摘要:茶多酚作为一种品质优良的天然抗氧化剂,在包括食品、化工等许多领域中得到很大的应用。本文介绍了茶多酚的结构组成、理化性质、毒理性质和抗氧化的作用机理及它在饲料中的应用和发展趋势作了概述。
关键词:茶多酚;饲料;抗氧化剂;自由基;肉质
茶叶作为中华民族的传统保健饮料已有四五千年的历史。开发茶叶的新用途,发展茶叶的综合利用,尤其是利用低档茶叶和茶叶加工的下脚料来生产高附加值的产品,是一个具有重要意义的研究课题。60年代初,日本科学家发现茶叶提取物中含有一种抗氧化活性成分,各国科学家相继深入研究,证明它是一类多酚化合物,即茶多酚(Tea Polyphenols,简称TP)。而对茶叶中多酚类的研究始于19世纪中叶,直到20世纪中叶,由于层析法的应用,多酚类的提取、分离和鉴定及应用才得到了迅速的发展。到如今,茶多酚作为一种天然抗氧化剂已得到了广泛的应用。食品方面,茶多酚是我国食品添加剂标准委员会批准使用的天然抗氧化剂之一;医药方面,以茶多酚为主要原料的治疗用药已列入国家中药保护品种;日用化工方面,化妆品、沐浴露、口腔清洁剂等含茶多酚的产品国内外都有销售。如今,茶多酚在畜牧业中的应用也引起了科学研究者的关注。
1.茶叶中多酚类的组成
茶多酚(TP)是儿茶素、花青素、黄酮与黄酮类和酚酸类等集于茶叶中的一群多酚复合物的总称(胡秀芳,2001)[1]。其中儿茶素占60%~80%,分为酯型儿茶素(GCG和CG)和游离型儿茶素(C和GC),酯型儿茶素占儿茶素的70%左右[2]。茶多酚的四类组分具有共同的结构??多羟基取代,除了酚酸类,其它三种还有相同的母核??2?苯基苯并吡喃[3],基本核与多羟基结合产生的特殊性质是茶多酚抗氧化的基础。
2.茶多酚的理化性质
茶多酚为淡黄至褐色略带茶香的水溶液、灰白色粉状固体或结晶,具涩味。易溶于水、乙醇、乙酸乙酯,微溶于油脂。对热、酸较稳定,160℃油脂中30min降解20%。PH值2~8之内稳定,PH≥8和光照下易氧化聚合。遇铁变绿黑色络合物。略有吸潮性,水溶液的PH值在3~4之间,在碱性条件下易氧化褐变。
3. 茶多酚的毒理性质
由于茶多酚在食品中的应用的增多,关于它的毒理性质的报道很多,大多是用啮齿类的动物作为实验对象。据杨贤强(1992)[4]报道,在急性毒性试验中,小鼠的LD50的置信区间为2496±326mg/?,属低毒性,且在1/20
LD50的浓度内均无蓄积毒性。慢性毒性试验表明,饲料中TP含量为0.1%时,对果蝇寿命无不良影响。其致突变的Ames试验、骨髓微核试验、骨髓细胞染色体畸变试验及果蝇SLRL诱变试验结果均为阴性。果蝇终生饲养和小白鼠喂养实验表明,茶多酚在适当范围内添加到饲料和饮料中,对果蝇的生长、发育和寿命与对小白鼠的血红蛋白、红细胞数、白细胞数、胸腺、脾脏细胞数、肝脏量及体重均无不良影响,反而有促进作用。试验中的添加量比人们普通饮用茶叶中多酚类的浓度还要低许多倍,说明TP对人体是无害的。从上述毒性试验结果表明TP作为食品添加剂是比较安全的。第11界全国食品添加剂标准化技术委员会对该产品的技术指标、安全性试验、使用范围及使用量进行评审,已同意列入使用卫生标准名单。
4. 茶多酚抗氧化的分子机理
茶多酚是一类氧化还原电位很低的还原剂,具有活泼的羟基氢,决定了它不管在饲料、食品或在动物体内都可作为一种优良的抗氧化剂,从而保护食物和细胞膜中的脂质过氧化。
4.1茶多酚作用于自由基
生物体内自由基的生成和代谢与机体健康密切相关,正常生理状态下产生的适量一氧化氮、超氧阴离子等自由基是神经、免疫、心血管系统和细胞稳态的调节的信号分子;而过量的自由基的生成会造成氧化胁迫和硝化胁迫,成为癌症、心血管病、衰老等多种进行性和退行性疾病的病理因子。茶多酚作为一种优良的氢或中子的给予体,可以和生物体在氧化还原反应中生成的过量的自由基反应生成酚氧自由基,从而保护了生物体遭受自由基的损伤。即在体内时茶多酚与自由基生成较为稳定的酚氧自由基,从而灭活自由基[1]。
在体外时,当茶多酚添加到饲料中后,可以防止饲料中脂肪的氧化。饲料中的油脂,尤其是含不饱和键的油脂,储存久了,特别容易氧化酸败,产生难闻的气味,即所谓的发哈[5]。在食品中含油脂高的食物也比较容易变质,对于油脂的自动氧化的问题有许多国内外的学者做了很多研究,到了二十世纪七十年代的时候,许多专家认为油脂的自动氧化是一个与自由基有关的链式反应:
RH+O2----R?+?OH (1)
R?+O2----ROO? (2)
ROO?+RH----ROOH+R?(3)
氧化反应(1)进行缓慢,自由基(R?)一旦产生后再与O2反应生成ROO?(过氧化物自由基),反应速度加快,而且过氧化物可促进别的不饱和键的氧化。当在饲料中加入抗氧化物(AH或AH2)后,它的氧化终止作用可表现为以下两种形式:一种是抗氧化剂向已被氧化脱氢后的脂肪自由基(R?)提供氢而使脂肪自由基还原到脂肪的原来状态(RH),从而终止脂肪的继续氧化;第二种是由抗氧化剂向已被氧化成的过氧化自由基提供氢而使之成为氢过氧化物,但终止了新的脂肪成为脂肪自由基,从而中断脂肪的氧化过程。茶多酚属于酚类复合物,是一种优良的氢或中子的给予体,当它向自由基R?提供H?之后,本身成为自由基之后,可以相互结合形成稳定的二聚体,如:A?+A?----A2----ROO?+A?----ROOA。
4.2茶多酚作用于与自由基有关的酶
生物体内许多氧化酶与自由基的生成有关,如黄嘌呤氧化酶系、P-450酶系、髓过氧化酶、脂氧化酶和环氧酶。有实验证明,茶多酚对上述各种氧化酶有抑制作用。Cho
Y.J.等发现韩国绿茶的丙酮提取液能抑制黄嘌呤氧化酶(XO)活性,其中酯型儿茶素比简单儿茶素对XO有更强的抑制活性[6]。
许多研究表明,茶多酚不仅能防护体内抗氧化酶,还能促进和调动机体内抗氧化酶的活性。生物体内的抗氧化酶系主要有超氧化歧化酶(SOD)、谷胱甘肽酶(GSH)和过氧化氢酶(CAT)。杨贤强等在沙土鼠脑缺血再灌注实验中,观察到TP可以防止SOD活性的显著下降和MDA含量的明显上升,提前60分钟用TP处理,可使沙土鼠缺血30分钟再灌注15分钟的脑内SOD活性升高54.02%?P<0.001),MDA含量下降21.80%?P<0.001)。抗衰老试验表明:TP能增强血和肝GSH-Px活性(P<0.01)及SOD活性?P<0.05),降低过氧化脂质在肝和血清中含量?P<0.01),并抑制脂褐素形成?P<0.01)[7]
[8]。赵秀兰(1997)报道,绿茶对小鼠各脏器中的谷胱甘肽S-转移酶(GST)含量均有一定的诱导作用,其中肝脏、肺脏中的GST活性以及肝脏、肾脏、小肠中的GSH含量水平明显高于对照组[9]。
5茶多酚的其它生理功能及发展前景
自由基对于生物系统的损害是非常严重的。抗氧化剂可稳定这些高度活跃的自由基,保证细胞结构和功能的完整性(Chew,1995)[10],因此,抗氧化剂对于人类和动物的免疫防御和健康十分重要。詹勇[11]等用0.25%TP添加到饲料中喂给14月龄的健康海佩科肉仔鸡,表明TP对自然感染法氏囊病鸡有明显提高鸡血液中红细胞C3b受体和免疫复合物的含量及保护肝脏正常的免疫功能(P<0.05)。杨贤强等[12]研究发现,茶多酚使荷瘤小鼠的免疫器官胸腺和脾脏的相对重量和细胞数增加,同时免疫淋巴细胞的粘瘤指数(ATI)和钻瘤指数(ETI)明显提高,表明茶多酚促进了免疫力低下的荷瘤小鼠的免疫功能,以碳粒廓清率、血清溶血素测定和淋巴细胞转化试验为检测手段,表明茶多酚对正常小鼠非特异性免疫功能和大鼠细胞免疫功能有促进作用。
另据日本农业新闻社报道,以白猪为实验对象,在饲料中添加适量的茶叶,进行长期饲喂,待出栏屠宰后,分析猪肉品质。结果发现,在这种白猪猪肉中,原有的独特腥味大幅度降低,VE的含量是一般猪肉的3倍,次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸)比一般猪肉多的多,而次黄嘌呤核苷酸的多寡是决定口感的重要因素。项秀兰(1997)报道,在金华火腿制作中添加或发酵后涂抹TP,发现九个月后其过氧化值的抑制率为21~29%,丙二醛生成的抑制率为52~68%,肉色呈玫瑰色,肥膘的氧化层薄,酸败味轻,香气纯正;而对照组的肉色呈黄色,肥膘的氧化层厚,肉质松。用茶叶抗氧化剂保鲜的火腿还能抑制亚硝酸盐的形成抑制率为20.2%,从而提高火腿的食用品质。
茶多酚的另外一个重要的生理功能是降血脂。据刘波静(2000)[13]报道,以200
mg?kg-1?d-1茶多酚处理具有明显降低高脂血症小白鼠的血清TC、TG、LDL-C、apoB100,升高HDL-C(P<0.01)、apoA1的作用,且疗效优于吉非罗齐,有临床应用价值。这对于心血管疾病的治疗具有重要意义,尤其是人们对于一些降低血脂、低胆固醇的功能性食品的需求日益增加。
综上所述,可以看出,茶多酚对于提高畜禽肉产品的质量起到了积极的作用,尤其是在当今现代化、集约化畜禽生产中,随着遗传育种和动物营养工作的深入,畜禽的生产水平有了惊人的增长,上市日龄缩短,出栏体重增加,单位体重耗料减少,所有这些却给畜禽生产带来了许多国际性的问题:①肉中胆固醇含量增高;②肉中脂肪沉积过多,到屠宰期脂肪含量常常高于蛋白质含量;③肉品质易发生脂质过氧化,造成一系列肉品品质下降。如:肌肉肉色不佳;肉中硫代巴比妥酸反应物(TBARS)上升;系水力下降(细胞膜氧化破裂,细胞液外溢所致);PH值异常;有保健功能的不饱和脂肪酸含量下降等问题。茶多酚是茶叶的一种活性成分,其特殊的化学结构决定了它具有特殊的生理功能,它在畜牧业中的作用还需要科学工作着的不断努力和发现,相信在现在人们日益重视生活质量的时候,对畜禽肉产品的要求会越来越高的同时,茶多酚以及一些其他生理功能的绿色保健剂会有不错的发展前景。
参 考 文 献
1.郑荣梁等.自由基生命科学进展.VOL8.原子能出版社.2000.11:56~59
2.凌关庭等.食品添加剂手册(第二版).化学工业出版社.1997.2:742~749
3.王泽农等.茶叶生物化学.农业出版社.1980.3:87
4.杨贤强等.茶多酚类毒理学试验及其评价.浙江农业大学学报.1992.18(1):23~29
5.杨凤等.动物营养学.农业出版社.1993.10:50
6.Cho Y J,An B T. Isolation and enzyme inhibition of tannis from
Korean green tea.Korean biochem. J. 1994,26(4):4H161
7.杨贤强等.茶多酚对抗脑缺血再灌流损伤的保护作用机理研究.浙江农业大学学报.1992,18(5):63~65
8.杨贤强等.茶多酚(TP)清除自由基和抗氧化作用的机理及应用基础研究.中国茶叶加工.1994(1):41~43
9.赵秀兰等.绿茶对小鼠体内谷胱甘肽S-转移酶活性及谷胱甘肽含量的影响.中国公共卫生学.1997.16(4):231~232
10.张黎霞译.再评维生素是否为代谢必需.国外畜牧科技.2000.27(5):4~8
11. 詹勇等.茶多酚(TP)对家禽免疫功能的研究.浙江农业大学学报.1992,18(4).74~76
12.茶多酚(TP)对免疫功能的影响.杨贤强等.中国免疫学杂志.1995.11(5):557~560
13.刘波静.茶多酚对动物血清血脂和载脂蛋白水平的影响和抗氧化作用.茶叶科学.2000,20(1):67~70
(作者:郜卫华 陈喜斌 刘晓华 工作单位: 武汉华中农业大学畜牧兽医学院 430070) |
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