0.125%、0.25% 和 0.5%)加入低脂奶酪中,發現奶酪的抗氧化性和穩定性增強。
丙烯酰胺主要是由富含碳水化合物的食物在熱加工過程中產生的一種有害物質,對人體具有潛在的致癌性。研究發現,向餅干模型原料中添加一定濃度的EC(每 100 g面粉添加30 mmol/L),得到的餅干成品中丙烯酰胺明顯減少(與對照組相比,減少了10.3%~19.2%)[48]。這主要是由于EC的C環中含有3-羥基結構,這種結構能夠與形成丙烯酰胺的前體物質反應,從而抑制了丙烯酰胺的形成[49]。此外,向餅干模型中添加0.25%(質量分數)的EC,也能顯著降低晚期糖基化終產物——Ne-(羧甲基)賴氨酸的含量(抑制率為31.8%~87.6%)[50]。
本文主要對茶多酚及其在發酵食品中的應用現狀進行了綜述,研究發現,茶多酚在發酵肉制品中的研究最多,此外也有在發酵乳制品和谷物發酵食品中的應用研究。在發酵肉制品中,茶多酚對于生物胺(主要包括腐胺、酪胺、組胺和尸胺)、雜環胺和丙二醛等有害物質均有很好的抑制效果,抑制率分別為31.37%~63.64%、55%~70%和52%~68%。同時,茶多酚還能通過降低油脂酸價、過氧化值、硫代巴比妥酸值和揮發性鹽基氮等含量,抑制發酵肉制品脂質氧化和蛋白質水解,從而提升產品的色澤、口感、香氣和營養價值,并延長產品保質期。茶多酚能夠降低發酵乳制品中蛋白質水解、增強乳制品的抗氧化性和穩定性并提升乳制品的營養價值。此外,茶多酚能夠抑制發酵谷物產品中的丙烯酰胺和晚期糖基化終產物的產生,提升食品的安全性。通過對發酵食品中茶多酚的研究分析認為后續可進一步開展以下研究:
(1)目前的研究已經表明,茶多酚對生物胺、雜環胺、丙二醛、丙烯酰胺、晚期糖基化終產物以及脂質氧化均有較好抑制作用,這些有害物質在高蛋白、高碳水化合物和高脂食品中經常出現,而這三大類食物是我們日常生活中的主要飲食來源。因此,后續需進一步開展茶多酚在肉制品、乳制品、豆制品、蛋制品、魚產品、焙烤食品和油炸食品等食品中的相關研究,以提高食品安全性。
(2)目前,雖有較多關于茶多酚在發酵食品中的應用研究,但缺乏對于有害物質的抑制規律和抑制機理的研究。因此,后續需繼續開展相關研究,以期為實際生產生活中茶多酚在發酵食品中有害物質的控制提供理論支撐。
(3)現有研究中,茶多酚主要來源于綠茶,而鮮有關于其他類型的茶中多酚的研究,后續可開展不同來源茶多酚在發酵食品品質控制中的研究。通過對比分析不同來源茶多酚對發酵食品品質的調控規律,以找到針對不同發酵食品品質調控的最適來源的茶多酚。