茶多酚的特性及其在食品中的应用

王伟伟，陈琳,2，张建勇，王蔚,2，江和源*

1.中国农业科学院茶叶研究所 农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室 浙江省茶叶加工工程重点实验室，浙江 杭州310008；2.中国农业科学院研究生院，北京100081

茶多酚亦称“茶单宁”“茶鞣质”，是一类多元酚的混合物，可以从低档茶、夏秋茶、茶片、茶末和修剪枝等原料中提取获得，是能够提升茶叶附加值和延伸茶产业链的茶叶深加工产品。茶多酚属于天然的抗氧化剂和保鲜剂，1991年茶多酚被列为食品添加剂中的抗氧化剂，随后表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）也被列为新资源食品，为茶多酚在食品领域的应用提供了法规依据。此外，茶多酚还具有抗氧化、抗癌、抑菌、降脂、降压、抗辐射、防龋齿、除臭等保健功效。

茶树鲜叶中茶多酚的含量一般为18%～36%，不同纯度的茶多酚提取物颜色略有差异，纯度为20%～30%的茶多酚为棕褐色，40%～50%的茶多酚为棕绿色，纯度更高的茶多酚为淡黄色或白色。市场上常见的茶多酚产品含量规格有98%、90%、70%、50%和40%等，其中98%茶多酚中儿茶素含量一般高于75%，且EGCG 含量高于45%。此外，还有纯度达到90%以上的儿茶素类单体提取物。我国作为世界上最大的产茶国，茶多酚年产量约9 000 t，主要用于出口。我国现有的茶多酚生产企业近50 家，主要分布于长三角、四川和湖南等地，产品主要以原料和食品添加剂方式用于食品、保健品和日化品等行业。茶多酚可用于油脂、肉制品、果蔬类、水产品、糕点、饮料等食品领域，已获得食品行业的广泛关注[1]。

一、茶多酚的结构与性质

茶多酚中的生化成分主要包括儿茶素、黄酮和黄酮醇、花青素和花白素、酚酸和缩酚酸等4类，这4类化合物均有多酚羟基结构，其中儿茶素是茶多酚的主体成分，约占茶多酚总量的70%，活性也最强。其次是黄酮和黄酮苷类，占茶叶干重的3%～4%。茶树中的花青素含量较低，约占干重的0.01%，紫芽茶中可以达到0.5%～1.0%，花白素占茶叶干重的2%～3%。酚酸和缩酚酸类占茶叶干重的1%～2%，活性相对较弱。

儿茶素为白色固体，易溶于热水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮等溶剂，微溶于油脂，易吸潮，在pH 值2～7 条件下比较稳定，强酸、强碱、光照、高温和金属离子等环境下容易发生变化。儿茶素的结构包括A、B、C 3 个基本核环，根据B环和C环上连接的基团和构型不同，儿茶素又有多个类型，茶叶中主要存在的儿茶素有8 种：表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表儿茶素（EC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素（EGC）、儿茶素（C）、没食子儿茶素（GC）、儿茶素没食子酸酯（CG）、没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）。其中，EGCG含量最高，占儿茶素总量的70%左右，其分子结构中含有8个酚羟基，是活性最强的儿茶素。

图1 儿茶素分子结构图

黄酮和黄酮苷类为亮黄色结晶，难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、冰乙酸、乙酸乙酯等有机溶剂，水溶液为绿黄色，对绿茶汤色影响较大。茶叶中的黄酮和黄酮苷类主要有山奈素、槲皮素、杨梅素、芸香苷、槲皮苷和山奈苷等。花青素的水溶性强于黄酮类，不同pH值条件下呈现的颜色也不同，酸性条件下呈红色，中性条件下呈紫色，碱性条件下呈蓝色。茶树中主要的花青素是飞燕草花青素和芙蓉花青素；花白素是无色的，茶树中的花白素主要有飞燕草花白素和芙蓉花白素。酚酸类多为白色结晶，易溶于水和含水乙醇，茶叶中的酚酸类主要有没食子酸、绿原酸、咖啡酸、对香豆酸等。

二、茶多酚的应用特性

茶多酚是一种天然的抗氧化剂、保鲜剂和食品添加剂，可替代丁基羟基茴香醚（BHA）、没食子酸丙酯（PG）和丁基化羟基甲苯等人工合成的抗氧化剂，用于油脂、肉制品、水产品、饮料等食品中[2]。茶多酚作为抗氧化剂应用效果比食用动物油脂中的抗氧化剂BHA、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）和叔丁基对苯二酚（TBHQ）高2～3倍，但是茶多酚的脂溶性差。如果将茶多酚进行改性，制备成酯化、甲基化或者乙酰化的茶多酚，既能增强抗氧化和抑菌活性，又可增加其在油脂中的溶解性。

茶多酚也可以添加到材料中应用于日常生活。添加茶多酚的聚氨酯材料，具有良好的抗菌性；茶多酚可以修饰石墨烯制成高分子材料，能够提高石墨烯的拉伸强度和热稳定性[3]；将茶多酚制成纳米级小分子，或与金属、蛋白等材料复合制成纳米材料，表现出较强的抗氧化和抗癌活性。茶多酚与铁、铜、锰、银、锌、铝、铬等金属可形成螯合物，表现出的抗氧化性、抑菌性和抗癌活性优于茶多酚。将茶多酚和Zn2+络合物应用于白炭黑的胎面胶中，可以促进白炭黑分散、提高胎面胶强度和耐磨性等功能；茶多酚和壳聚糖制备成复合材料，如微粒、微乳、微胶囊、膜和水凝胶等，壳聚糖、环糊精等将茶多酚包封在材料中，增强茶多酚的稳定性、缓释性和抗氧化性，在食品保鲜和生物医药中有较好的应用潜能[4-7]。

三、茶多酚在粮食制品中的应用

随着社会的快速发展，人们更希望通过膳食来保持机体健康，因此，迫切需求健康食品开发上市。在日本，含茶多酚的面条、馒头、糖果等食品已经普及，含茶多酚的口香糖、巧克力等食品也比较受欢迎。

茶多酚作为食品抗氧化剂，目前已有研究将茶多酚用于粮食制品中，糖果、饼干、蛋糕、月饼、方便面、奶粉、大米淀粉等产品中加入茶多酚可以抑制细菌生长，起到延长货架期的效果。脂溶性茶多酚能大大提高金华酥饼的货架期，研究表明，添加量为0.5 g/kg 的茶多酚处理的金华酥饼，在40 ℃、70%湿度的环境条件下货架期由14 d 延长至64 d，推测在20 ℃、70%湿度的环境条件下货架期可由56 d延长至256 d[8]。

茶多酚添加到淀粉、面团、糕点等粮食制品中也能改善其性质。研究表明，面团中添加1%茶多酚能增加面团的拉伸面积和比例，提高面筋含量和面团制品的咀嚼度，并且能提高面粉的抗氧化性[9]。茶多酚添加到米粉和淀粉中可提高其热力学稳定性和冻融稳定性，使淀粉具有缓慢消化特性。茶多酚用于酱菜中也能降低酱菜中的亚硝酸盐含量，是一种新型的食品。

茶多酚还可用于食品调料中，在烹饪菜肴时能抑制烧菜过程中有害成分的生成[10-11]。油炸食品和烧烤，或高温处理的淀粉类食品中有丙烯酰胺的检出，丙烯酰胺具有神经毒性和生殖毒性，且具有一定的致癌性，研究表明，原花青素B2和儿茶素按1∶9比例混合，作为食品添加剂可抑制食品中70%的丙烯酰胺生成[12]。

四、茶多酚在饮品中的应用

目前，茶饮料主要分四大类，原茶饮料、花果茶饮料、奶茶饮料和保健茶饮料，其中原茶饮料保持茶叶原有风味和营养成分，其他茶饮料是在原茶饮料的基础上添加花果、奶，以及具有药用价值的天然提取物，调节口感和功能，满足不同消费需求。

茶多酚添加到饮料中，对饮料品质的稳定性和延长保质期有较好的效果。茶多酚添加到苹果汁、橙汁、荔枝汁、梨汁、柠檬汁等果汁饮料中，对饮料中的大肠杆菌、酵母菌和金黄色葡萄球菌均有显著的抑制作用，从而将保鲜期延长7～10 d，且效果优于山梨酸钾。茶多酚添加到豆奶和汽水等饮料中能抑制维生素A、维生素C 等多种维生素的降解破坏，保留饮料的营养成分；茶多酚添加到可乐、啤酒、白酒等产品中可开发具有抗氧化等功能的饮品。茶多酚添加到各种乳制品中，既可消除异臭，又可防止乳制品中油脂类物质的氧化，还可明显地改善乳制品的风味特征，提高产品质量和营养价值[13]。

五、茶多酚在肉制品保鲜中的应用

肉制品含有丰富的脂肪、蛋白质和营养元素，但动物被屠宰时可能存在被微生物污染的风险，且在加工、运输和销售过程中酶和微生物的作用导致蛋白质分解、脂肪氧化等均使其容易变质。肉制品中的致病菌主要是假单孢杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌和肠杆菌等，茶多酚的抑菌效果比较好，儿茶素可以通过抗氧化和抑制细菌等微生物增殖2 个方面改善肉制品的颜色，延缓氧化过程，从而达到保鲜效果。因此，茶多酚用于肉制品保鲜具有较好的效果。

茶多酚对低温冷藏条件下的冷鲜肉有较好的保鲜效果，生鲜猪肉、牛肉和羊肉等肉制品中添加0.1%～0.5%的茶多酚可以保持肉的品质，减缓微生物、挥发性盐基氮的增长速度和脂质氧化，茶多酚的抗氧化和抑菌作用能降低胺类物质的增速，延长冷鲜肉的货架期；添加0.1%茶多酚可以延长盐水鸭的保质期至60 d[14]。茶多酚不仅可以作为保鲜剂直接应用，还可以添加到包装辅助材料中，研究表明，添加10%茶多酚制成的复合垫片作为冷鲜肉的运输和贮藏材料，能抑制细菌生长，降低脂肪氧化，延缓鲜肉的腐败，可将保质期由3 d延长至5 d[15]。

茶多酚对腊肉、香肠等再加工肉制品也有较好的保鲜和护色效果，茶多酚还可以阻止香肠、罐头和腊肉等肉制品中亚硝胺的形成。腊肉中添加0.1%的茶多酚能抑制酸价和过氧化值，肉色呈玫瑰红色，而对照组呈黄色，对腊肉的保鲜效果好。香肠中添加0.03%的茶多酚对香肠的菌落总数、乳酸菌数、pH值，以及色泽和感官品质等方面具有较好的改善效果，茶多酚对乳化肠的护色效果优于亚硝酸钠和异抗坏血酸钠。添加0.3%～0.4%的茶多酚能降低鸭肉发酵香肠的氧化速度，使鸭肉发酵香肠的色泽更好，对酱鸭也有较好的护色效果，且能延长保质期至88 d。金华火腿中添加茶多酚，储藏8 个月后发现，过氧化值抑制率为21%～29%，丙二醛的抑制率为52%～68%，对肉色、香气和滋味均有改善，还能抑制亚硝酸盐的生成。添加量为0.150～0.225 g/kg 茶多酚处理的牛肉棒和手撕牛肉，酸值和过氧化值均低于对照，可改善其亮度，起到较好的护色效果。茶多酚处理机械去骨鸡，可降低己酸的产生量和过氧化值[16-17]。

此外，茶多酚与乳酸菌、乳酸链球菌素、辣椒素、维生素C、维生素E、壳聚糖等其他天然抗氧化剂复配，具有更好的保鲜效果。已有多项研究表明，茶多酚与不同组合的天然抗氧化剂，以及丁香提取物、肉桂提取物等复配，对冷鲜猪肉、牛肉、羊肉、鹿肉、鸡肉、鸭肉等肉制品的货架期延长具有较好的效果[18-19]。

六、茶多酚在水产品保鲜中的应用

水产品营养丰富，蛋白质含量较高，但离开水后容易死亡，微生物滋生导致其腐败变质。茶多酚作为天然的保鲜剂对水产品保鲜具有较好的效果。

茶多酚能显著提高白鲢鱼、鲈鱼、草鱼、鲶鱼、鲫鱼、罗非鱼、鲑鱼、带鱼等的贮藏品质，且能有效去除鱼腥味，延长货架期。0.2%的茶多酚涂抹或喷淋白鲢鱼能降低贮藏过程中菌落总数，挥发性盐基氮含量、pH值和硫代巴比妥酸值优于对照，且货架期可以延长至35 d 以上。此外，茶多酚与壳聚糖和溶菌酶等复合处理对延长保鲜期效果更佳。0.6%的茶多酚加入带鱼段中，冷藏10 d 仍能达到二级鲜度，延长了3 d 货架期。0.1%的茶多酚浸泡鲫鱼，20 d 的贮藏品质与对照贮藏10 d的效果相同[20]。

茶多酚对海产品运输和销售过程中的保鲜，也具有较好的效果。研究表明，6 g/L的茶多酚处理金枪鱼，贮藏条件为－18 ℃时，一级鲜度指标可延长至30 d，比对照组的二级鲜度货架期延长15 d 以上。茶多酚对大黄鱼和三文鱼的保鲜效果也较好，能显著降低菌落总数和细菌种类。茶多酚和姜汁、壳聚糖的复合保鲜剂能降低扇贝的菌落总数，延长3 d 保鲜期，茶多酚和羧甲基壳聚糖、蜂胶的复合保鲜剂将扇贝柱的货架期延长10 d。南美对虾中添加1.6%的茶多酚，从外观、肉质和气味方面均有较好效果，储藏8 d后保鲜效果仍十分显著[21]。

茶多酚对鱼糜和鱼丸也具有较好的保鲜效果，并且与维生素C、乳清蛋白、β-环糊精和溶菌酶等复配效果更佳。研究表明，0.05%茶多酚和5%乳清蛋白能抑制鱼糜冷藏过程中蛋白质和脂肪氧化，提高贮藏品质，0.1 g/kg 茶多酚和0.3 g/kg溶菌酶能有效抑制鱼丸贮藏过程中微生物的生长，延长货架期[22-23]。

茶多酚与其他材料复配用于水产品保鲜效果更好。茶多酚与壳聚糖、溶菌酶的复合保鲜剂可以将牡蛎的货架期延长近1 倍；茶多酚与聚乳酸、乙基纤维素、ε-聚赖氨酸盐为原料制成的微胶囊，对美国红鱼鱼片具有较好的保鲜效果，抑菌效果显著，脂肪氧化和蛋白质分解速率减缓，可延长3～5 d的货架期[24]。

七、茶多酚在果蔬保鲜中的应用

果蔬采摘后在运输和贮藏过程中，仍然会进行呼吸作用产生自由基，从而使叶绿素结合的蛋白发生变化，加快了叶绿素的降解过程，色素降解是造成颜色变化和品质下降的主要原因，呼吸作用越强，果蔬营养成分流失越快。现有的果蔬保鲜剂主要是扑海因、多菌灵、甲基托布津等化学杀菌剂，在实际应用中存在一定的安全风险。

茶多酚作为一种天然保鲜剂，可以降低贮藏时期果蔬的呼吸作用，降低环境中的氧气和果实中乙烯合成，从而延长保质期。研究表明，通过喷洒、涂膜、浸泡茶多酚溶液等方式处理香菇、杏鲍菇、青椒、圣女果、苹果、梨、冬枣、猕猴桃等果蔬食品，可减弱其呼吸强度，抑制果蔬表面细菌繁殖，降低氧化速率，达到保鲜效果，其中以浸泡液中含茶多酚0.3%～2.0%的处理效果较好[25]。茶多酚处理猕猴桃能有效降低淀粉酶和果胶酶活性，保护猕猴桃中的维生素C。茶多酚作为藤菜鲜果的稳定剂，添加0.02%即可保持鲜果的紫红色和光泽，且对光和热的稳定性好，光泽保持可从10 d 增加至25 d 以上。应用于蟠桃的保鲜时，喷洒液中茶多酚的最佳含量为3.8%[26]。茶多酚可以通过抑制呼吸作用、抑制微生物的侵染和较好的抗氧化效果来减缓果蔬维生素C 的氧化速率。研究表明，茶多酚处理的黄瓜、香菇、菠菜、圣女果、青椒、草莓、樱桃、梨、枣等经过一段时间贮藏后维生素C含量比对照高2～5倍[27]。

茶多酚与其他材料复配用于果蔬保鲜效果更佳。茶多酚联合壳聚糖制成的复合保鲜剂，效果优于单一茶多酚，明显降低黄瓜的失重率、推迟呼吸高峰出现时间，使黄瓜的硬度和维生素C 的保留率大大提高。采用茶多酚复合保鲜剂处理的草莓，在4 ℃条件下存放15 d，好果率仍有90.9%。茶多酚与川陈皮素、羧甲基纤维素钠制成复合膜具有较好的保鲜效果，用于刺嫩芽贮藏12 d后比对照中维生素C含量高1.4倍，失重率降低31%。茶多酚与玉米淀粉、甘油、羧甲基纤维素（CMC）复配制成可食用膜，对香梨的保鲜效果显著，30 ℃贮藏30 d 失重率为4.33%，梨的硬度下降缓慢，果实表面完好，而对照组贮藏20 d已发生腐烂，该膜大大提高了香梨的保鲜期[26,28]。

八、茶多酚在油脂中的应用

油脂类是日常厨房中的必备烹饪材料，容易氧化变质，用变质油加工食品，对食品口感甚至人体健康有一定影响。茶多酚的抗氧化活性最早用于油脂中，是油脂的天然抗氧化剂。

猪油、花生油、鳗骨油脂和菜籽油中使用不同抗氧化剂，比较发现，茶多酚效果优于BHA和BHT，与TBHQ 效果相近，而在食品安全方面显著高于BHA、BHT 和TBHQ。茶多酚对大豆油的抗氧化效果也较好，添加0.02%茶多酚，65 ℃存放3 d，对大豆油的氧化抑制率达到57%。豆油中添加0.08%的茶多酚能减缓不饱和脂肪酸的氧化，贮藏期延长1 倍以上。猪油中添加0.03%～0.08%的茶多酚可以显著延长货架期。茶多酚在玉米油、色拉油、核桃油、葵花籽油等产品中的应用也有广泛研究。茶多酚中添加柠檬酸、植酸、维生素C、尿酸和维生素E，对油脂的抗氧化活性有协同抗氧化效果，维生素E 和儿茶素的混合物抗氧化剂能显著增强葵花籽油的抗氧化活性。此外，脂溶性茶多酚应用到色拉油和大豆油中，可大大提高茶多酚的油溶性，抗氧化活性与茶多酚相近，强于BHA和BHT，并且脂溶性茶多酚不会影响油脂质量[18,29-31]。

九、茶多酚的其他应用

茶多酚还是一种天然的除臭剂，可以去除豆腥味、鱼腥味等食物异味，对烟臭、酒臭和蒜臭味的消除效果也较好，消除率达到90%以上。茶多酚用于糖果、口香糖、漱口水和牙膏等产品中能消除口腔异味，含茶多酚的口香糖比普通口香糖的除臭能力高10倍。

口臭主要成分是挥发性硫化物和含氮化合物，茶多酚中的儿茶素和类黄酮物质具有消臭作用，用于口香糖中能抑制甲硫醇等成分生成，抑制口腔内细菌的生长，促进唾液分泌，抑制口臭的效果强于叶绿酸铜钠，食用2 h后，基本感觉不到口臭、烟草臭和调味料等引起的口臭。

茶多酚还是甲醛、丙烯醛等的捕获器，能吸收食品、空气、木板中的此类有害成分。有研究将海豹油脂中加入绿茶和红茶提取液，发现储存一段时间后，脂质过氧化产物乙醛、丙醛、丙二醛、乙烯醛等含量降低。茶多酚加入香烟中，可减少香烟自由基产生，防止肺部细胞损伤[32]。

茶多酚还是体育运动能力恢复的有效物质，通过调节肠胃系统中细菌和真菌的活性，结合自身的抗氧化和清除自由基活性，可缓解疲劳，改善免疫系统，提高机体恢复运动的能力。在高校篮球、足球和羽毛球等运动员中运用相关的茶多酚制剂取得了较好的效果[33]。

十、展望

茶多酚作为天然的抗氧化剂、保鲜剂和食品添加剂，具有绿色、环保、安全和健康等优点，随着人们对食品安全问题的关注度提高，茶多酚在食品中的应用也会越来越广泛。近几年，关于茶提取物的研究方向从提取分离制备为主逐步发展为以终端产品研发为主，衍生出丰富多彩的各类添加茶多酚的产品，如糕点、糖果、冰激凌、面条等茶多酚食品，用于肉制品、水产品、果蔬等食品中保鲜的茶多酚产品，以茶多酚为主要原料的药物、保健品和膳食补充剂等。目前，我国茶多酚的制备生产与食品应用已经积累了一定的研究基础，且相关食品的开发呈现功能化、时尚化、多样化的特点，但市场化推广还在起步阶段，相信不久的将来，茶多酚在食品中的应用将会爆发式增长。