基本介紹
- 中文名：植物多酚
- 外文名：Plant polyphenol
- 又名：植物單寧
- 存在部位：植物的皮、根、葉、果中
分類,常見的植物多酚,茶葉中的多酚類物質,水果及飲料中的多酚類物質,蔬菜中的多酚類物質,植物多酚的理化性質,與蛋白質、生物鹼、多糖的反應,植物多酚- 金屬離子的絡合,植物多酚的抗氧化性,植物多酚在肉製品中的套用,在香腸製品中的套用,在醃臘肉製品中的套用,在火腿製品中的套用,多酚類物質的提取,超音波提取,微波提取,生物酶解提取,膜技術提取,超臨界流體萃取技術,
分類
一般來講, 植物多酚分為2 類: 水解單寧( 酸酯類多酚) 和縮合單寧( 黃烷醇類多酚或原花色素) 。水解單寧和縮合單寧在構成單元骨架上完全不同, 由此造成它們在化學性質、套用範圍上的顯著差異, 如水解類單寧在酸、鹼、酶的作用下不穩定, 易於水解; 而縮合類單寧在酸、鹼、酶的作用下不易水解, 在強酸作用下縮合成不溶於水的物質。但水解單寧和縮合單寧的多酚結構特性又決定了它們在某些化學反應上的共性。
常見的植物多酚
植物多酚存在於植物的葉、殼、果肉以及種皮中，其含量僅次於纖維素、半纖維素和木質素。人類攝取的多酚類物質多來源於茶葉、蔬菜和水果。
茶葉中的多酚類物質
茶多酚((Tea Ployphenols，TP)，又名茶單寧、茶鞣質，是茶葉中含有的一類多羥基類化合物的總稱，占茶葉乾重的20%左右。其主要組分為兒茶素類(Catechines)，占其總量的8 0 %左右。除此之外，還含有黃烷醇類(Flavanols)、黃烷酮類(Flavanones)、酚酸類 (Phenolicacids)和花色苷及其苷元。在各種茶葉中，以綠茶的茶多酚含量最高，約占茶葉乾重的15%～25%，其次為烏龍茶、紅茶。
水果及飲料中的多酚類物質
蘋果多酚
蘋果多酚是蘋果中多元酚類物質的總稱，包括花青素類、黃烷醇類、酚酸類及兒茶素等。在一些用於釀酒的蘋果品種中其含量可達7g/kg(鮮重計)，普通的鮮食品種含量範圍在0.5～ 2g/kg。根據荷蘭、美國等營養學家調查，蘋果是位於茶和洋蔥之後的第三大酚類物質膳食來源。
葡萄及葡萄酒中的多酚類物質
葡萄中含有豐富的多酚類化合物。主要分布於果梗、果皮和果核中，尤以果核中含量最高，為3%～7%。在葡萄酒中檢測出的1000多種物質中，含有多種多酚類物質，包括花色素類、黃酮類、酚酸類和白藜蘆醇等。採用高錳酸鉀法測定葡萄酒中的多酚含量，平均可達 1～3g/L。另外，紅葡萄酒的澀味與苦味多源於酚類物質，其所呈現的紅寶石色澤，也與多酚含量密切相關。
啤酒中的多酚類物質
啤酒中多酚種類繁多，包括黃烷醇類、黃酮醇類、花色苷類及酚酸等，其中僅原花色素一類就檢測出50多種。啤酒中的多酚80%左右來自大麥，20%左右來源於啤酒花。麥芽中含量約0.1%～0.3%，主要存在於穀皮和糊粉層，少量在胚乳。酒花中多酚物質主要存在於酒花的前葉片及蛇麻腺中，占乾重的2%～4%。多酚類物質與啤酒質量密切相關，其含量對於啤酒的非生物穩定性、口味、泡沫、色澤等都有重要的影響。
蔬菜中的多酚類物質
植物多酚在蔬菜中分布也較為廣泛，如人們經常食用的黃花菜、菠菜、蓮藕、色彩鮮艷的紫甘藍、紅莧菜、紫色蘿蔔等。南歐的傳統蔬菜朝鮮薊中也含有豐富的菜薊素、黃酮等多酚類化合物[5]。
植物多酚的理化性質
與蛋白質、生物鹼、多糖的反應
植物多酚與蛋白質的結合反應是其最重要的化學特徵, 這方面的研究工作開展得也最多、最深入。現在普遍接受的是20 世紀80 年代Haslam 等 提出的/ 手套- 手0反應模式, 即植物多酚以疏水鍵和多點氫鍵與蛋白質相結合的反應理論。反應歷程主要是植物多酚先通過疏水鍵向蛋白質分子表面靠近, 多酚分子進入疏水袋, 然後發生多點氫鍵結合。植物多酚與生物鹼、多糖甚至與核酸、細胞膜等生物大分子的分子複合反應也與此相似。
植物多酚- 金屬離子的絡合
植物多酚中的多個鄰位酚羥基可以作為一種多基配體與金屬離子發生絡合反應, 形成穩定的五元環螯合物。由於植物多酚配位基團多、絡合能力強、絡合物穩定, 大部分金屬離子與多酚絡合後都形成沉澱。在鹼性條件下, 多酚與金屬離子易形成多配絡合物。多酚與某些高價金屬離子如Cr6+ 、Fe3+ 等作用時, 絡合的同時把金屬離子從高價態還原至低價態。多酚與金屬離子的絡合作用是其多種套用的化學基礎。
植物多酚的抗氧化性
植物多酚的酚羥基結構( 鄰苯二酚或鄰苯三酚) 中的鄰位酚羥基很容易被氧化成醌類結構, 消耗環境中的氧, 同時對活性氧等自由基具有很強的捕捉能力, 這使多酚具有較強的抗氧化性以及清除自由基的能力。其反應如下: PH( 多酚) + ROO#( 脂質自由基) y P#+ ROOH。此外, 植物多酚在200~ 350 nm間具有較強的紫外吸收特性, 特別是在能量高、破壞力大的遠紫外區有更強的吸收, 因此植物多酚可以作為抗老化劑和防曬劑的有效成分。
植物多酚在肉製品中的套用
在香腸製品中的套用
香腸肉製品是以畜禽肉為主要原料，經醃製(或未經醃製)、絞碎或斬拌乳化成肉糜狀，並混合各種輔料，然後填充入天然腸衣或人造腸衣中製成的肉製品。未經過硝酸鹽和亞硝酸鹽醃製過的生香腸，由於本身含水分多，組織柔軟又沒經過加熱殺菌工序，一般不能長期貯存；經過微生物發酵和成熟乾燥的發酵香腸貨架期較長，但其脂肪氧化酸敗會使風味變壞。脂肪的氧化酸敗主要是由於脂肪中的不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸和亞麻酸)的自動氧化作用，伴隨產生一些短鏈的醛、酮和脂肪酸，而形成不良的氣味。
植物多酚可以作為天然的抗氧化劑添加到香腸中，清除殘留的亞硝酸鹽，阻止亞硝胺的產生，並延緩香腸的腐敗。近些年，有關植物多酚在香腸製品上套用的研究表明，植物多酚可使香腸製品在貯藏期間的過氧化值顯著降低，防止香腸中的脂肪氧化，同時可以有效抑制致癌物質亞硝酸鹽和亞硝酸胺的生成。
植物多酚抑制香腸腐敗的作用與添加的濃度和種類相關。此外，添加植物多酚復配物也可有效防止香腸腐敗，降低亞硝胺殘留量。
在醃臘肉製品中的套用
醃臘肉製品是原料肉經預處理、醃製、晾曬或烘焙等方法加工而成的一類肉製品。因生鮮肉類容易發生腐敗，通常添加食鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽等對肉進行醃製，製成醃臘肉製品，防止其腐敗。但亞硝酸鹽在醃臘肉中會與其本身含有的胺類物質發生反應，生成致癌物質亞硝酸胺，產生潛在食用風險。醃臘肉製品在貯藏過程中會發生哈變，不僅使風味變壞，營養價值降低，還影響食品安全，損害人體健康。
食用過氧化值升高的食品會引起細胞功能衰退，導致疾病發生和人體衰老。脂肪酸敗的理化指標是酸值升高。添加植物多酚能抑制臘肉製品酸價升高的原因是油脂酸敗的反應主要是油脂自身氧化和加水水解的反應產生的。在一系列氧化過程中主要的分解產物是氫過氧化物、羰基化合物、低分子脂肪酸、酯類及脂肪酸聚合物和縮合物。在水解反應中會產生游離脂肪酸甘油等，因而使酸價升高。若控制脂肪氧化速率就可抑制酸價升高，從而達到保鮮的作用。
對於醃臘肉的研究表明，植物多酚可作為天然抗氧化劑和防腐劑添加到醃臘肉製品中。因為植物多酚是良好的自由基清除劑，所以它可以防止醃臘肉製品中脂質過氧化，降低酸價和過氧化值。植物多酚復配抗氧化劑的效果明顯。同時，植物多酚可降低食鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽的添加量，還能夠作為護色劑，輔助保護臘肉色澤。
在火腿製品中的套用
火腿是用豬後腿經醃製、乾燥和陳化成熟(發酵)等加工步驟製作而成的一種發酵肉製品。通過醃製，腿肉內的食鹽含量升高；通過乾燥，腿肉內的水分含量下降；因而，火腿成品可以在無需冷藏或者特殊包裝的條件下長期保存。植物多酚添加到火腿製品當中，可以降低亞硝酸鹽的含量，從而阻斷添加亞硝酸鹽引起的致癌物質亞硝胺和亞硝酸鈉的產生，延緩火腿製品的腐敗，並提升火腿製品肉色、香氣等品質。
多酚類物質的提取
超音波提取
天然植物有效成分大多存在於細胞壁中，細胞壁是植物細胞有效成分提取的主要障礙。超音波提取技術是利用超音波具有的機械效應、空化效應及熱效應，加強了胞內物質的釋放、擴散和溶解，加速了有效成分的浸出。超音波提取以其操作簡便快捷、提取溫度低、提取率高、提取物的結構不易被破壞等特點，已廣泛用於天然植物有效成分提取。
微波提取
微波提取技術是利用微波能來提高提取率的一種新技術。微波提取過程中，微波輻射導致植物細胞內的極性物質吸收微波能，產生大量熱量，使細胞內溫度迅速上升，液態水汽化所產生的壓力在細胞膜和細胞壁上形成微小孔洞，使胞外溶劑容易進入細胞內，溶解並釋放出胞內物質。
生物酶解提取
生物酶解提取技術是根據酶反應具有高度專一性的特點，選擇相應的酶，水解或降解細胞壁組成成分：纖維素、半纖維素和果膠，從而破壞細胞壁結構，使細胞內的成分溶解、混懸或膠溶於溶劑中，達到提取目的。
膜技術提取
膜技術是以選擇性透過膜為分離介質，原料中的不同組分有選擇地透過膜，從而達到提取分離的目的。該法優點是常溫下不破壞茶多酚，工藝簡單，不污染環境；缺點是過濾速度慢，產品純度低，膜價格高。
超臨界流體萃取技術
該技術是指以超臨界流體(Supercritical Fluid，SF)作為萃取劑，利用其兼有液體和氣體雙重性質的特點，通過控制溫度和壓力進行選擇性萃取利分離的新技術。目前常用的萃取劑為二氧化碳。
