■中國食品添加劑和配料協(xié)會名譽理事長 尤新
有益人類健康的植物多酚類功能性食品添加劑和配料(上)
■中國食品添加劑和配料協(xié)會名譽理事長 尤新
植物多酚是廣泛存在于水果、蔬菜和很多食物中自身含有抗氧劑的統(tǒng)稱。主要有原花色素、單寧、酚酸、黃酮等,其中黃酮類是較常見和研究最多的一類。常見食物中含有的多酚,以mg/g計:核桃12.5、油菜籽7.598、開心果9.8、花生3.567、花椒2.6、生姜1.2966、蒜苗2.9、苦瓜1.79、香蕉3.97等。但和抗氧化劑保健品日服量需50~75mg總黃酮比,只是微量。
國際上多酚黃酮屬于重要功能配料,如茶多酚、葡萄籽提取物等。在美國多酚黃酮年銷售額60億美元,其銷售額和低聚糖、氨基酸及肽兩類相同。因此研發(fā)更多植物多酚天然抗氧化物,作為功能食品配料具有廣闊的發(fā)展前景。
實驗研究表明,很多植物黃酮與多酚類除了抗氧化、清除自由基外,還具有很好的抗菌消炎、增強免疫力、改善心血管、降血脂、抗衰老、保護肝臟、抗癌作用。一般認為:在安全劑量范圍內(nèi),黃酮類對人體是安全。如竹葉提取的黃酮、茶葉提取的多酚,已被我國衛(wèi)生部批準為新型抗氧化劑,可以用作食品添加劑。
但是,也有一些報導(dǎo)指出,某些多酚黃酮存在潛在的毒副作用,或者過量攝入時會產(chǎn)生毒副作用。如有報導(dǎo)稱槲皮素在體內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用的同時,自身可能被氧化成甲基醌(quinone methide),甲基醌可以與蛋白質(zhì)等的巰基發(fā)生反應(yīng),從而產(chǎn)生細胞毒性;過量的染料木黃酮、大豆苷原(daldzein)可以抑制甲狀腺過氧化物酶活性,影響甲狀腺激素的合成。
因此,對待多酚黃酮健康功能的宣傳,由于植物多酚黃酮種類繁多,各種不同的類黃酮物質(zhì)的作用可能有所差異。有些品種存在體外實驗資料多,體內(nèi)實驗研究較少的向題。再由于實驗條件的不同,及動物肝臟代謝的種屬差異,其結(jié)果很難預(yù)測人體效果。所以必須嚴格按照毒理學(xué)要求,開展功能性天然多酚黃酮的研究開發(fā)。
我國衛(wèi)生部門已經(jīng)審查批準的各類功能保健食品中,免疫調(diào)節(jié)采用了茶多酚、葡萄籽提取物等;調(diào)節(jié)血糖采用了茶多酚;抗氧化采用茶多酚、葡萄籽提取物;改善視力采用了葉黃素、花色苷;改善骨質(zhì)疏松采用了大豆異黃酮等。總之有一大批植物提取的多酚黃酮,進入到保健食品的配方中。歐洲信息機構(gòu)報導(dǎo),國際上多酚黃酮的消費,雖然比其他功能配料比重少,但也占有一定地位(見表1)。
表1 2007年世界功能性配料銷售額(百萬美元)
現(xiàn)將國內(nèi)外市場較流行、銷售量較多的幾種植物多酚黃酮抗氧劑,包括已列入我國GB2760-2007的品種,以及常用于食物補充劑及功能食品配料的品種簡介如下:
茶多酚(維多酚)tea polyphenol(TP)
茶多酚作為天然抗氧劑,我國早在1990年就由浙江農(nóng)大和輕工研究所提出,并據(jù)此列入GB2760國家使用衛(wèi)生標準(見表2)。
表2 GB2760-2007版茶多酚在不同食品中的最大使用量
茶多酚是用茶葉經(jīng)熱水或乙醇為溶劑提取,溶出物沉淀、過濾、濃縮、噴霧干燥,即得棕黃色粉狀茶多酚,茶多酚純度為30%~40%。
茶多酚是三十多種多酚類物質(zhì)的總稱,茶多酚中功能成分以黃烷醇類為主(黃烷醇中又以兒茶素為主),此外還含有黃酮醇、花色苷、酚酸類,這些化合物都具有2-苯基苯并吡喃的基本結(jié)構(gòu),故稱茶多酚系類黃酮物質(zhì)。
兒茶素是茶多酚的重要組成。主要由兒茶素、黃酮類、花色素和酚酸等四大類物質(zhì)組成。茶多酚中兒茶素約占50%~60%。
1、兒茶素的功能
⑴防治高血脂和心血管疾病
⑵抑制肥胖
⑶抗菌消炎和抗病毒作用
⑷防治腫瘤作用
2、國內(nèi)外發(fā)展動向
(1)日本
自日本厚生省2003年批準綠茶兒茶素為調(diào)節(jié)血脂特定保健食品以來,大量兒茶素綠茶飲料相繼開發(fā)上市,綠茶飲料在近五年間的消費量增加了大約2倍。
花王公司生產(chǎn)的以減少體內(nèi)脂肪為目標的“健康綠茶”飲料產(chǎn)品、伊藤園公司的綠茶飲料“美味瘦身飲料”、三得利公司的“健康兒茶素方式”、可口可樂公司的“稀罕珍奇茶葉之功”、朝日飲料公司的“茶的風(fēng)采”等茶飲料新產(chǎn)品先后投放市場,這些飲料都含兒茶素60mg~100mg/100m L。
日本太陽化學(xué)公司于2004年在中國無錫建立太陽綠寶科技有限公司,生產(chǎn)綠茶兒茶素粉,供飲料、糕點、糖果和健康食品使用。
2004年日本DSM營養(yǎng)保健公司推出EGCG含量達到90%以上的兒茶素產(chǎn)品,通過各種銷售渠道,應(yīng)用于各種健康食品。
(2)美國
2007年美國農(nóng)業(yè)部研究報導(dǎo):飲用綠茶有益健康的主要因素是含兒茶素,特別是EGCG。EGCG的猝滅自由基的活性,高于維生素C 100倍,高于EGCG 25倍。一杯綠茶最高含有EGCG 180m g,而發(fā)酵過的綠茶只有45mg。
2007年可口可樂和雀巢公司推出的含EGCG的咖啡飲料,據(jù)2009年的研究結(jié)果稱:這種復(fù)配飲料,能加速新陳代謝和增進體能消耗。飲用這種飲料三罐,平均多消耗60~100卡路里。
Elite FX公司和Snapp le Beverage也推出了含EGCG加速體能代謝的綠茶飲料。
聯(lián)合利華2009年推出了一種富含兒茶素能控制體重的的綠茶“Linea”,推薦給女性飲用,并標示“每天喝出苗條來”。
Furamar L.L.C.食品添加劑分公司,2006年推出各種速溶茶粉。其中速溶綠茶粉的原料,說明采用浙江綠茶。
(3)歐盟
歐洲茶多酚市場,由于功能食品和膳食補充劑的需求,近年來有較快增長。2004年歐洲消費茶多酚71噸(以100%計);2007年消費茶多酚89噸,消費額700萬歐元。預(yù)計2012年消費量將達到125噸,年增率7%。
原瑞士羅氏兒茶素(高含量EGCG)對相關(guān)代謝綜合癥功能研究:
12位健康男性,每天服用一次兒茶素483mg(其中EGCG 300m g)的減重試驗,連續(xù)12周,結(jié)果平均體重降低1.8%,體脂肪減少6.5%,血糖指數(shù)和胰島素水平也下降約4%和15%。
(4)中國
經(jīng)過近年的研發(fā),很多單位掌握了高純分離和脫除咖啡因技術(shù),產(chǎn)品質(zhì)量指標可達到兒茶素純度>98%、EGCG>60%~70%、咖啡因含量<0.5%。
杭州東方茶業(yè)科技公司開發(fā)的兒茶素,其含量在90%以下的叫茶多酚;95%~98%的叫兒茶素;EGCG含量>60%,才稱表沒食子兒茶素沒食子酸酯EpigalloCatechin Gallate(EGCG)。純度98%的兒茶素作為醫(yī)藥原料,已出口國外。其紹興分公司承擔(dān)國家發(fā)改委膜工程茶葉深加工高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范項目,生產(chǎn)用于藥品保健品食品添加劑的綠茶提取物。年加工茶葉6000~10000噸,產(chǎn)茶多酚800噸、速溶茶粉2000噸,各種茶濃縮液3000噸。
中國2009年產(chǎn)茶134萬噸,比上年增7%。但60%為中低檔茶,附加值低。認證有機茶僅42萬畝,2萬噸。
我國茶葉深加工量不多,茶多酚和速溶茶粉產(chǎn)量約5萬噸,用各種茶葉約20萬噸。2008年茶飲料銷量9.97億標箱,400億元,用于加工茶飲料的茶葉約7萬噸。因此,我國發(fā)展優(yōu)質(zhì)茶葉和茶葉深加工潛力巨大。
甘草黃酮
甘草是我國傳統(tǒng)中藥材,應(yīng)用歷史悠久。早在我戰(zhàn)國時期,就有利用甘草治病的記載,距今已有2500多年。東漢(神農(nóng)本草)稱甘草為“美草”和“蜜甘”,列為上品。中醫(yī)藥認為:甘草味甘,平,是補脾益氣、止咳祉痰、緩急止痛、調(diào)和諸藥、解毒的良藥。
根據(jù)中華人民共和國藥典2000年版,入藥的甘草有甘草、光果甘草、脹果甘草等。甘草中含有甘草酸(glycyrrhizin)、甘草次酸(glycyrrhetinic acid)、黃酮、生物堿等,其中,甘草酸是最重要的活性成分,具有抗炎、解毒、保肝等作用。
我國大量出口甘草和甘草提取物,在國外主要用于醫(yī)藥、食品、煙草,少量用于化妝品。美國FDA早就將甘草和甘草提取物列為安全無毒物質(zhì)。國際衛(wèi)生和糧農(nóng)組織食品添加劑法規(guī)委員會也將甘草甜列入使用名單。美國過去年用原甘草3萬噸,近年降至2萬多噸,主要用于醫(yī)藥和煙草。我國是甘草主要生產(chǎn)國和出口國。九十年后期野生占80%。目前市場因國家限制野生甘草采挖,推動人工種植,人工種植甘草比例上升。
甘草的功效成份:經(jīng)科學(xué)研究證明,甘草主要為三萜類和黃酮類化合物,三萜類化合物主要有甘草甜素、甘草次酸、甘草萜醇、異甘草內(nèi)酯、齊墩果酸等。黃酮類化合物主要有甘草甙、甘草甙元、異甘草甙、異甘草甙元、甘草黃酮A和甘草查爾酮A和B等。
甘草經(jīng)用水提取甘草甜后的殘渣,用乙醇、乙酸乙酯等溶劑提取得到甘草黃酮抗氧化物,乙酸乙酯提取物中黃酮含量為27.73%。這是一種混合的多種黃酮類物質(zhì),含甘草甙、異甘草甙、甘草甙元、異甘草甙、甘草利酮等。
甘草黃酮抗氧化物為棕褐色粉末,略有甘草的特殊氣味,在乙醇中溶解度為11.7%。甘草抗氧劑有較強的清除氧自由基的作用,甘草抗氧劑的耐熱性好,能在低溫到高溫發(fā)揮其強抗氧化性,對油脂能抑制酸敗,具有抑制光氧化的特點。
甘草抗氧劑還具有一定的抑菌作用:1%的甘草總黃酮溶液,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌的殺菌力一開始達83%~85%,48小時后可達91%~92%,0.1%的總黃酮溶液對以上三種菌均有抑制作用。
日本批準將甘草抗氧劑用于油脂,人造奶油,含油食品如火腿、咸牛肉、漢堡包、油炸食品、油酥餅、點心、巧克力、餅干、方便面等,此外日本還開發(fā)了甘草黃酮的可樂飲料、口香糖、豆腐等食品,這些產(chǎn)品口感好,具有天然植物的芳香,且易保存(不需外加防腐劑),并且有抑菌、除口臭等功效。
甘草黃酮,可作為食品抗氧劑,我國較早已列入國家食品添加劑使用衛(wèi)生標準(見表3)。
竹葉黃酮
淡竹葉是食品又是藥品,其功能早有記載。近代研究表明,竹葉中含有的黃酮成份,是防病抗病的重要因素。淅大張英博士經(jīng)多年研發(fā),以禾本科(Gramineae A. L. de Juss.)、竹亞科(Bambusoideae Nees)、剛竹屬(Phyllostachys Sieb. et Zucc.)竹子的干青葉為原料,經(jīng)提取、分離、精制等工藝生產(chǎn)的粉末制品,2004年被批準列入《中華人民共和國食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(見表4),是一種我國獨創(chuàng)的天然物提取食品抗氧化劑。
竹葉黃酮的主要活性成分是黃酮類化合物,并以碳苷黃酮(C-glycosy l flavone)為主,其代表性化合物葒草苷(o rien tin)、異葒草苷(isoorientin)、牡荊苷(vitexin)和異牡荊苷(isovitexin)。此外還含有酚酸、蒽醌類化合物、生物活性多糖、香豆素類內(nèi)脂等有效活性成分。具有抗活性氧自由基、抗脂質(zhì)過氧化、抗衰老、抗應(yīng)激、抗疲勞、調(diào)節(jié)血脂、增加免疫等功能。
目前國內(nèi)市場上竹葉黃酮制劑主要分成兩類:一類是杭州尤美特科技有限公司制造的竹葉黃酮制劑(BLF-d24),其主要質(zhì)量指標為:總黃酮含量(分光光度法,以蘆丁計)≥24%,異葒草苷(HPLC法)≥2%,對香豆酸(HPLC法)≥0.5%);另一類則是采用大孔樹脂吸附-解析的工藝技術(shù)精制的竹葉黃酮(AOB-2或EOB-30),標示總黃酮含量在30%以上,其中異葒草苷和牡荊苷的含量得到顯著提高,但酚酸類物質(zhì)含量卻大大下降,咖啡酸、對香豆酸和阿魏酸幾乎不含或很微量。
表3 GB2760-2007版甘草抗氧化物在不同食品中的最大使用量
表4 GB2760-2007版竹葉抗氧化物在不同食品中的最大使用量
而竹葉黃酮制劑中存在的對香豆酸、綠原酸、咖啡酸和阿魏酸等的酚酸類化合物,使竹葉黃酮所表現(xiàn)出更好的抗病毒、防感冒,鎮(zhèn)靜、安神、助睡眠,保肝、利膽,清熱、解毒、宣肺,鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘等作用。
竹葉黃酮制劑中的抗菌成分:對香豆酸、綠原酸、咖啡酸和阿魏酸等酚酸類化合物,由于以上活性成分,使竹葉黃酮表現(xiàn)出更好的抗病毒、防感冒,鎮(zhèn)靜、安神、助睡眠,保肝、利膽,清熱、解毒、宣肺,鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘等作用。
1、對香豆酸(p-coumaric acid):具有清熱解毒、散結(jié)止痛之功效,臨床上用于急慢性咽喉炎、急性扁桃體炎等疾病的喉舒寧片,是由白花蛇舌草、穿心蓮、山芝麻三味中藥制備而成,白花蛇舌草中含有對香豆酸。
2、綠原酸(chlorogenic acid):是許多中草藥如金銀花、杜仲、茵陳等和眾多水果蔬菜中的重要活性成分。研究表明具有廣泛的抗菌消炎、利膽、止血及升白作用。
3、咖啡酸(Caffeic acid):具有止血、鎮(zhèn)咳、祛痰、抗氧化、抗腫瘤等功效。它存在于牛至、野胡蘿卜、蕎麥等植物中。
4、阿魏酸(ferulic acid):是阿魏、川芎、當歸、升麻、木賊等多種中藥的有效成分之一?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn),阿魏酸具有抗血小板凝集和血栓形成;清除亞硝酸鹽、氧自由基、過氧化亞硝基;抗菌、消炎;抗腫瘤;抗突變;增加免疫功能;增強人體精子活力和運動性等。