《LWT》:Improved
in vitro digestive stability of epicatechins in green tea infusion fermented by kombucha SCOBY
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本研究针对绿茶中表儿茶素(EC、EGC、ECG、EGCG)在胃肠道易降解的问题,通过红茶菌(SCOBY)发酵绿茶浸液,结合体外模拟消化模型和HPLC分析,发现发酵使表儿茶素消化回收率从29%显著提升至63%,尤其EGCG稳定性增强超10倍,为提升茶多酚生物利用度提供了新策略。
茶,作为全球最受欢迎的饮品之一,尤其绿茶因富含多酚类物质而备受健康领域关注。其中,表儿茶素(Epicatechins)是绿茶中主要的功能性成分,包括表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)和表儿茶素(EC)。这些化合物凭借其强大的抗氧化活性,在预防慢性疾病方面展现出潜力,如调节氧化应激、代谢综合征及表观遗传变异。然而,表儿茶素的健康效益在人体中往往难以稳定实现,一个重要限制因素是它们在胃肠道环境中的不稳定性。
在消化过程中,表儿茶素易发生自氧化降解,尤其是在小肠的碱性条件下,导致其生物利用度大幅降低。先前研究显示,体外模拟消化中表儿茶素的总损失率可达65-95%,其中EGCG和EGC的降解最为显著。这限制了绿茶浸液的实际功能效果,即便增加饮茶量也可能带来代谢负担或潜在促氧化风险。因此,寻找一种天然、有效的方法来提升表儿茶素在消化过程中的稳定性,成为当前研究的焦点。
在这背景下,发酵食品技术提供了一条新路径。红茶菌(Kombucha)是一种由细菌和酵母共生培养物(SCOBY)发酵茶浸液制成的传统饮品,以其抗氧化特性闻名。然而,以往研究多关注发酵对表儿茶素含量的直接影响,却忽略了其可能对消化稳定性的调控作用。本研究首次系统探讨了红茶菌发酵如何影响绿茶浸液中表儿茶素的体外消化回收率,旨在为开发高生物利用度的茶基功能性饮品提供科学依据。
为开展此项研究,团队采用了几项关键技术方法。首先,以日本煎茶为原料制备绿茶浸液,并使用明确组成的SCOBY(含Brettanomyces bruxellensis、Komagataeibacter rhaeticus、Gluconobacter oxydans和Levilactobacillus brevis)进行7天发酵。其次,通过体外模拟胃肠道消化模型(包括胃液和肠液两阶段处理)评估表儿茶素的稳定性。核心分析手段包括高效液相色谱法(HPLC)定量四种表儿茶素和咖啡因,以及铁离子还原抗氧化能力(FRAP)和总酚含量(TPC)测定,以全面评估发酵基质的保护效应。所有实验均设三次独立重复,数据经统计学处理确保可靠性。
3.1. 表儿茶素的发酵回收率
发酵后,绿茶浸液中的总表儿茶素含量仅轻微下降5%,但成分变化显著:EGCG和ECG分别减少约13%,而EGC含量上升19%。这表明发酵过程可能通过微生物酶(如单宁酶)促降解galloylated形式(如EGCG),转化为非galloylated形式(如EGC),从而改变了表儿茶素的分布 profile。
3.2. 表儿茶素的体外消化回收率
在模拟消化后,未发酵绿茶浸液的表儿茶素总损失率达71%,其中EGCG的回收率低至3%,而EC、ECG和EGC的回收率较高。相比之下,发酵样品中表儿茶素的消化稳定性显著提升,总回收率升至63%,尤其EGCG在发酵消化液中的浓度是未发酵样的11.8倍。这证实了红茶菌发酵能有效缓冲消化环境对表儿茶素的降解作用。
3.3. 发酵和消化后的理化特性
发酵使绿茶浸液pH从5.44降至2.33,酸度增加,同时TPC和FRAP值上升,表明发酵增强了基质的抗氧化能力。消化后,虽然所有样品的抗氧化指标均下降,但发酵组的降幅较小,与表儿茶素的保留趋势一致,提示发酵可能通过提高还原性物质(如抗坏血酸)或改变基质组成来保护表儿茶素。
研究结论部分强调,红茶菌发酵显著提升了表儿茶素在体外消化模型中的稳定性,尤其是对EGCG和EGC的保护作用最为突出。这不仅归因于发酵后增加的抗氧化容量(如FRAP和TPC上升),还可能涉及微生物对氧气的消耗或代谢产物的协同效应。讨论中指出,该发现为利用天然发酵工艺改善多酚生物利用度提供了新思路,避免了合成添加剂的使用,符合当前健康饮食趋势。然而,研究也指出局限性,如未详细分析发酵产物中的具体成分,且SCOBY组合的标准化仍需探索。未来需通过体内实验进一步验证其生理相关性,并优化发酵条件以最大化健康效益。该成果发表于《LWT》期刊,为红茶菌的功能性应用奠定了理论基础。