[科普中国]-植物多酚

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一般来讲, 植物多酚分为2 类: 水解单宁( 酸酯类多酚) 和缩合单宁( 黄烷醇类多酚或原花色素) 。水解单宁和缩合单宁在构成单元骨架上完全不同, 由此造成它们在化学性质、应用范围上的显著差异, 如水解类单宁在酸、碱、酶的作用下不稳定, 易于水解; 而缩合类单宁在酸、碱、酶的作用下不易水解, 在强酸作用下缩合成不溶于水的物质。但水解单宁和缩合单宁的多酚结构特性又决定了它们在某些化学反应上的共性。

常见的植物多酚植物多酚存在于植物的叶、壳、果肉以及种皮中，其含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。人类摄取的多酚类物质多来源于茶叶、蔬菜和水果。

茶叶中的多酚类物质茶多酚((Tea Ployphenols，TP)，又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶中含有的一类多羟基类化合物的总称，占茶叶干重的20%左右。其主要组分为儿茶素类(Catechines)，占其总量的8 0 %左右。除此之外，还含有黄烷醇类(Flavanols)、黄烷酮类(Flavanones)、酚酸类 (Phenolicacids)和花色苷及其苷元2。在各种茶叶中，以绿茶的茶多酚含量最高，约占茶叶干重的15%～25%，其次为乌龙茶、红茶。

水果及饮料中的多酚类物质苹果多酚

苹果多酚是苹果中多元酚类物质的总称，包括花青素类、黄烷醇类、酚酸类及儿茶素等。在一些用于酿酒的苹果品种中其含量可达7g/kg(鲜重计)，普通的鲜食品种含量范围在0.5～ 2g/kg3。根据荷兰、美国等营养学家调查，苹果是位于茶和洋葱之后的第三大酚类物质膳食来源。

葡萄及葡萄酒中的多酚类物质

葡萄中含有丰富的多酚类化合物。主要分布于果梗、果皮和果核中，尤以果核中含量最高，为3%～7%4。在葡萄酒中检测出的1000多种物质中，含有多种多酚类物质，包括花色素类、黄酮类、酚酸类和白藜芦醇等。采用高锰酸钾法测定葡萄酒中的多酚含量，平均可达 1～3g/L。另外，红葡萄酒的涩味与苦味多源于酚类物质，其所呈现的红宝石色泽，也与多酚含量密切相关。

啤酒中的多酚类物质

啤酒中多酚种类繁多，包括黄烷醇类、黄酮醇类、花色苷类及酚酸等5，其中仅原花色素一类就检测出50多种。啤酒中的多酚80%左右来自大麦，20%左右来源于啤酒花。麦芽中含量约0.1%～0.3%，主要存在于谷皮和糊粉层，少量在胚乳。酒花中多酚物质主要存在于酒花的前叶片及蛇麻腺中，占干重的2%～4%。多酚类物质与啤酒质量密切相关，其含量对于啤酒的非生物稳定性、口味、泡沫、色泽等都有重要的影响。

蔬菜中的多酚类物质植物多酚在蔬菜中分布也较为广泛，如人们经常食用的黄花菜、菠菜、莲藕、色彩鲜艳的紫甘蓝、红苋菜、紫色萝卜等。南欧的传统蔬菜朝鲜蓟中也含有丰富的菜蓟素、黄酮等多酚类化合物[5]。

植物多酚的理化性质与蛋白质、生物碱、多糖的反应植物多酚与蛋白质的结合反应是其最重要的化学特征, 这方面的研究工作开展得也最多、最深入。现在普遍接受的是20 世纪80 年代Haslam 等 提出的/ 手套- 手0反应模式, 即植物多酚以疏水键和多点氢键与蛋白质相结合的反应理论。反应历程主要是植物多酚先通过疏水键向蛋白质分子表面靠近, 多酚分子进入疏水袋, 然后发生多点氢键结合。植物多酚与生物碱、多糖甚至与核酸、细胞膜等生物大分子的分子复合反应也与此相似。6

植物多酚- 金属离子的络合植物多酚中的多个邻位酚羟基可以作为一种多基配体与金属离子发生络合反应, 形成稳定的五元环螯合物。由于植物多酚配位基团多、络合能力强、络合物稳定, 大部分金属离子与多酚络合后都形成沉淀。在碱性条件下, 多酚与金属离子易形成多配络合物。多酚与某些高价金属离子如Cr6+ 、Fe3+ 等作用时, 络合的同时把金属离子从高价态还原至低价态。多酚与金属离子的络合作用是其多种应用的化学基础。6

植物多酚的抗氧化性植物多酚的酚羟基结构( 邻苯二酚或邻苯三酚) 中的邻位酚羟基很容易被氧化成醌类结构, 消耗环境中的氧, 同时对活性氧等自由基具有很强的捕捉能力, 这使多酚具有较强的抗氧化性以及清除自由基的能力。其反应如下: PH( 多酚) + ROO#( 脂质自由基) y P#+ ROOH。此外, 植物多酚在200~ 350 nm间具有较强的紫外吸收特性, 特别是在能量高、破坏力大的远紫外区有更强的吸收, 因此植物多酚可以作为抗老化剂和防晒剂的有效成分。6

植物多酚在肉制品中的应用在香肠制品中的应用香肠肉制品是以畜禽肉为主要原料，经腌制(或未经腌制)、绞碎或斩拌乳化成肉糜状，并混合各种辅料，然后填充入天然肠衣或人造肠衣中制成的肉制品。未经过硝酸盐和亚硝酸盐腌制过的生香肠，由于本身含水分多，组织柔软又没经过加热杀菌工序，一般不能长期贮存；经过微生物发酵和成熟干燥的发酵香肠货架期较长，但其脂肪氧化酸败会使风味变坏。脂肪的氧化酸败主要是由于脂肪中的不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和亚麻酸)的自动氧化作用，伴随产生一些短链的醛、酮和脂肪酸，而形成不良的气味。7香肠腌制过程中常添加亚硝酸盐，其在适宜条件下与香肠中的胺类反应可生成强致癌物质亚硝胺，摄入过多的亚硝酸盐残留物会导致高铁血红蛋白症。植物多酚可以作为天然的抗氧化剂添加到香肠中，清除残留的亚硝酸盐，阻止亚硝胺的产生，并延缓香肠的腐败8。近些年，有关植物多酚在香肠制品上应用的研究表明植物多酚可使香肠制品在贮藏期间的过氧化值显著降低，防止香肠中的脂肪氧化，同时可以有效抑制致癌物质亚硝酸盐和亚硝酸胺的生成。植物多酚抑制香肠腐败的作用与添加的浓度和种类相关。此外，添加植物多酚复配物也可有效防止香肠腐败，降低亚硝胺残留量。9

在腌腊肉制品中的应用腌腊肉制品是原料肉经预处理、腌制、晾晒或烘焙等方法加工而成的一类肉制品。因生鲜肉类容易发生腐败，通常添加食盐、硝酸盐和亚硝酸盐等对肉进行腌制，制成腌腊肉制品，防止其腐败。但亚硝酸盐在腌腊肉中会与其本身含有的胺类物质发生反应，生成致癌物质亚硝酸胺，产生潜在食用风险。腌腊肉制品在贮藏过程中会发生哈变，不仅使风味变坏，营养价值降低，还影响食品安全，损害人体健康。食用过氧化值升高的食品会引起细胞功能衰退，导致疾病发生和人体衰老。脂肪酸败的理化指标是酸值升高。添加植物多酚能抑制腊肉制品酸价升高的原因是油脂酸败的反应主要是油脂自身氧化和加水水解的反应产生的。在一系列氧化过程中主要的分解产物是氢过氧化物、羰基化合物、低分子脂肪酸、酯类及脂肪酸聚合物和缩合物。在水解反应中会产生游离脂肪酸甘油等，因而使酸价升高。若控制脂肪氧化速率就可抑制酸价升高，从而达到保鲜的作用。对于腌腊肉的研究表明，植物多酚可作为天然抗氧化剂和防腐剂添加到腌腊肉制品中。因为植物多酚是良好的自由基清除剂，所以它可以防止腌腊肉制品中脂质过氧化，降低酸价和过氧化值。植物多酚复配抗氧化剂的效果明显。同时，植物多酚可降低食盐、硝酸盐和亚硝酸盐的添加量，还能够作为护色剂，辅助保护腊肉色泽。9

在火腿制品中的应用火腿是用猪后腿经腌制、干燥和陈化成熟(发酵)等加工步骤制作而成的一种发酵肉制品。通过腌制，腿肉内的食盐含量升高；通过干燥，腿肉内的水分含量下降；因而，火腿成品可以在无需冷藏或者特殊包装的条件下长期保存。植物多酚添加到火腿制品当中，可以降低亚硝酸盐的含量，从而阻断添加亚硝酸盐引起的致癌物质亚硝胺和亚硝酸钠的产生，延缓火腿制品的腐败，并提升火腿制品肉色、香气等品质。9

多酚类物质的提取超声波提取天然植物有效成分大多存在于细胞壁中，细胞壁是植物细胞有效成分提取的主要障碍。超声波提取技术是利用超声波具有的机械效应、空化效应及热效应，加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，加速了有效成分的浸出。超声波提取以其操作简便快捷、提取温度低、提取率高、提取物的结构不易被破坏等特点，已广泛用于天然植物有效成分提取。10

微波提取微波提取技术是利用微波能来提高提取率的一种新技术。微波提取过程中，微波辐射导致植物细胞内的极性物质吸收微波能，产生大量热量，使细胞内温度迅速上升，液态水汽化所产生的压力在细胞膜和细胞壁上形成微小孔洞，使胞外溶剂容易进入细胞内，溶解并释放出胞内物质。10

生物酶解提取生物酶解提取技术是根据酶反应具有高度专一性的特点，选择相应的酶，水解或降解细胞壁组成成分：纤维素、半纤维素和果胶，从而破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，达到提取目的。

膜技术提取膜技术是以选择性透过膜为分离介质，原料中的不同组分有选择地透过膜，从而达到提取分离的目的。该法优点是常温下不破坏茶多酚，工艺简单，不污染环境；缺点是过滤速度慢，产品纯度低，膜价格高。10

超临界流体萃取技术该技术是指以超临界流体(supercriticalfluid，SF)作为萃取剂，利用其兼有液体和气体双重性质的特点，通过控制温度和压力进行选择性萃取利分离的新技术。目前常用的萃取剂为二氧化碳10。