多酚是一类在化学结构上具有苯环和多个酚羟基的物质总称,它主要通过莽草酸和丙二酸途径合成,是一种重要的植物次生代谢产物。植物多酚有着悠久的研究历史,具有较强的抗氧化作用,在预防高血糖、高血脂、心脑血管等慢性疾病上具有一定的功效,同时还具有降低癌症风险及抵抗神经性疾病的作用,可以作为抗氧化剂、抑菌剂、防腐剂等广泛应用于食品、药品、营养保健等众多领域[1]。研究表明,单一多酚不易完全分离[2],发挥作用的往往不只一种多酚物质[3]。将多酚同其他物质结合,在抗氧化[4]、抑菌[5]、抗癌[6]等方面协同研究。协同作用是指两种或两种以上化合物混合后功能活性远远强于单一化合物,则说明两种化合物之间存在协同增效作用,反之产生拮抗作用,本文对多酚类化合物与一些其他活性物质的协同研究进行了总结。

1多酚在工业中的协同作用

1.1协同抗氧化

与多酚类化合物协同抗氧化的物质包括一些已经证实确有抗氧化功能的活性物质,如多糖[7]、维生素C/E[8-9]、类胡萝卜素[10]等,也包括一些天然原料的提取物,如海带提取液[11]、番薯提取液[12]等。唐煜括等[13]采用DPPH自由基和ABTS自由基结合的方法研究了汉中仙毫茶多酚与维生素C(VC)的体外抗氧化协同作用,研究表明当茶多酚与VC的混合物质量比为1∶1、1∶2、2∶1时,复配物对于DPPH自由基具有较强清除能力,其EC50值低于茶多酚和VC;针对ABTS自由基的清除活性,质量比为1∶1的混合物EC50值稍低于VC,结果证实了两者以特定比例混合后对自由基清除活性所表现出的作用为增效作用,即茶多酚与VC具有协同抗氧化作用。

协同抗氧化的过程及机制比较复杂,目前主要有以下三种:其一,与金属离子螯合。如酸性物质(酒石酸、柠檬酸)与酚型抗氧化剂混合使用时,酸性物质增强了酚类物质与可诱导氧化的金属离子的螯合作用[14],可以显著提高多酚的抗氧化效果。其二,吸收氧气。如茶多酚和VC组合时,VC可以通过捕获过氧化自由基,抑制脂质过氧化的链条式反应[15]。其三,保护另一种具有氧化性的物质。如茶多酚和类胡萝卜素混合时,由于类胡萝卜素具有独特的生理功能,茶多酚可提高β-胡萝卜素保存率,从而起到协同增强氧化性的作用[10]。

1.2协同抑菌

大多数多酚均具有抑菌功效,如茶多酚[16]、香椿多酚[17]、葡萄多酚[18]、番石榴多酚[19]、苹果多酚[20]等。多酚抑菌方面的研究重点主要是茶多酚。抑菌机理大致总结为五个方面:对细菌细胞壁、膜等结构的破坏;抑制相关细菌酶的生物活性,如与脂肪酸合成相关的酶,进一步抑制脂肪酸的合成;抑制部分细菌生物大分子的合成;对能量代谢的影响;对外膜孔蛋白的堵塞。因多酚与蛋白质高度的结合能力,使细菌无法正常生长,从而起到抑菌功能。

在协同抗菌研究中,唐煜括等[13]采用二倍稀释法和牛津杯法,研究茶多酚与VC复配对大肠杆菌的抑制效果,结果表明,以质量比2∶1复配茶多酚与VC,复配物的抑菌圈直径较大,抑菌活性高于同等条件下的茶多酚,从而证实了两者复配后可以有效提升抑菌活性,即表明茶多酚与VC在抑菌方面也具有协同作用。除外,多酚的协同抑菌还主要体现在与多种抗生素的相互作用中,例如,当茶多酚与四环素[21]或青霉素[22]混合时可以对表皮葡萄球菌起到协同抑制作用;与氯霉素、环丙沙星混合使用时对具不同程度耐药性的大肠杆菌均具有协同抑制效应[23-25]。

2多酚在食品生产中的协同作用—协同保鲜

贮藏和保鲜是食品行业中重要的两个部分,各种食品都离不开保鲜。研究发现,植物多酚具有显著的保鲜作用,不仅提高了保鲜效果,而且减少食品行业中食品添加剂的用量[26]。特别是对于茶多酚在协同保鲜方面有着深入的研究。在工业的食品保鲜中,茶多酚因其抗氧化、抗菌和抑制酶活性的功效而具有保鲜的作用[27]。骆扬等[28]将茶多酚与香蕉皮多糖两者复配进行正交实验,得出了卤牛肉保鲜效果的最佳工艺条件:香蕉皮多糖溶液浓度为1.00%,在0.50%茶多酚中浸泡20 min,卤牛肉的储存期常温下可以延长三天。张立彦等[29]通过测定冷藏过程中鸡肉的细菌总数等指标及感官品质评定,结合臭氧浸洗进行增效,研究了壳聚糖、VC和茶多酚对于鸡肉冷鲜效果的影响,利用四者复配得出了鸡肉复合保鲜处理最优条件,可使鸡肉的冷鲜期延长至28 d,保鲜效果明显。而关于多酚协同保鲜的机理目前没有明确的研究结果,大部分协同研究是将多酚与同样具有抑菌或抗氧化性能的物质进行复配,或者是与具有成膜性的物质混合,可能是通过与类似于抗氧化剂协同后抗氧化功能增强,使其达到保鲜效果,便于在工业食品保鲜中运用。

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