（食品科学专业论文）茶多酚提取工艺以及在蛋糕食品中的应用.pdf

李圣峰：茶多酚的提取工艺以及在蛋糕食品中的应用三 茶多酚提取工艺以及在蛋糕食品中的应用 中文摘要 茶多酚在茶叶中的含量一般在1 5 2 0 ，其中儿茶素类物质的含量约占茶多酚总量 的7 0 左右。茶多酚具有很强的抗氧化作用，且用量很少即可起作用，而无合成物的潜在 毒副作用；儿茶素对食品中的色素和维生素类有保护作用，能使食品在较长时间内保持原 有色泽与营养水平，并可有效防止食品、食用油类的腐败，消除异味。 本文综述了从茶叶中提取和分离纯化茶多酚及其单体的主要工艺，其中的浸提步骤是 茶多酚提取必不可少的环节；并比较了各种提取方法的优缺点，得出了分离因需求而采用 相应方法的结论，最后简述了分析茶多酚含量的方法。 在深入了解茶多酚的抗氧化原理及提取方法的基础上，本文着重从茶多酚与蛋白质的 相互作用着手，同时初步应用了茶多酚对蛋清蛋白( 起泡性能和乳化性能) 的影响规律到 蛋糕的生产中来，并结合茶多酚对食品中的色素和维生素类保护作用，防止食品、食用油 类腐败消除异味等方面的优势，将茶多酚应用于蛋糕的生产和保护中，以期提高蛋糕品质， 以及加快茶多酚在食品中的应用。 通过试验发现茶多酚能使蛋糕生产的主要配料鸡蛋、白砂糖和面粉用量分别降低 5 6 、1 2 5 和1 0 。茶多酚用量为0 3 时，蛋糕的保质期最长，且蛋液泡沫的稳定性随 茶多酚用量的增加而增强；而当用量大于0 3 时，蛋糕的保质期随茶多酚用量的增加有增 加的趋势，且蛋液打擦度和泡沫稳定性随茶多酚的增加有所下降，其感官评价得分也随着 茶多酚含量的增加有下降趋势。鸡蛋、茶多酚、面粉、白砂糖用量的正交试验结果显示各 因素对蛋糕品质的影响程度为：鸡蛋 茶多酚 白砂糖 面粉。蛋糕的最佳制作配方为：鸡 蛋4 2 5 9 、茶多酚0 4 、白砂糖1 7 5 9 、面粉1 8 0 9 ，搅拌时间2 0 r a i n 。用该配方生产出的蛋 糕具有外形美观、柔韧性好、甜度适中、香气浓郁纯正，有淡淡的蛋香味，组织细密均匀， 口感绵软细腻，合理的使用量，能延长蛋糕的保质期。 关键词：茶多酚；提取；蛋糕；抗氧化性 堑型盔堂堡主堂篁笙茎 一4 e x t r a c t i o nt e c h n i q u e so ft e ap o l y p h e n o l sa n d a p p l i c a t i o ni nt h ec a k e a b s t r a c t a b s t r a c t ：t h ec o n t e n tp e r c e n t a g eo ft p ( t e ap o l y p h e n o l s ) ，w h i c hc a t e c h ui s7 0 ，i nt e al e a fi s 15 t o2 0 t ph a sas t r o n go x i d a t i v er e s i s t a n c ee f f e c tw i t h o u tp o t e n t i a ls i d e e f f e c t , w h i l et h e p i g m e n ta n dt h ev i t a m i n si nf o o da r ep r o t e c t e db yc a t e c h u t h ec a t e c h uk e e p st h e 舶s hc o l o ra n d l u s t e ra n dt h en u t r i t i o ni n g r e d i e n t so ft h ef o o df o ral o n gt i m ea n dp r o t e c t st h ef o o da n dt h e e d i b l eo i lf r o md e c o m p o s i t i o na n dp e c u l i a rs m e l l t 1 1 et e c h n i q u e so f e x t r a c t i n g ，s e p a r a t i n ga n dp u r i 劬n gt pf r o mt e al e a fa les u m m e du pi n t h ed i s s e r t a t i o n ，w h i c he s s e n t i a lp a r ti st h e p r o c e d u r eo fs o a k i n ga n de x t r a c t i n g t h r o u g h c o m p a r i n gt h ea d v a n t a g e sa n dt h ed i s a d v a n t a g e so fd i v e r s i f i e de x t r a c t i o nw a y s ，t h ec o n c l u s i o n t h a td i f f e r e n td e m a n d sr e s u l ti nd i f f e r e n tc o r r e s p o n d i n gw a y so fs e p a r a t i n gh a sb e e ng o t a n d l a s t l y , t h ew a y so fa n a l y z i n gt h ec o n t e n to ft pa r en a r r a t e da tt h ee n do ft h ed i s s e r t a t i o n o nt h eb a s i so fu n d e r s t a n d i n gt h et h e o r yo ft po no x i d a t i v er e s i s t a n c ea n dw a y se x t r a c t i o n ， t h er e c i p r o c i t yb e t w e e nt pa n dp r o t e i na n dt h ei n f l u e n c e r u l eo ft pt ot h ef e a t u r e so nf o a m i n g a n de m u l s i f y i n go fp r o t e i ni ne g gw h i t ea r em a i n l yd i s c u s s e di nt h ed i s s e r t a t i o n m e a n w h i l e ，t h e a p p l i c a t i o no f t pi sa n a l y z e d t h r o u g hw h i c ht h ep i g m e n ta n dv i t a m i n sa l ew e l lp r o t e c t e ds oa st o k e e pt h ef o o da n dt h ee d i b l eo i lf r o md e c o m p o s i t i o na n dp e c u l i a rs m e l l i m p r o v et h eq u a l i t yo f c a k ea n de x p e d i t et h ea p p l i c a t i o no f t pi n t ot h ep r o c e s so fp r o d u c i n gf o o d t h eq u a n t i t i e so ft h ee g g s ，t h ew h i t eg r a n u l a t e ds u g a ra n dt h ef l o u ra r er e d u c e d5 6 ， 1 2 5 a n d10 r e s p e c t i v e l yd u r i n gt h ep r o c e s so fp r o d u c i n gc a k e sb e c a u s eo ft p w h e nt h e c o n t e n to ft pi s0 3 t h ew a r r a n t yp e r i o dl a s t st h el o n g e s tt i m ea n dt h es t a b i l i t yo ft h ef o a mo f e g gf l u i di si n c r e a s e dw h i l ei m p r o v i n gt h eq u a n t i t yo ft p e s p w h e nt h ec o n t e n ti sm o r et h a n 0 3 t h ed e g r e e so fe g g b e a t i n ga n dt h ef o a m s t a b i l i t ya n dt h es e n s e e v a l u a t i o na r ed e c r e a s e d t h ef o r m u l ao ft h ed e g r e e so ft h ef a c t o r si n f l u e n c i n gt h eq u a l i t i e so fc a k e si se g g t p w h i t e g r a n u l a t e ds u g a r f l o u r t l l eb e s tf o r m u l ao ft h ei n g r e d i e n t si nt h ec a k ei s ：e g g4 2 5 9 ，t po 4 ， w h i t eg r a n u l a t e ds u g a r17 5 9 ，f l o u r18 0 9a n db e a t i n gt i m e2 0 m i n ，w h i c h1 e t st h ec a k eh a v e w o n d e r f u la p p e a r a n c e ，g o o df l e x i b i l i t y , p r o p e rs w e e td e g r e e ，f a b u l o u sf r a g r a n c e ，l i g h te g ga r o m a , d e n s ec o n s t r u c t i o n ，s p o n g yt a s t ea n dp r o l o n gi t sw a r r a n t yt i m e k e yw o r d s ：t e ap o l y p h e n o l s ，e x t r a c t i o n ，c a k e ，o x i d a t i v er e s i s t a n c e 李圣峰：茶多酚的提取工艺以及在蛋糕食品中的应用 扬州大学学位论文原创性声明和版权使用授权书 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所取得的研究成果。 除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果。对本 文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人 承担。 学位论文作者签名： 4 扮气1 签字日期：讪d 年了月、5 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关 部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权扬州大 学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录 到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 学位论文作者签名： 黼、 签字日期：讪1 ) 年丫月i 歹e l 导师签名： 乎洽 签字日期：j 扒。年f 月1 ) 日 ( 本页为学位论文末页。如论文为密件可不授权，但论文原创必须声明。) 李圣峰：茶多酚的提取工艺以及在蛋糕食品中的应用三 1 茶多酚研究综述 1 1 茶多酚简介 茶叶除具有一些常见的营养成分如蛋白质、氨基酸以外，还具有一些特有的功能活性 成分，如茶多酚、茶氨酸、茶多糖等，正是由于有这些活性物质的存在，才导致了茶叶具有 多种营养、保健和药理作用。其主要保健作用包括抗氧化，防衰老，防癌抗癌，降低血脂、 血糖、血压、减肥【l 】。绿茶中，茶多酚含量较高，约占其干重的l5 25 ，而红茶因发 酵过程中部分茶多酚被氧化，故含量较低，约为干重的6 ；不同季节采摘及不同品种的 茶叶，茶多酚的含量也有差异，一般夏秋茶高于春茶【2 】。 茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功 能的主要成份之一。在茶叶中含量较高，种类繁多，具有多种生物活性。据报道，茶多酚 由三十多种酚类物质组成，按照化学结构的不同，主要分为：儿茶素、黄烷酮类、酚酸类 和花色甙及其甙元素等，儿茶素是茶多酚的主体，属于黄醇类化合物，约占茶多酚总量的 7 0 【3 】。日本千叶大学山下泰德教授等科学家研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐 射作用，能有效地阻止放射性物质侵入骨髓，并可使锶9 0 和钴6 0 迅速排出体外，被健康 及医学界誉为“辐射克星 。 茶叶能够保存较长的时间而不变质，这是其他的树叶、菜叶、花草所达不到的，实际 上茶叶的许多作用都是因为茶叶中的茶多酚在起作用。茶多酚参入其他有机物( 主要是食 品) 中，能够延长贮存期，防止食品退色，提高纤维素稳定性，有效保护食品各种营养成 份。茶多酚可用于食品保鲜防腐，无毒副作用，食用安全。其主要用途如下： ( 1 ) 用于糕点及乳制品对高脂肪糕点及乳制品，如月饼、饼干、蛋糕、方便面、奶 粉、奶酪、牛奶等，加入茶多酚不仅可保持其原有的风味，防腐败，延长保鲜期，防止食 品退色，抑制和杀灭细菌，提高食品卫生标准，延长食品的销售寿命。另外，还可使甜味 “酸尾”消失，味感甘爽。 ( 2 ) 用于饮料生产茶多酚不仅可配制果味茶、柠檬茶等饮料，还能抑制豆奶、汽水、 果汁等饮料中的v a 、v c 等多种维生素的降解破坏，从而保证饮料中的各种营养成份。 ( 3 ) 用于水果和蔬菜保鲜在新鲜水果和蔬菜上喷洒低浓度的茶多酚溶液，就可抑制 细菌繁殖，保持水果、蔬菜原有的颜色，达到保鲜防腐的目的【4 】。 ( 4 ) 用于畜肉制品茶多酚对肉类及其腌制品如香肠、肉食罐头腊肉等，具有良好的 保质抗损效果，尤其是对罐头类食品中耐热的芽胞菌等具有显著的抑制和杀灭作用，并有 扬州大学硕士学位论文 6 一 消除臭味、腥味，防止氧化变色的作用【5 】。在食用油贮藏中加入茶多酚，能阻止和延缓不 饱和脂肪酸的自动氧化分解，从而防止油脂的质变哈败，使油脂的贮藏期延长一倍以上。 ( 5 ) 在食用油贮藏中加入茶多酚，能阻止和延缓不饱和脂肪酸的自动氧化分解，从而 防止油脂的质变哈败，使油脂的贮藏期延长一倍以上。 根据我国食品添加剂使用卫生标准( g b2 7 6 0 1 9 9 6 ) 规定：用于含油脂酱料时最大 使用限量为0 1 9 k g ，用于油炸食品、方便面时最大使用限量为0 2 9 k g ， 用于肉制品、 鱼制品时最大使用限量为0 3 9 k g ，用于油脂、火腿、糕点及其馅时最大使用限量为o 4 9 k g 【备注：以油脂中儿茶素计】。另外，茶多酚的副产品咖啡因，又称为咖啡碱，为白色晶体 或粉末，溶于水、乙醇等，能兴奋大脑皮层，所以有提神作用【6 】。常用的制剂是安钠咖( 苯 甲酸咖啡因) ，一种中枢兴奋药，能加强大脑皮层兴奋过程，用于神经衰弱和精神抑制状 态以及配制复方乙酰水杨酸和氨非咖片等作医药器品【_ 7 1 。 1 2 茶多酚的理化特性 茶多酚为淡黄至茶褐色的水溶液和白色无定型粉末或结晶，略带茶香，具有涩味， 略有吸潮性，易溶于水及甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂，微溶于油脂，但不溶 于氯仿和石油醚中【8 】。含醇羟基的有机溶剂对茶多酚有很好的溶解性，而含水的有机溶剂 对多酚的溶解能力比纯有机溶剂大，这是由于含水有机溶剂可破坏多酚分子间的氢键，从 而减弱了多酚间的缔合，有利于多酚的溶出。 茶多酚对热和酸较稳定，碱性条件下易氧化褐变。茶多酚化合物因为分子中具有酚羟 基，可游离出h + ，故水溶液呈酸性，p h 值为3 0 - 4 0 。茶多酚的安全性好，国内外科学家 对茶多酚的急性毒性、亚急性毒性、亚慢性毒性、a m e s 试验、抗突变与抗癌变试验、微 核试验等毒理学内容进行了许多研究。 茶多酚中农药残留量甚微，砷和铅重金属含量较低，咖啡碱含量极低，无细菌污染， 卫生指标均符合食品添加剂的卫生标准。另外，姜铁t h t 9 】等人研究结果也表明，茶多酚是 一种毒性很低、无副作用、安全性很好的天然添加剂，符合食品添加剂的毒理学和安全性 评价的要求。 1 3 茶多酚的主要生物活性 1 3 1 抗氧化性 过量的自由基会对人体的脂质、核酸、蛋白质和糖类等生命分子造成伤害，从而加速 机体的衰老过程，引发癌症等多种疾病【1 0 】。茶多酚具有良好的抗氧化和清除自由基的能力， 关于茶多酚抗氧化作用机制主要有以下几种理论：酚羟基与自由基进行脱氢反应生成稳 李圣峰：茶多酚的提取工艺以及在蛋糕食品中的应用z 定的半醌自由基，从而中断链式反应，实现抗氧化作用；茶多酚直接给出电子，清除或 抑制自由基；茶多酚与金属离子螯合，降低某些需金属离子催化的氧化反应速度，减少 其对氧化反应的催化，间接实现抗氧化作用；与其他抗氧化剂产生协同效应。按照量子 化学计算，酯型儿茶素清除自由基的供氢中心在b 环，非酯型儿茶素清除自由基的供氢中 心在a 环。酯型几茶素( e g c g ) 和非酯型儿茶素( e c ) 清除自由基的机理如图1 2 。研 究表明，每分子前者可清除6 分子自由基，每分子后者可清除2 分子自由基，茶多酚复合 体有与后者类似的清除能力。 g a o 等人【l l 】深入研究茶多酚清除自由基和抗氧化的分子机理，用e s r 检测了它们自氧 化形成的半醌自由基的结构及反应活性位点。发现e g c g 与氧自由基的反应活性位点在邻 苯三酚的对位酚羟基处，e c g 与氧自由基的反应活性位点在没食子酸酯对位酚羟基处，e c 与氧自由基的反应活性位点有二个，一个在吡喃环的酚羟基处，另一个在邻苯二酚的酚羟 基处，e g c 与氧自由基的反应活性位点也有二个，一个位于邻苯三酚的对位酚羟基处，另 一个在吡喃环的酚羟基处。用化学发光法和e s r 技术测量表n t l 2 】，一般具有较多酚羟基的 儿茶素具有较强的抗氧化能力，酚羟基的位置及没食子酸酯化也对其抗氧化能力有很大的 影响。四种有强抗氧化能力的儿茶素按等摩尔浓度抗氧化能力依次是： e g c g e g c e c g e c ；按等重量浓度抗氧化能力依次是e g c e g c g e c e c g ，可见抗 氧化能力最强的为e g c e 和e g c 1 3 l 。每分子的e g c g 可以清除6 分子的自由基，比v c 、 v e 强1 0 多倍【1 4 】。随着国际上相继禁止使用b h a 和b h t 等人工合成的食品抗氧化剂，天 然油脂抗氧化剂茶多酚将作为主要的食品添加剂替代合成的抗氧化剂【l 5 1 。 r o h 渊 扬州大学硕士学位论文 o h + r 图1 - 2 儿茶素清除自由基的机理 f i g l 一2t h em e c h a n i s mo f c a t e c h i n ss c a v e n g i n gf r e e r a d i c a l s 1 3 2 抗肿瘤作用 活性氧可使d n a 突变，导致癌基因活化和肿瘤抑制基因失活，还可与核转录因子 n f k b 作用，参与细胞信号转导，引起细胞恶性增殖，因此保护d n a 免受氧化损伤即能防 止肿瘤的发生、发展【16 1 。其防癌抗癌机理有1 7 】：调节致癌物的代谢和某些酶的活性，促使 癌细胞断裂，提高机体免疫力，抑制肿瘤细胞的生长；影响癌细胞的增殖周期和抑制d n a 合成；诱导和增强癌细胞凋亡；阻碍致癌过程中有些分裂信号传导等。 w a n g 等人【l8 】研究了脱咖啡因的绿茶和红茶对老鼠食管肿瘤( n m b a 诱导) 的抑制作 用，分别在致癌物质处理初始和处理后给茶，结果表明：在肿瘤初始和中间阶段都有很好 的抑制作用，脱咖啡因的绿茶与红茶都有相似的抑制活性，在减小肿瘤体积方面红茶更有 效，绿茶及其茶多酚提取物，特别是e g c g ，在抑制致癌物质诱导的消化管上的肿瘤更有 效。夏燕萍等【l9 】通过体外细胞培养，观察茶多酚对人甲状腺乳头状癌细胞( c g t hw - 3 ) 的增殖、侵袭能力及凋亡的影响，结果证明茶多酚抑制c g t hw - 3 细胞增殖，对c g t hw - 3 细胞的侵袭能力有一定的抑制作用，并可诱导c g t hw - 3 细胞凋亡。 经茶学专家和医药专家的共同研究，探明了茶多酚防癌抗癌的有效成分为儿茶素，儿 茶素含有互为邻位羟基多元酚，可提供活性很强的羟基氢，具有清除自由基的抗氧化作用 【2 0 2 ，对皮肤癌、胃癌、肠癌等多种癌症的预防和辅助治疗2 2 ，2 3 1 也大有裨益。 1 3 3 抗辐射作用 从第二次世界大战广岛原子弹爆炸事件以来，人们对放射性同位素对生物体的损害有 足够认识，由此医学界进行各种防辐射研究。有报道证明【2 4 】茶多酚对机体和免疫系统受到 电离辐射损伤时，不仅具有明显的辐射防护效应，而且还有修复治疗作用。辐射射线引起 体内生物分子和水分子均裂，产生大量自由基导致过氧化损害。通过对闭环和开环d n a 比率分析，揭示茶儿茶素( l e g c c ) 通过清除自由基而对抗p 射线诱导的d n a 断裂作用 并呈剂量依赖关系【2 5 1 。能使某些放射元素不被吸收而排除体外，甚至当锶9 0 已深入动物 骨髓时，也能把它排出来。因此，在国外有人把茶叶称为“超原子时代的高级饮料”。 李圣峰：茶多酚的提取t 艺以及在蛋糕食品中的应用竺 1 3 4 抗菌作用 茶多酚具有很好的抗菌、抗病毒、防腐保鲜作用【2 6 1 ，其抗菌机制一方面是能特异性地 凝固细菌蛋白、破坏细菌细胞膜结构、与细菌遗传物质d n a 结合，从而改变细菌生理抑 制其生长；另一方面是使微生物酶类失活，干扰代谢而抑制微生物活性。茶多酚还起化学 益生素的作用，对有害菌的增殖作用的同时能促进有益菌菌群的生长，因而茶多酚能平衡 肠道微生物生态环境。 蒋建平等【2 7 1 研究了茶多酚对细菌、酵母和霉菌的抑菌活性。结果表明：茶多酚对细菌 有较强的抑菌活性，而对供试的酵母和霉菌抑制作用不明显；茶多酚对供试菌种的最低抑 菌质量浓度不超过1 1 0 9 l - 1 ，最佳抑菌质量浓度为4 1 0 9 l - 1 ；在自然p h 值和中性偏碱性环 境中的抑菌活性比强碱性环境的抑菌活性强；一定温度内处理不影响茶多酚的抑菌活性； 食盐可增强茶多酚的抑菌活性。国外研究t t 2 8 】辐射对茶多酚的生物活性和抗菌作用的影 响，对其抗氧化性能，如清除自由基、螯合金属离子、抑制脂质氧化等能力无影响，对金 黄色葡萄球菌、链球菌的抑菌能力辐射处理的较未辐射强。对大肠杆菌、金黄色普通球菌、 s e p i d e r m i d i sa n ds m u t a n s 的有效抑菌浓度是9 3 、1 0 1 、2 2 5 、9 3 m m ，而未经辐射处理 的所需浓度为1 0 8 、1 1 0 、2 5 0 、1 1 7 m m ，结果证明辐射处理对茶多酚的活性基本无影响， 并能增强抗菌性能，可以应用于食品工业。 茶多酚抑菌的结构基础主要是其分子中的酚羟基。茶多酚分子中的众多酚羟基可与蛋 白质分子中的氨基或羧基发生氢结合，其疏水性的苯环结构也可与蛋白质发生疏水结合， 茶多酚与蛋白质之间的这种多点结合作用使其具有抑菌性。姚开河等人【2 9 3 研究表明，茶多 酚对1 9 个细菌类群的1 2 个类群近百种细菌均有抑制作用，其抑菌能力与浓度呈正相关。 对细菌的最小抑制浓度( m i c ) 一般仅为每千克数百毫克，对食品中常见的几种微生物( 如 金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌和志贺氏痢疾杆菌等) 的测试结果表明，其 m i c 均未超过1 0 0 0 m g k g ，对众多肠道致病菌的m i c 大多为4 0 0 5 0 0 m g k g ，这表明茶多酚 对细菌具有广谱抑制作用和较强的抑制能力【3 0 】。 1 3 5 降压、降血脂和抗动脉粥样硬化 心血管疾病已成为当今世界威胁人类的头号杀手，如动脉粥样硬化、高血脂、高血压、 冠心病、心肌梗塞等，都与氧自由基有关，氧自由基或脂质过氧化产物导致细胞凋亡【3 1 1 。 茶多酚能够有效的清除有害自由基，增强机体的抗氧化能力、抑制脂质过氧化，降低氧自 由基和对血管内皮细胞的损伤，预防和治疗心血管疾病。茶多酚对高血脂症有良好的防治 作用，并具有良好的抗动脉粥样硬化效应【3 2 1 。 扬州大学硕士学位论文卫 茶多酚具有扩张血管的作用，增加心脏收缩力，使心血输出量和冠脉流量增加【3 3 ，3 4 1 。 对高压大鼠的降压作用实验结果发现，实验组平均血压比对照组降低1 4 1 7 ，对原发性 高血压患者氧自由基和血液流变学临床观察，茶多酚能显著提高红细胞s o d 活性，降低 血清m d a 水平，降低全血、血浆比粘度和血浆纤维蛋白原水平，并能起到稳定血压的作 用。 1 4 应用 1 4 1 食品工业 茶多酚广泛用于粮油食品、水产品、调味品、糖果饮料等诸多产品，对油脂、肉类及 其腌制品、高脂肪糕点及乳制品以及新鲜水果和蔬菜都有很显著的保鲜防腐、护色增香， 可以保护食品中营养成分、提高纤维素稳定性等3 5 1 。 利用茶多酚的抗氧化剂，可用来作作食品色素稳定剂。日本太阳化学新产品开发部的 研究表明，由绿茶多酚类化合物为主要成分配制的抗氧化剂，其浓度为6 0 m g & g 时能防止 类胡萝卜素因氧化而褪色，用于红鱿和其他赤身鱼类能很好地保持其鲜红色，比用传统的 抗坏血酸钠效果更好【3 6 1 。在戚风蛋糕中添加茶多酚，不仅赋予了蛋糕天然的茶色和独特的 茶香味，而且对蛋糕的品质有很大的改善，表现为体积增大接近两倍，气孔更加致密和细 小，弹性也更加柔韧【37 1 。 茶多酚作为抗氧化剂和添加剂用以防止和延缓脂质的氧化或酸败，作为食品防腐剂沉 淀菌体蛋白，使菌体蛋白变形而失活。刘焱3 8 】等研究表明，茶多酚能降低冷藏鱼糜的酸价、 过氧化值、挥发性盐基氮，对冷藏鱼糜和冷冻鱼糜的水分含量的减少均有一定的抑制作用， 添加茶多酚能显著地延缓冷藏鱼糜凝胶强度的降低。 此外，茶多酚还能作为功能食品的添加剂。茶多酚具有吸收射线、消除体内自由基、 阻断亚硝酸致癌物合成等作用。可望将茶多酚制作成抗辐射食品，用于经常接触电离辐射 工作人员保健【3 9 】；茶多酚对形成龋齿的细菌具有较强的抑制作用，将茶多酚添加到口香糖， 巧克力，乳酸饮料中，就可以制成防龋抗龋食品：茶多酚具有清除自由基，抗肿瘤和 增强免疫力等功效，制成抗肿瘤食品用于肿瘤病人辅助治疗。 1 4 2 医药领域 茶多酚能预防多种化学致癌物引发的各种癌症，其中对胃癌的药理功能为最好删。茶 多酚与抗肿瘤药物低剂量联合应用对人鼻咽癌耐药细胞具有明显的增殖抑制作用。近年 来，绿茶被称为抗脂肪肝的绿色精灵，其茶多酚可通过增加肝细胞膜及肝细胞中h l 活性 保护肝脏，有利于脂肪肝的防治。运用生物技术手段，如酶工程、微胶囊包埋技术、基因 李圣峰：茶多酚的提取工艺以及在蛋糕食品中的应用旦 工程使茶多酚与药物协同发挥功能效应，将大大有利于医疗技术的进步。但是茶多酚作为 单独药物开发具有相当大的难度，因而需进一步研究茶多酚与其他药物之间的协同作用， 提高药物选择性和药效，系统的明确其作用机制。临床证明，茶多酚能有效地阻止轮状病 毒损害肾脏，对预防婴幼儿因轮状病毒感染而发生的腹泻有一定效果。另外，茶多酚还能 有效地防止流感病毒感染。今后，可望用茶多酚制成胶囊来预防流感和婴幼儿腹泻【4 l 】。 1 4 3 化工领域 在化工领域，茶多酚作为一种新型甲醛捕捉剂的化工原材料，将其配制成溶液后加入 涂料或粘合剂中，或喷在家具涂料涂层的表面及周围空气中，可以使甲醛在水中及涂层本 体中的含量均下降到低于国家标准水平，对人体不造成危害。 茶多酚可以促进脂肪酸的代谢和脂肪水解，并通过抑制蔗糖酶、葡萄糖苷酶、q 淀粉 酶的活性，减少碳水化合物的吸收来减肥。茶多酚不仅能收敛毛孔清除油腻，还能抑制黑 色素细胞的异常活动，通过抑制酪氨酸酶和过氧化氢酶活性，减少黑色素分泌和阻止脂质 过氧化，实现祛斑美颜。茶多酚对紫外线有较强的吸收能力，可减少因紫外线引起的皮肤 黑色素的形成【4 2 1 。因而添加茶多酚的防晒霜，可吸收阳光紫外线，保护皮肤。此外，茶多 酚化妆品可抗衰老、防晒消斑、解除重金属毒害以及促进皮肤微循环，常用来治疗和预防 因微生物繁殖导致的粉刺、狐臭、头屑和头皮瘙痒等，具有安全、稳定、透皮吸收性好、 强抗氧化活性等优点。 茶多酚对一般的炎症都有很好的疗效。刘学铭等【4 3 】提出茶多酚可以抑制t p a 诱导的炎 症、o d c 活性、增生和过氧化氢形成，外用e g c g 、e g c 、e c g 可以抑制t p a 诱导的小 鼠皮肤炎症；口服和外用g t p s 能抵抗紫外线b ( u v b ) 对皮肤的损伤，包括炎症的诱导、 皮肤免疫细胞的改变和接触超敏( c h s ) 反应的削弱，所以添加茶多酚的花露水，对痱子、 皮炎、蚊虫叮咬有一定的疗效；茶多酚对形成龋齿的细菌具有较强的抑制作用，还可消炎、 清除口臭，添加茶多酚的牙膏可提高牙膏的防龋抗龋和洁齿功能。 1 5 茶多酚作为功能性配料在蛋糕食品中的应用 1 5 1 蛋糕类食品的发展 蛋糕是糕点食品中的一大类品种。是以蛋、糖、面粉或油脂为主要原料，经调制成发 松的面糊，浇入模盘，烘烤后制成一种组织松软的糕状制品。蛋糕起源于欧洲，十七世纪 以前制作甜食糕饼是不加鸡蛋的，后经法国的糕点制作者偶然发现，将砂搪和面粉调成糊 状物，加入多量的鸡蛋后，所制出的糕饼，色泽棕黄，蛋香浓郁，组织松软，甜美可口。 于是在这基础上再改进配方，搅打蛋液充入空气，调制成发松的面糊，制成体积膨大，组 扬州大学硕十学位论文 1 2 织疏松，多孔柔软类似海绵状的糕饼。作为一种新的甜食糕饼，深受消费者的喜爱，很快 就风靡欧洲各国，并逐步传遍全世界。英语称这种糕饼为“s o n g ec a k e ，汉语译为“海绵 蛋糕”，简称蛋糕。我国约在一百多年前始引入蛋糕的制作，并从国别来区分称其为西式 糕点。 欧洲早期海绵蛋糕的制作和配方都很简单，标准配方是用等量的鸡蛋、砂搪和面粉靠 手工小批量生产。限于当时的技术条件，在相当长的时间内基本上保持“三同量”配方 模式，仅在这三种原料用量配比上变化和加人少量的果品，蜜饯，香料【4 4 1 ，酒等辅助原料， 以及更换模盘形状大小等来增加花色品种。后来发现在海绵蛋糕发松的面糊中添加少量油 脂。仍可使蛋糕保持疏松状态，且组织变得较为柔软，口感濡湿润滑，延缓变干发硬的时 间。由于油脂能改善蛋糕的品质，便试图增加油脂的用量。利用天然奶油在快速搅打过程 中具有包覆空气的性能，使油脂用量从辅料变成主要原料。典型的磅蛋糕( p o u n dc a k e ) ， 配方是鸡蛋，砂糖，面粉，奶油四种主要原料都为一磅，调制成发松的面糊浇入模盘也是 一磅而得名。这种油脂含量高的蛋糕其组织虽然比海绵蛋糕较为紧密坚实，但突出了奶油 天然的风味和肥美润滑的口感、制品不易变干硬，货架寿命也较长，是属于价格昂贵的高 级蛋糕，通常称白脱蛋糕( b u r e rc a k e ) 或重油蛋糕。 随着科学技术的不断进步，将新的原料如廉价的人造奶油( m a r g a r i n e ) 、起酥油 ( s h o a e m n g ) 部分或全部代替天然奶油使成本降低。特别是具有助发泡性的乳化剂的使用， 大大缩短打蛋时间，提高蛋糕面糊泡沫的稳定性，显著改善蛋糕的质量，增大蛋糕体积， 提高蛋糕的出品率，延长蛋糕的保鲜期，同时也使面糊的调制工艺操作变得简化易行。2 0 世纪5 0 年代以前，人们制作蛋糕主要靠手工打蛋，不但劳动强度大，而且无法保证稳定 的产品质量。直到本世纪5 0 年代以后，国内才逐步开始使用变速打蛋机，大大降低了劳 动强度，而且蛋糕质量也得到了显著的提高。随着现代科技进步和食品添加剂的发展，乳 化剂开始出现并应用在蛋糕业。2 0 世纪6 0 7 0 年代国际上就已在蛋糕中使用乳化剂。我国 是在8 0 年代末期开始进口蛋糕油，在9 0 年代初国内逐步形成产业化，并很快在全国烘焙 业内得到了推广应用。 在蛋糕中应用乳化剂，即蛋糕油作为蛋糕起泡剂和泡沫稳定剂，被烘焙界称为是乳化 剂在蛋糕生产工艺上的一场革命，是对近百年的传统海绵蛋糕生产工艺的一次重大技术创 新，对提高海绵蛋糕的质量、促进行业的科技进步起到了极大的推动作用【4 5 1 。伴随多种形 式制作蛋糕的设备如搅拌机，浇模盘机及烤炉等代替手工制作，蛋糕行业已经实现了工业 化生产，并将会朝着绿色、健康的方向发展。 李圣峰：茶多酚的提取工艺以及在蛋糕食品中的应用 旦 1 5 2 蛋糕的分类及特点 蛋糕可作为中、晚餐点心食用，又可作各种宴会的高级点心，也作茶食供应。蛋糕是 西点中最为常见的品种之一。蛋糕分类方法也很多，一般按使用原料、搅拌方法和面糊性 质的不同一般可分为三大类m 】：乳沫类蛋糕( 海绵蛋糕类) 、面糊类蛋糕( 油脂蛋糕类) 、 戚风类蛋糕。上述各类蛋糕品种变化，统称为“花色蛋糕。 ( 1 ) 乳沫蛋糕 清蛋糕因其结构类似于多孔海绵，所以又称为海绵蛋糕。国外称其为“泡沫蛋糕”， 这种蛋糕一般不加油脂，充分利用鸡蛋的发泡性，与油脂蛋糕和其他西点相比，具有更加 紧密的，致密的气泡结构，质地松软而富有弹性，在定的范围内，蛋的比例越高，糕体 越松软，产品质量也越高。中、高档蛋糕制品几乎完全依赖于蛋的搅打起泡使制品膨松， 产品气孔细密，低档蛋糕由于减少了鸡蛋的用量，制品的膨松则较多依赖于化学疏松剂。 因此产品的气孔比较粗大，口感与风味较差，清蛋糕具有高蛋白、高糖份、低脂肪等特点。 既可直接食用，亦可作其他花色蛋糕的底坯。乳沫蛋糕可分两类：一类是蛋白类，全部用 蛋白来形成蛋糕的基本组织和膨大体积。二是海绵类，用全蛋或蛋黄与全蛋混合来形成蛋 糕的基本组织和膨大体积。 ( 2 ) 面糊类蛋糕 面糊类又简称为重油蛋糕，重油蛋糕是用大量动物性奶油制成的美昧糕饼。也有人称 为牛油蛋糕，广东话称为牛油戟。有资料也称为“松饼类 。油脂蛋糕主要是在配方中加 有油脂的蛋糕。油脂水果蛋糕则是在配方中除了加有油脂外，还加有蜜饯、果仁、果料等。 其弹性和柔软度不如清蛋糕。但质地酥散，滋润带有油脂味，特别是奶油的香味。油脂的 充气性和起酥性是形成产品组织与口感特征的主要因素。若仅以面粉、蛋、油脂和糖为基 本原料制作的油脂蛋糕则称为“净油脂蛋糕。在此基础上再加入其他配料( 果仁、果料、 蜜饯) 则可称为水果油脂蛋糕。作为油脂蛋糕它并不完全依赖于鸡蛋的起泡性，也不注重 搅拌时充入气体的多少，而是依靠油脂使制品达到油润松软，在少量化学疏松剂的作用下 达到起泡。具有高蛋白、高热量兼备的优点，且利于保藏、方便携带、贮存期长。 ( 3 ) 戚风蛋糕 又名泡沫蛋白松糕，其制法又称为分蛋法，即蛋白与蛋黄分开搅打再混合而制成的一 种海绵蛋糕。其质地非常松软，柔韧性好。此外，戚风蛋糕水分含量高，口感滋润嫩爽， 存放时不易发干，且不含乳化剂，蛋糕风味突出，特别适合高档卷蛋糕及鲜奶装饰的蛋糕 坯。从蛋糕的性质来说，面糊类蛋糕使用固体油脂较多，口感较重，尤其是重油蛋糕，而 扬州大学硕+ 学位论文 传统的乳沫蛋糕组织较软，多粗糙，不够细密。戚风类蛋糕则综合了面糊类蛋糕和乳沫类 蛋糕的优点。把蛋白部分与糖一起按乳沫蛋糕的搅拌方法打发，把蛋黄部分与其他原料按 面糊类蛋糕的搅拌方法来搅拌，最后再混合起来。这类蛋糕的最大特点是组织松软、口味 清淡、水分含量足( 因为戚风蛋糕水分含量高，组织较弱，在低温下不会失去原有的品质) 。 戚风蛋糕最适合制作鲜奶油蛋糕。因为鲜奶油蛋糕均须存放在5 的冷藏箱内，一般 其他蛋糕在此低温的冰箱中会变硬而失去原有的新鲜度，唯有戚风蛋糕因其本身水分含量 较多，而且组织较其他类蛋糕松软，所以虽在冰箱内，但不至于变质。 1 5 3 茶多酚对改善蛋糕类食品品质的作用 蛋糕的保质期一般都较短，多数低档蛋糕出炉后，一两天就变得较硬，口感粗糙，很 容易滋生霉菌，因而延长蛋糕的保质期，改善蛋糕的品质就变得的十分重要。目前在我国， 天然抗氧化剂茶多酚提取在工艺上、设备上有所突破，使茶多酚生产成本大幅度下降，茶 多酚的价格已与合成抗氧化剂的价格相接近从而为茶多酚在食品工业中的应用创造了很 好的条件，并开始有学者探讨茶多酚在糕点制作中的作用。 文海涛【47 】选用了绿茶、乌龙茶和普洱茶添加到面包加工过程中，探讨了茶叶对面包品 质特征的影响、优化的工艺技术参数，以及对面包保存期间微生物滋生的作用，此外，还 探讨了茶面包品质形成的机理。试验中把茶叶添加到面包中主要是以两种形式，一是超 微茶粉，二是茶叶提取物。结果显示：超微茶粉以3 的添加量，茶叶提取物以高浓度添 加到面包加工中效果最好，不仅赋予面包不同茶类特有的天然色素、香气和滋味，而且在 一定程度上改善了面包的品质。由此看来，茶多酚的确对糕点类制品的质量是有很大的提 高作用。 1 6 论文的意义与主要内容 随着社会的进步和人们生活水平的提高，人们对食品的追求从早期解决温饱、美食享 受满足口腹之欲，过度到目前防病保健、延年益寿到更高的层次。蛋糕质地松软，营养丰 富易消化，香味浓郁，深受人们的喜爱。但因为组织细腻多孔，易失水发硬，且大多数蛋 糕含油较多，较易氧化变质，保质期较短。 茶多酚是从茶叶中提取出来的新型天然无毒食品抗氧化剂，被列为g b 2 7 6 0 8 6 食品 添加剂使用卫生标准( 1 9 9 0 年增补品种) 。它能防止由于氧化而使食品褪色，对于维生素 的稳定性也有效果。有生理活性方面和物化方面的功能，生理活性功能方面有抗肿瘤、溃 疡、抗胆固醇和防腐作用等。食品工业主要是利用其理化方面的抗氧效果、抗菌力、除臭 效果等。 李圣峰：茶多酚的提取工艺以及在蛋糕食品中的应用竺 茶多酚稳定性较差，其水溶液在室温下的有效期只有1 8 h 左右，而夏季有效期更短， 只有1 7 h 左右，生物利用度较低【4 8 1 。另外茶多酚易溶于水、乙醇，在油中的溶解度却很小。 在蛋糕的制作中由于添加了蛋糕油，可形成较稳定的乳化体系，对茶多酚活性成分有很好 的保护作用。 据资料报导，日本早有以茶叶提取物( 即茶多酚) 为主要成分的食品添加剂面市【4 9 1 。 2 0 年代，我国陆续有专家报道了茶多酚作抗氧化剂对桃酥、方便面等保鲜试验的情况【5 0 , 5 1 】， 为茶多酚应用于蛋糕等烘烤食品的生产提供了参考依据。我国是世界上最大的茶叶产地之 一，茶叶资源十分丰富。在茶叶生产过程中产生的灰末、滞销的粗老茶，几乎全作废弃去。 如果利用起来，茶多酚将有充足的资源保证。在蛋糕中加入茶多酚，不仅丰富了蛋糕的风 味，迎合现在大众的消费心理，符合当今食品市场的需求，也使其具有了新的市场卖点。 同时深入开展茶多酚提取技术，并将其应用于蛋糕制作中，不仅扩大了茶多酚的使用范围， 还可以创造出更大的经济效益。 本文首先主要探讨和比较了不同提取方法对茶多酚得率的影响；并研究了茶多酚对蛋液 乳化性能和发泡性能的影响和茶多酚对蛋糕感官品质的影响，同时在对茶多酚对蛋白质功 能特性影响的研究的基础上，进一步阐明茶多酚与蛋白质的相互作用机理，并在焙烤类食 品如蛋糕中进行初步的应用，以期为推进我国焙烤食品工业的发展提供一些理论基础。 2 茶多酚的提取工艺 2 1 茶多酚的浸提 茶叶中含有多种化学成分，目前分离鉴定的成分达4 5 0 种以上，将其综合分类可分为 酸性、维生素、茶色素、嗓吟碱( 主要为咖啡因) 、多糖及蛋白质等多种物质，这些物质的 存在将对茶多酚的提取工艺产生极大的影响。茶多酚与这些物质的分离，将牵涉到机械加 工、物理加工、化学加工和生物化学加工、综合技术加工技术等方面的理论。 目前，茶多酚的浸提过程有热水浸提和非水浸提，虽然有关茶多酚提取的文献较多 5 2 - 5 5 ，但大多注重茶多酚后处理阶段，专门针对非水溶剂浸提工艺的报道较少。并且，在 各种提取工艺过程中，采用热水浸提时，浸提时间长，温度高，茶多酚尤其是儿茶素易于 氧化生成茶色素，并进一步与体系中咖啡因、蛋白质生成茶乳酪；而采用非水溶剂浸提时， 没有充分考虑温度、溶剂浓度等因素的协同作用，虽然茶多酚及儿茶素的含量较高，但茶 叶中脂溶性物质含量增加，从而影响了茶多酚在食品工业中的应用( 如饮料中的冷后混现 象) 。并且，不论采用那一种方法提取，溶剂浸提是其必须采用的工艺步骤。本文以乙醇为 扬州大学硕士学位论文 1 6 溶剂，对茶多酚浸提中的溶剂选择、温度、时间等对浸提率的影响以及浸提过程中的氧化 行为作了基本的探讨，取得了较好的效果。 2 2 材料与方法 2 2 1 试验材料 实验用茶为取自江苏产地的绿茶 2 2 1 1 试剂 无水乙醇、丙酮、甲醇、磷酸氢二钠，磷酸二氢钾均为分析纯；硫酸亚铁( 符合 g b 6 6 4 - 7 6 ) 、酒石酸钾钠( 符合g b l 2 8 8 8 1 ) 2 2 1 2 主要仪器 试验仪器与设备见表2 1 。 表2 - 1 试验仪器与设备 名称型号生产厂家 2 2 2 试验方法 2 2 2 1 标准溶液的配制 酒石酸亚铁溶液：称取1 9 ( 准确至0 0 0 0 1 9 ) 硫酸亚铁和5 9 ( 准确至0 0 0 0 1 9 ) 酒石酸 钾钠，用水溶解并定容至l l 。 2 2 2 2 茶多酚的浸提 将茶叶粉碎，准确称取茶叶粉末3 0 0 9 ，在实验温度下按茶叶：溶齐j = 1 ：8 - 1 5 置于水浴 锅中浸提