王 婧,宋蓮軍,馬 燕,*,黃現(xiàn)青,喬明武,王世銘
(1.河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院,河南 鄭州 450002;2.河南省食品加工與流通安全控制工程技術(shù)研究中心,河南 鄭州 450002;3.鄭州市大豆深加工重點實驗室,河南 鄭州 450002)
酚類物質(zhì)是植物體內(nèi)重要的次生代謝產(chǎn)物,對植物生長和繁殖起著至關重要的作用,此外,酚類物質(zhì)大多具有生理活性,可以清除有害自由基,阻止脂質(zhì)過氧化;調(diào)節(jié)人體糖代謝,降低血糖水平;抑制葡萄糖聚合酶活性,中斷齲齒形成過程;阻斷致癌物與細胞脫氧核糖核酸(DeoxyriboNucleic Acid,DNA)的共價結(jié)合,防止DNA 單鏈斷裂,提高肌體的細胞免疫功能[1]。人體自身不能合成酚類物質(zhì),需要通過食物獲取,水果、蔬菜、豆類、谷物等都是良好的酚類來源。
豌豆(Pisum sativumL.)營養(yǎng)豐富,種子及嫩莢、嫩苗均可食用,具有利尿、消炎和健胃作用;豌豆種子及嫩苗中碳水化合物和植物蛋白含量較高,還含有豐富的維生素和礦物質(zhì),也是膳食纖維的絕佳來源[2];莖葉能清涼解暑,并且可作為綠肥、飼料或燃料。關于豌豆的研究利用主要集中在復合飼料,其次則是用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)、淀粉以及纖維物質(zhì)等,而對于豌豆中功能成分的相關研究以及開發(fā)利用鮮見報道。隨著人們營養(yǎng)健康意識的增強,豌豆的功能性成分得到關注,其中豌豆多酚由于突出的生理活性引起了人們的興趣,研究表明,豌豆多酚具有清除自由基、抗氧化、抗腫瘤、抑菌以及抑制肥胖、提高免疫力等作用,其中豌豆黃酮類化合物可調(diào)控脂類代謝,降低血脂、血糖和膽固醇,促進人體健康;豌豆酚酸和單寧類化合物可清除自由基,還可以與其它物質(zhì)結(jié)合相互作用,協(xié)同增強免疫力,起到抗炎和抗腫瘤功能[3]。
研究豌豆中的多酚,了解其種類與含量,對提高豌豆的營養(yǎng)價值,開發(fā)相關功能性產(chǎn)品具有重要意義。本文對豌豆中多酚的分布,影響豌豆多酚種類和含量的因素、豌豆多酚提取鑒定、生理活性以及多酚在食品工業(yè)中的應用等方面進行了綜述,為深入探究和利用我國豐富的豌豆資源提供一定的參考依據(jù)。
多酚類化合物是指分子結(jié)構(gòu)中含有若干個酚羥基植物成分的總稱,包括黃酮類、單寧類、酚酸類以及花色苷類等。黃酮類化合物通常以游離、酯化或糖基化的形式存在,其中游離態(tài)是其主要存在形式;而酚酸多以結(jié)合態(tài)形式存在,通常與奎尼酸或葡萄糖酯化形成化合物、或者與糖類及有機酸以共價結(jié)合形成酚酸衍生物以及與細胞壁連接形成木質(zhì)素。研究表明,豆類中的多酚主要包含黃酮、酚酸和單寧三種[4]。豌豆中主要黃酮是多以游離態(tài)存在的芹菜素、槲皮素和山奈酚[5],主要酚酸是羥基苯甲酸的衍生物(對羥基苯甲酸、原兒茶酸、沒食子酸、香草醛酸、丁香酸)和羥基肉桂酸的衍生物(咖啡酸、阿魏酸、對香豆酸、芥子酸),丁香酸僅作為游離化合物存在,對香豆酸則以游離和結(jié)合形式存在[6-7]。
豌豆多酚種類豐富,黃酮類化合物是目前發(fā)現(xiàn)的豆科植物中主要的酚類化合物,種類及數(shù)量占植物中已知酚類化合物的一半。它們是低分子量化合物,由兩個芳香環(huán)和一個3 碳橋(C6-C3-C6 結(jié)構(gòu))組成,主要由芳香族氨基酸、苯丙氨酸和酪氨酸通過莽草酸和苯丙烷代謝途徑合成。目前,豌豆中已發(fā)現(xiàn)78 種黃酮化合物,包含黃酮醇、黃烷醇、黃烷酮等,其中研究較廣泛的是白楊素、山奈酚和槲皮素[3]。酚酸類化合物在豌豆中根據(jù)其結(jié)合狀態(tài)主要分為游離酚酸、共軛酚酸和結(jié)合酚酸,其中結(jié)合態(tài)酚酸含量最高。酚酸類化合物是豌豆植物生物合成的第二大酚類代謝產(chǎn)物,僅次于黃酮類化合物。根據(jù)色譜分析,目前已鑒定出豌豆中23 種酚酸,含量較高的酚酸是對香豆酸、芥子酸和阿魏酸[6]。單寧類化合物是豌豆中第三類重要的多酚類物質(zhì),存在于多糖、生物堿和蛋白質(zhì)的復合物中,主要分為縮合單寧和可水解單寧,由于可水解單寧不多且難以純化,因此縮合單寧研究較多??s合單寧主要由兒茶素、沒食子酸、表沒食子酸和原花青素亞基組成,豆類不同,原花青素亞基也不相同。在豌豆中,原花青素亞基主要是由前啡肽(表沒食子兒茶素和沒食子兒茶素)組成。目前豆類中已知的單寧類化合物有原花青素二聚體、原花青素三聚體、兒茶素、兒茶素葡萄糖苷、表兒茶素等,其中研究最廣泛的單寧類化合物是兒茶素[4],其在豌豆中的含量和化學結(jié)構(gòu)見表1。
表1 豌豆中常見酚類物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)Table 1 Chemical structures of common phenols in peas
豌豆多酚的種類和含量與其品種密切相關[8],不同品種和部位豌豆多酚的組成見表2。ZHAO 等[9]研究了75 個豌豆品種的形態(tài)特征,檢測出75 個豌豆品種的總酚含量(Total polyphenol content,TPC)在0.27~1.95 mg GAE/g DW 之間,其中,TPC 最低和最高的豌豆品種分別為16WDS017 和16WDS018。多元相關分析后,發(fā)現(xiàn)不同豌豆品種的總酚含量與色度值呈顯著正相關,其種皮、籽粒、子葉顏色越深,總酚含量越高。STANISAVLJEVI?等[10]在2015 年研究了不同種皮顏色豌豆的酚類物質(zhì)組成,發(fā)現(xiàn)其含有一定量的蘆丁、高良姜素、辣木素、柚皮苷、橙皮素和松脂素,以及10 種新發(fā)現(xiàn)的黃酮醇苷。隨后對10 個不同顏色歐洲豌豆品種種皮提取物進行分析,發(fā)現(xiàn)不同豌豆品種的總酚含量差異顯著,種子顏色越深,沒食子酸、表沒食子兒茶素、柚皮素和芹菜素形式的總酚含量越高??偡雍康拇笮№樞驗椋篈slaug>Poneka>MBK173>MBK168>Assas>Dora>Golf>T?r sz>MBK88>MBK90[11]。有研究表明,白色豌豆種皮中阿魏酸和對香豆酸含量較高;有色豌豆種皮中原兒茶酸、龍膽草酸和香草酸含量較高[12]。
表2 不同產(chǎn)地豌豆多酚的鑒定Table 2 Identification of pea polyphenols from different producing areas
豌豆植株一般由豌豆莢、種子和豆苗的子葉組成,其中多酚主要存在于種子種皮中,子葉的含量較少。有研究表明在豌豆種皮中鑒定出了98 種多酚[13],某些特定的花色苷和黃酮苷僅在豌豆屬植物的表皮層合成[14]。豌豆種皮中主要含有具有類黃酮結(jié)構(gòu)的多酚,比子葉具有更高的抗氧化活性[15]。另外單寧類化合物主要存在于豌豆的種皮中,其含量取決于豌豆的種植年份、種植區(qū)域和品種[16]。有研究表明豌豆子葉中主要黃酮類物質(zhì)是槲皮素[17],而另有研究發(fā)現(xiàn)豌豆子葉主要含有羥基苯甲酸和羥基肉桂化合物以及種皮中發(fā)現(xiàn)的部分黃酮和黃酮醇苷[18]。
豌豆多酚是豌豆發(fā)揮功效特性的主要物質(zhì)基礎,與其存在形式、種類、含量以及分布部位密不可分。不同品種豌豆的多酚含量和組成與豌豆的生長時期、種植方法、基因型以及產(chǎn)地等一系列因素直接相關,了解其規(guī)律,為以后高效提取、精準利用豌豆多酚提供了理論基礎。
豌豆中酚類物質(zhì)含量和種類與其合成代謝途徑中相關酶活力密切相關,目前酚類化合物的生物合成途徑已基本探明,其前體物質(zhì)一般來源于糖酵解和磷酸戊糖途徑的中間產(chǎn)物,經(jīng)過莽草酸途徑和苯丙烷類代謝途徑合成黃酮、酚酸及木質(zhì)素等各種酚類物質(zhì)[21](圖1)。代謝途徑中酶基因表達受其生長環(huán)境(發(fā)育信號、光照、水分、溫度)的調(diào)控。進一步研究解析豌豆多酚的積累機制,對選育功效強大、營養(yǎng)健康的豌豆品種具有重要的意義。
圖1 植物多酚合成代謝途徑Fig.1 Synthetic and metabolic pathways of plant polyphenols
發(fā)芽影響著豌豆芽苗產(chǎn)量和品質(zhì),隨著發(fā)芽時間的延長,豌豆芽苗的總酚、總黃酮含量與抗氧化性之間呈顯著正相關[22]。有研究表明黃豌豆中游離多酚的抗氧化活性會隨著發(fā)芽時間的增加而升高;而結(jié)合多酚的抗氧化活性會隨著發(fā)芽時間的增加而降低[23]??傮w而言,一定條件下發(fā)芽會提高豌豆的酚類物質(zhì)及其它功能成分含量,增強抗氧化活性。
隨著紫外線(ultraviolet,UV-B)輻射時間的延長,豌豆芽苗中水楊酸、酚酸、黃酮和總酚的含量累積增加[24],有些豌豆植物可以通過感知延伸到太陽光譜可見區(qū)域的復雜輻射信號來調(diào)節(jié)表皮紫外線(ultraviolet,UV-A)吸收和單個黃酮類化合物的積累[25]。另外,不同光照顏色也會影響豌豆芽苗的多酚含量,紅光下豌豆幼苗β-胡蘿卜素和抗氧化活性增強,藍光對豌豆幼苗多酚含量無影響[26],也有研究發(fā)現(xiàn)藍光、紅光、黃光中,藍光提升豌豆芽苗多酚含量效果最好[27],這可能與豌豆品種有關。在一定范圍內(nèi),增大光照強度、延長光照時間,可以提高豌豆芽苗中苯丙氨酸氨裂解酶、肉桂酸4-羥化酶、4-香豆酸輔酶A 連接酶的酶活力,促進酚類物質(zhì)的積累。
有研究發(fā)現(xiàn)水分脅迫可以增加鷹嘴豆ICC4958(深根型)根系抗氧化能力和總酚含量以及降低鷹嘴豆ILC3279(淺根型)根系的總酚含量[28]。OBEROI等[29]在兩種耐干旱性和五種普通型鷹嘴豆品種中發(fā)現(xiàn)耐干旱性品種葉片中脯氨酸和總酚含量比較高。缺少水分同樣會影響豌豆多酚含量,研究表明在水分缺失處理下,六種基因型中對水分缺失最不敏感的豌豆幼苗多酚含量下降幅度最小[30]。結(jié)果表明,不同基因型的豆科植物在水分缺失狀態(tài)下的酚類物質(zhì)含量和抗氧化能力不同,耐干旱性豆科植物表現(xiàn)出較高的總酚含量及抗氧化能力。
溫度影響烏拉特肋脈野豌豆的萌發(fā)和生長,其中,20~25 ℃是最適萌發(fā)和生長溫度,隨著溫度不斷升高,豌豆活力指數(shù)逐漸降低[31]。不同溫度也可以影響酚類物質(zhì)的積累模式,KUMARI 等[32]發(fā)現(xiàn)二氧化碳含量和溫度升高會使豌豆作物的質(zhì)量和總酚含量下降。RUDIKOVSKAYA 等[33]研究了在低溫(8 ℃)和常溫(22 ℃)下豌豆芽苗的總酚含量,結(jié)果差異不顯著,但是在生長初期低溫下豌豆芽苗根系中黃酮含量顯著降低。
添加外源物NO 可使豌豆幼苗對遭受的物理傷害做出防御反應,有效提髙豌豆芽苗超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)等抗氧化酶類活性和苯丙氨酸氨裂解酶(PAL)酚類物質(zhì)合成相關酶活性[34]。此外,添加適量的鐵、硒、鋅和鍺元素,可以促進豌豆芽苗的生長,提高豌豆芽苗的產(chǎn)量、維生素C 含量以及總酚含量[35]。JAIN 等[36]用有益微生物枯草芽孢桿菌BHHU100、哈茨木霉TNHU27 和銅綠假單胞菌PJHU15 單獨或聯(lián)合處理豌豆種子可使其類黃酮和總酚含量顯著增加。
豌豆多酚的提取方法多種多樣,主要受樣品粒度、提取溶劑類型和溶質(zhì)/溶劑比率等因素的影響。豌豆產(chǎn)地、品種以及豌豆的部位不同,其最佳提取溶劑比率、酚類物質(zhì)含量和抗氧化能力也不盡相同,具體情況可見表3。
表3 豌豆中不同部位的提取溶劑、酚類物質(zhì)含量以及抗氧化能力Table 3 Extraction solvent, phenolic content and antioxidant capacity of different parts of pea
目前主要用有機溶劑萃取法來提取豌豆中的酚類物質(zhì),這類方法通常使用的有機溶劑如甲醇、乙醚和乙酸乙酯等與水的組合來提取酚類化合物,其溶劑與水的比率一般取決于價格和回收率。XU 等[37]發(fā)現(xiàn)50%的丙酮可以最大限度的提取黃豌豆和綠豌豆的總酚物質(zhì),而80%的丙酮可以使黃豌豆和綠豌豆的總黃酮量、縮合單寧量以及DPPH 自由基清除活性達到最大化。NITHIYANANTHAM 等[38]用不同溶劑提取豌豆種子多酚含量并評估其抗氧化能力,發(fā)現(xiàn)80%的甲醇可以提高多酚含量,增強提取效果,這與RYBI?SKI 等[39]的觀點一致。近年發(fā)展起來的超聲波萃取縮短了多酚提取的時間,減少了物質(zhì)的損失。曹曉華等[5]利用超聲提取豌豆尖中的槲皮素和山奈酚等物質(zhì),比普通溶劑萃取率高。
甲醇、乙醇和丙酮等許多有機溶劑經(jīng)常被應用于傳統(tǒng)的多酚提取中,容易污染環(huán)境和危害健康,因此,專家學者們都在積極尋找傳統(tǒng)有機溶劑的替代品,如LóPEZ-MIRANDA 等[40]發(fā)現(xiàn)硫化鎘水溶液可取代有機溶劑乙醇來提取兒茶素和表兒茶素。這些新型綠色提取方法具有性價比高及產(chǎn)物活性高等優(yōu)點,應用前景廣泛,此外,膜分離、生物酶解等一些新技術(shù)如何用于實現(xiàn)多酚的完全提取也在進一步研究中。
酚類化合物種類繁多,由表2 可知,不同豌豆品種的多酚種類和含量差異顯著。由于早期條件受限,基本側(cè)重于用分光光度計法測定豌豆樣品中總多酚的含量,而非定性定量檢測樣品中的單個多酚的分布狀態(tài)和含量。如今,可以利用高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC);超高效液相色譜-線性離子阱-靜電場軌道阱組合式高分辨質(zhì)譜(ultra performance liquid chromatography linear trap quadrupole orbitrap mass spectrometry,UHPLCLTQ OrbiTrap MS);半定量液相色譜質(zhì)譜法(liquid chromatograph mass spectrometry,LC-MS);高效液相色譜-二極管陣列檢測器-電噴霧質(zhì)譜(high performance liquid chromatography diode array detector electron spray ionization mass spectrometry,HPLCDAD-ESI-MS)等技術(shù)全面了解各類多酚的組成特征,不僅可以測定豌豆中多酚的化學結(jié)構(gòu),還可以對其進行定量分析[41]。ELESSAWY 等[13]通過LC-MS對5 種豆科植物的種皮進行了定性定量分析并繪制了多酚譜,主要含有山奈酚、槲皮素、黃酮醇、黃烷醇、原花青素和羥基苯甲酸等酚類物質(zhì)。曹曉華等[5]用HPLC 鑒定了我國20 種豌豆尖的槲皮素和山奈酚含量,發(fā)現(xiàn)豌豆尖在生長中期時,槲皮素和山奈酚這2 種黃酮苷元的含量較高,槲皮素含量為12.730±0.17 mg/g DW ,山奈酚含量為4.349±0.41 mg/g DW。
目前,由于各實驗室提取純化、分析鑒定豌豆中多酚的方法和儀器不統(tǒng)一,且對豌豆中黃酮類等游離態(tài)物質(zhì)研究較多,而酚酸類等結(jié)合態(tài)物質(zhì)研究尚處于起步階段,制約了豌豆多酚的有效利用。因此,如何提高豌豆多酚提取純化和分析鑒定的效率與準確率,得到成本低且相對穩(wěn)定的酚類物質(zhì)是人們亟需研究的一大熱點。
豌豆中主要多酚是黃酮(白楊素、山奈酚、槲皮素)、酚酸(對香豆酸、芥子酸、阿魏酸)和單寧(兒茶素)等化合物[3]。豌豆多酚的生理活性主要取決于其自身結(jié)構(gòu)、溶解性,與其他化合物的結(jié)合、吸收、利用、代謝程度,以及是否能夠清除自由基、螯合和穩(wěn)定陽離子。目前豌豆的生理活性研究已從體外的抗氧化活性能力研究到細胞代謝活性干預以及特定動物模型和人體實驗研究,包含氧化引起的一系列疾病,具有抗氧化、抗炎和抗癌等作用[44]。
黃酮類化合物可以調(diào)控脂類代謝,降低血脂、血糖和膽固醇,促進人體健康;具有雌激素作用,影響體內(nèi)激素水平,促進機體生長;增強細胞免疫功能,提高機體免疫調(diào)節(jié)功能,發(fā)揮抗氧化和抗癌作用。
4.1.1 白楊素 KALOGEROPOULOS 等[19]在2010 年鑒定并測定了蠶豆、普通豆、小扁豆、鷹嘴豆、豌豆和羽扇豆中的不同類黃酮,發(fā)現(xiàn)白楊素在豌豆中含量較高,是57.6~65.9 μg/100g FW。白楊素具有多種生理活性,不僅可以抑制脂多糖和凝集素,刺激脾細胞增殖,增強NK 細胞和CTL 細胞活性,調(diào)節(jié)細胞免疫功能,還可以與類胡蘿卜素共價偶聯(lián)形成新的兩親性結(jié)構(gòu),協(xié)同增強抗氧化能力[45-46]。除此之外,白楊素的衍生物也具有多種生理功能,RAVISHANKAR 等[47]發(fā)現(xiàn)白楊素的衍生物(硫白楊素、釕白楊素和釕硫白楊素)在體外對血栓形成的抑制作用是白楊素的4 倍。
4.1.2 山奈酚 山奈酚是豌豆中的黃酮醇,可以調(diào)節(jié)多種細胞功能,發(fā)揮細胞保護作用。山奈酚可以通過調(diào)節(jié)14-3-3γ和ADMA/DDAHII/eNOS/NO 途徑來抑制氧化應激反應和改善線粒體功能來保護血管內(nèi)皮細胞免受阿霉素誘導的損傷[48],還可以通過抑制CDK2、CDK4 和Cdc2 的活性來誘導HT-29 細胞的G1 和G2/M 期停滯,發(fā)揮抗結(jié)腸癌作用[49]。除此之外,研究發(fā)現(xiàn)斷奶后的新生兒服用山奈酚可促進自身體細胞的生長,降低自身血清肌酐水平,減少肥胖的概率[50]。
4.1.3 槲皮素 豌豆尖中槲皮素含量可達12.31±0.22 mg/g DW[5]。槲皮素可以增加線粒體蛋白含量以及促進糖蛋白復合物的形成,有利于心臟營養(yǎng)不良的人群[51],還可以通過增加細胞NAD+/NADH 和激活PGC-1α途徑來保護線粒體免受高糖誘導,有利于II 型糖尿病的治療[52]。除豌豆自身存在的槲皮素外,外源添加的槲皮素可以誘導不同酸堿度(6.5、7.6 和8.4)培養(yǎng)基中的豌豆類囊體膜結(jié)構(gòu)變化,抑制UV-B 的吸收來保護光合機構(gòu)[53]。
酚酸類化合物具有良好的清除自由基活性,可以在細胞層面上通過PI3K/AKT、MAPK 和NFκB 信號通路發(fā)揮作用,抑制癌細胞的生長,阻斷其合成途徑,刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體。
4.2.1 對香豆酸 對香豆酸是草豌豆中的主要酚類物質(zhì)[39],可用作現(xiàn)有抗生素的佐劑,也可以延緩細菌中抗生素抗性出現(xiàn)的時間,增加產(chǎn)品貨架期[54]。在細胞層面上,具有生物活性的對香豆酸可以通過抑制軟骨細胞中的MAPK 和NF-κB 信號通路來減輕白介素-1β誘導的炎癥反應從而治療骨關節(jié)炎[55],還可以通過增強HepG2 肝細胞的Nrf2 信號、抑制MAPKs和凋亡信號,來保護肝臟[56]。
4.2.2 芥子酸 芥子酸是豌豆中常見的酚酸物質(zhì),能通過PLC-PKC 途徑改善高血糖,提高糖尿病大鼠的葡萄糖利用率,還能通過p38 MAPK 信號通路引發(fā)3T3-L1 脂肪細胞褐變,治療肥胖癥[57-58]。另外,芥子酸也可以與其它物質(zhì)協(xié)同作用,SILAMBARASAN等[59]發(fā)現(xiàn)芥子酸與羥甲基戊二酸-輔酶A 相互作用,可以提高絨毛尿囊膜上的血管密度,預防腎纖維化和保護心臟功能。
4.2.3 阿魏酸 阿魏酸是豆類中一種含量豐富且具有強效抗氧化和抗炎活性的酚酸物質(zhì)[60]。阿魏酸可以影響癌細胞的侵襲、集落形成和凋亡行為,調(diào)控細胞及其分子機制,發(fā)揮抗乳腺癌、宮頸癌和骨肉瘤的作用。除對癌細胞有抑制作用外,阿魏酸還能抑制激素刺激的B16F10 細胞中黑色素的合成和轉(zhuǎn)錄因子的表達,具有增白效果[61]。另外,JUNG 等[62]在正常小鼠和APP/PS1 突變轉(zhuǎn)基因小鼠側(cè)腦室注射Aβ1-42,發(fā)現(xiàn)阿魏酸的二聚衍生物之一KMS4001 是一種有效抗阿爾茨海默病的候選藥物。
單寧類化合物可以調(diào)節(jié)機體免疫功能,增強免疫能力,抵抗疾病傳染;還可以與其它物質(zhì)結(jié)合相互作用,協(xié)同增強抗炎和抗腫瘤功能。豌豆中研究較多的單寧類化合物是兒茶素,兒茶素在抵御病原體、影響產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用,豌豆中的兒茶素含量與抗黑斑病性呈正相關[20],兒茶酚的氧化酶活性與豌豆種子休眠程度有關,表兒茶素水平與豌豆硬粒性呈顯著正相關[63]。兒茶素具有多種生理活性,兒茶素和表兒茶素以1:1 的比例作為血清治療藥物的佐劑,作用于蝮蛇毒,可以很好地抑制蛇毒蛋白酶[64]。不同的表兒茶素代謝部分能通過內(nèi)皮-免疫細胞信號改善全身炎癥,促進血管健康[65]。TAKANASHI等[66]發(fā)現(xiàn)表兒茶素寡聚體可以顯著抑制促癌基因FABP5 的表達而且抑制活性程度與其自身寡聚化程度正相關。
多酚具有良好的抗氧化活性以及抗菌活性,在食品工業(yè)中主要以天然食品防腐劑的用途存在,可改善食品貯藏品質(zhì),延長貨架期,保持食品色澤風味。
在肉制品貯藏過程中,茶多酚、白藜蘆醇和迷迭香酸等天然多酚不僅可以采用包埋法和微膠囊法摻入包裝材料中,確保其抗氧化性和抗微生物活性,延長最低限度加工肉制品的貨架壽命,還可以直接加入到肉制品里,與血紅蛋白相互作用,改善肉制品的貯藏品質(zhì),保持肉制品的色澤、限制微生物生長以及延緩蛋白質(zhì)氧化[67]。
在水產(chǎn)品加工保鮮方面,多酚可以直接與大黃魚、草魚、蝦醬等水產(chǎn)品接觸,有效抑制細菌繁殖,延緩腐敗變質(zhì),提高冷藏過程中產(chǎn)品的品質(zhì),延長貨架期[68]。另外,具有抑菌活性的多酚還可以作為包裝膜來延長水產(chǎn)品的保質(zhì)期,NIE 等[69]發(fā)現(xiàn)茶多酚浸泡的海藻酸鈉涂膜可以使日本鱸魚魚片在貯藏期間的總揮發(fā)性堿性氮、脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)分解水平明顯降低。
多酚在面制品中可以作為抗微生物劑、抗氧化劑和抗老化劑,用來增加面制品的抗氧化性,提升其質(zhì)地、味道和生物利用度,延緩貯藏過程中的回生現(xiàn)象,提高產(chǎn)品質(zhì)量。除此之外,TURCO 等[70]發(fā)現(xiàn)豆科植物面粉中的多酚類化合物可降低血糖,為制作功能性面制品提供了新思路。
多酚應用到乳制品中,可以提升乳制品的風味,抑制乳制品中油脂類物質(zhì)的氧化,減緩乳制品在深加工時的變色腐敗,提高乳制品的商品價值[71]。MUNIANDY 等[72]的研究表明,多酚在一定的濃度范圍內(nèi)不會影響乳酸菌的發(fā)酵,還有利于改善4 ℃下貯藏21 d 時酸奶的抗氧化活性。
多酚不僅可以防止采摘后的水果和蔬菜中天然色素受光氧化作用而褪色,還可延緩采摘后水果和蔬菜的呼吸作用,推遲后熟期。劉開華等[73]研究表明多酚處理可減緩果蔬貯藏過程中胡蘿卜素和葉綠素等天然色素的降解率。此外,多酚有助于果蔬中VC的保存,在同等儲存條件下,添加了適量多酚的甜櫻桃、青椒、草莓、圣女果、荷蘭黃瓜和香菇中的VC含量是對照組的兩倍以上,尤其黃花梨的作用效果更加顯著可達到5.67 倍[74]。
具有抑菌和強抗氧化活性的多酚可以直接加入食品配料中,提升香料調(diào)味品的品質(zhì)。咖哩粉中的姜黃素可作為天然防腐劑和天然著色劑應用于醬鹵制品和方便食品調(diào)味料中。此外,丁培峰[75]發(fā)現(xiàn)在醬油中納他霉素(0.01 g/kg)和多酚(0.2 g/kg)復配后防腐效果和安全性都優(yōu)于山梨酸鉀。
綜上,多酚在食品中的應用已經(jīng)基本成熟,通常作為天然防腐物質(zhì)存在于食品中,但通常多酚類物質(zhì)味澀且影響食品色澤,因此,針對不同食品原料所選擇的酚類物質(zhì)劑量,對抑菌效果以及人體健康的影響有待進一步研究。
豌豆是我國傳統(tǒng)的食用豆類,在傳統(tǒng)加工處理過程中一般用來提取淀粉和蛋白質(zhì),其中所含的多酚等活性物質(zhì)容易被忽略,使得豌豆資源不能被充分利用,主要是由于缺乏對豌豆中生物活性成分理論的研究。盡管目前對豌豆中多酚化合物的分布狀態(tài)、影響豌豆多酚種類和含量的因素以及生理活性方面有了一定的認識,但相比其它植物而言還是相對滯后,如在多酚活性應用方面,茶多酚、蘋果多酚、葡萄多酚等被廣泛應用于肉制品、水產(chǎn)品、面制品以及飲品等多種食品工業(yè)領域,但對于豌豆多酚卻鮮有研究。此外,豌豆發(fā)芽前后多酚種類和含量變化,以及豌豆多酚在人體內(nèi)吸收和代謝機制等方面也缺乏系統(tǒng)研究。合理、巧妙地利用我國豐富的豌豆多酚這一重要資源,一方面有助于實現(xiàn)豌豆的綜合利用,提升豌豆附加值,進而推動種植地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,另一方面有利于國民健康,因此研究豌豆中的多酚具有深遠意義。