《Frontiers in Nutrition》：Synergistic enhancement of matcha tea with strawberry (Qassim region) aqueous extracts: influence of extraction temperature on phytochemicals, vitamin C, and bioactivities
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引言：抹茶以其丰富的植物化学物而闻名；然而，通过配方和提取条件优化其生物活性潜力仍需进一步研究。本研究验证了以下假设：草莓粉在热提取过程中创造出稳定抹茶儿茶素的酸性微环境，同时贡献互补的生物活性物。
方法：分别以5°C、70°C和100°C制备了纯抹茶（MT）
引言：抹茶以其丰富的植物化学物而闻名；然而，通过配方和提取条件优化其生物活性潜力仍需进一步研究。本研究验证了以下假设：草莓粉在热提取过程中创造出稳定抹茶儿茶素的酸性微环境，同时贡献互补的生物活性物。
方法：分别以5°C、70°C和100°C制备了纯抹茶（MT）和85:15抹茶-草莓混合物（ST）的水提物。评估了总酚、类黄酮、花青素、维生素C、单个酚类化合物（高效液相色谱法HPLC）以及体外抗氧化活性（DPPH、ABTS）和抗炎活性。采用双因素方差分析（Two-way ANOVA）和协同增效指数（Synergistic Enhancement Index, SEI）来量化配方与温度的相互作用。
结果与讨论：与MT（~6.20-6.30）相比，ST混合物的pH值显著降低（~3.70），且在所有温度下保持稳定。此酸性环境极大地提高了儿茶素的回收率：在70°C时，SEI = +24.8%（2631.18对比2109.08 μg/g）；在100°C时，SEI = +28.9%（2042.11对比1584.33 μg/g）。草莓替代引入了原儿茶酸、肉桂酸和花青素（13.89-35.14 mg/100 g）。ST在100°C时抗氧化活性达到峰值（DPPH 80.21%，ABTS 81.34%），比MT提高了34.9%。抗炎活性在70°C时最高（抑制率为85.52%）。维生素C和花青素在5°C时保存最佳，ST提供的浓度高出2.5倍。双因素方差分析证实，对于所有主要结果，配方与温度存在显著的相互作用（p < 0.01）。
结论：与草莓粉的战略性配方从根本上改变了抹茶的热提取窗口。在100°C冲泡混合物可最大化抗氧化潜力，而70°C可优化抗炎效果，在5°C冷泡则可保存热敏性营养素。这些发现通过精确的温度控制和协同增效的成分混合，实现了有针对性的功能性饮料开发。
论文解读：草莓-抹茶混合物提取温度对生物活性物与功能的影响研究
抹茶是一种源自茶树（Camellia sinensis）的精细研磨粉末，因其独特的植物化学成分和健康益处而备受关注。与常规绿茶浸泡不同，摄入整个叶片粉末形式提高了其生物活性成分的生物利用度。抹茶富含膳食纤维、蛋白质、多不饱和脂肪酸等。其核心生物活性成分是儿茶素，特别是表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（Epigallocatechin-3-gallate, EGCG），具有强大的抗氧化和抗炎特性。然而，儿茶素对环境因素（如pH和温度）敏感，这会影响其稳定性和生物活性。研究表明，儿茶素在pH约为4时最稳定，在碱性和高温条件下容易降解。草莓是全球消费最广泛的水果之一，是生物活性化合物的丰富来源，包括高水平的维生素C、花青素和其他酚类化合物。其摄入与降低炎症、心血管疾病和某些癌症风险相关。更重要的是，草莓中的酚类化合物（如花青素）可以与茶儿茶素发生辅色作用，形成稳定的非共价分子复合物，这可能为热敏性儿茶素提供保护。尽管抹茶和草莓各自具有公认的健康益处，但关于通过将其与草莓等植物化学成分丰富的成分协同组合以增强其生物活性潜力的研究有限，尤其是在不同提取条件下。此外，如何通过精确控制提取温度来最大化特定健康益处（如抗氧化或抗炎）尚不清楚。因此，本研究旨在验证一个核心假设：添加草莓粉能够创建一个酸性微环境（pH ~3.7），在热提取过程中稳定抹茶儿茶素，同时贡献互补的生物活性化合物，从而拓宽功能性饮料制备的温度窗口。这项研究为开发具有目标健康益处的功能性饮料提供了科学依据，论文发表于《Frontiers in Nutrition》。
主要关键技术方法
研究人员从沙特阿拉伯卡西姆省乌奈宰市的Al-Qaydiyah农场采购新鲜草莓，并使用日本春季收获的八北品种的优质抹茶粉。研究制备了纯抹茶水提物（MT）和含85%抹茶与15%卡西姆地区草莓粉的混合物水提物（ST），分别在5°C、70°C和100°C三种温度下进行提取（5°C下提取12小时，70°C和100°C下提取5分钟）。研究评估了提取物的pH值，并使用福林-酚法、铝盐比色法等测定了总酚含量、总类黄酮含量和总花青素含量。通过高效液相色谱法（HPLC）对维生素C和单个酚类化合物进行了定量分析。采用DPPH和ABTS自由基清除实验评估了体外抗氧化活性，并通过抑制卵清蛋白变性实验评估了体外抗炎活性。数据分析采用双因素方差分析（配方 × 温度）来评估主效应和相互作用，并使用协同增效指数（SEI = [(CST- CMT)/CMT] × 100%）来量化草莓替代的增效作用。
研究结果
3.1 抹茶和草莓-抹茶浸泡液的pH值
两因素方差分析显示配方对pH有极显著主效应，而温度及配方与温度的交互作用不显著。ST混合物在所有温度下均呈现稳定的酸性pH（~3.70-3.72），而MT的pH接近中性（~6.20-6.30）。这种约2.5个单位的pH差异直接归因于草莓中天然的有机酸和抗坏血酸。稳定的酸性环境是本研究观察到的协同效应的关键机制驱动因素，因为它有利于儿茶素和花青素的稳定性。
3.2 总酚含量
总酚含量受配方、温度及其交互作用的显著影响。随着提取温度升高，MT和ST的总酚含量均逐渐增加。ST混合物在每个温度下都产生更高的总酚值，其中在70°C时协同增效效应最显著（SEI = +16.5%）。结果表明，为了最大化总酚产量，MT和ST都建议在100°C冲泡，但添加草莓粉在70°C时能提供最显著的协同增效。
3.3 总类黄酮含量
总类黄酮含量同样受配方、温度及其交互作用的显著影响。对于MT，总类黄酮含量从5°C到100°C增加了2.5倍。ST混合物在所有温度下都产生更高的总类黄酮值，且在100°C时增效最大（SEI = +11.2%）。显著的交互作用表明草莓替代的益处取决于冲泡温度，在最高温度下最大。
3.4 基质辅助提取与协同增效
通过高效液相色谱法分析了个体酚类化合物和类黄酮。许多化合物从草莓替代中获益，显示出温度依赖性的正协同效应。
3.4.1 具有正协同效应的酚酸
草莓粉是丁香酸、香草酸等的外源性来源，并显示出显著的增效指数。咖啡酸在MT中高度热不稳定，但在ST基质中得到保护，在100°C时保留率提高了460%。阿魏酸在所有温度下在ST中均一致增强。肉桂酸在MT中可忽略不计，但在ST中达到可检测水平，表明草莓是其主要来源。绿原酸在MT中含量极高且温度不敏感，ST提供了适度但一致的增加。
3.4.2 黄烷-3-醇（儿茶素）
儿茶素显示出最显著的协同效应，双因素方差分析证实了显著的配方与温度交互作用。MT中的儿茶素呈钟形曲线，在70°C达到峰值，在100°C下降。ST显著提高了两个高温下的回收率：在70°C时SEI = +24.8%；在100°C时SEI = +28.9%。这表明ST的酸性pH不仅改善了提取，还保护了儿茶素免受热降解。表儿茶素在MT中于70°C达到峰值，ST在所有温度下均显示出一致的增强。表儿茶素没食子酸酯在MT中于5°C和70°C未检测到，仅在100°C出现。ST使其在70°C可回收，并在100°C产量略高，表明草莓基质降低了提取的热阈值并提供轻度稳定。
3.4.3 黄酮醇和黄酮
芦丁显示出复杂的温度依赖性协同效应：在5°C增强，在70°C强烈抑制，在100°C恢复。白杨素在所有条件下都异常稳定。槲皮素、山奈酚、芹菜素和芹菜素-7-葡萄糖苷未被检测到。
3.5 竞争性抑制和温度依赖性相互作用
几种化合物在草莓混合物中表现出抑制，特别是在中等温度下，表明水果基质会干扰某些抹茶成分的提取。没食子酸、龙胆酸、对羟基苯甲酸在ST中受到抑制。芥子酸仅在100°C的MT中检测到；ST使其在70°C可检测，但在100°C产量较低。对香豆酸和迷迭香酸在任何样品中均未检测到。
3.6 抗氧化和抗炎活性
3.6.1 DPPH自由基清除活性
DPPH活性受配方、温度和浓度的显著影响，且存在显著的配方与温度交互作用。对于纯抹茶，最高抗氧化活性出现在70°C。相反，ST混合物的活性随温度升高而逐步增加，在100°C时达到最大效力（300 μg/mL时抑制率80.21%），这比相同温度下的MT提高了34.9%。显著的交互作用验证了ST在100°C的优越性能是协同共提取和保护的结果。
3.6.2 ABTS自由基清除活性
ABTS活性同样受配方、温度和浓度的显著影响，且存在显著的交互作用。在5°C，MT和ST活性相当。在70°C，ST开始优于MT。最显著的差异出现在100°C：ST达到81.34%抑制率，比MT（60.31%）提高了34.9%。显著的交互作用表明草莓替代的益处在高温度下最明显。对于纯抹茶，最高的ABTS活性出现在5°C，而ST则表现出温度与活性之间的强正相关。
3.6.3 抗炎活性
抗炎活性受配方、温度和浓度的显著影响，且存在显著的交互作用。两种配方均表现出钟形的温度响应，在70°C有明确的峰值。在此温度下，MT在500 μg/mL时达到67.81%抑制率，而ST实现了85.52%的抑制率，提高了17.7个百分点。草莓替代在所有温度下都增强了活性，在70°C时增效最显著。钟形曲线反映了儿茶素的热行为。
3.7 需要冷提取的热不稳定生物活性物
3.7.1 维生素C含量
维生素C含量受配方和温度的显著影响，且存在显著的交互作用。对于MT，维生素C从5°C的52.56 mg/100g急剧下降到100°C的5.55 mg/100g，损失了89.4%。ST在每个温度下都显示出显著更高的浓度，在5°C时约为MT的2.5倍。草莓粉是维生素C的有效外源性来源。在5°C冷泡是保存维生素C的最佳方法。
3.7.2 总花青素含量
花青素仅在ST中检测到；在所有MT提取物中均不存在。对于ST，总花青素含量高度依赖于温度，在5°C时浓度最高（35.14 mg/100g），在100°C时下降到13.89 mg/100g（相对于5°C下降了60.5%）。双因素方差分析证实了配方、温度及其交互作用的显著主效应。
总结讨论
本研究系统评估了提取温度对纯抹茶和草莓-抹茶混合物水提物的植物化学成分、维生素C及体外生物活性的影响。结果表明，添加15%的草莓粉创造了一个稳定的酸性微环境（pH ~3.7），这通过质子化儿茶酚和没食酰基团，显著增强了儿茶素在热提取过程中的稳定性。这导致了显著的正协同效应，特别是在70°C和100°C时对儿茶素的回收率。草莓的引入还丰富了提取物的化学成分，增加了原儿茶酸、肉桂酸、花青素和维生素C等化合物。研究发现，最佳提取温度取决于目标生物活性。对于最大化总酚和总类黄酮含量，100°C的提取温度是有效的。ST混合物在100°C时表现出最强的抗氧化活性（DPPH和ABTS），这归因于草莓衍生的热稳定抗氧化剂（如花青素、鞣花酸衍生物）的高效提取，以及可能通过辅色作用实现的稳定化。相比之下，抗炎活性在70°C时达到峰值，这反映了儿茶素提取的最佳温度窗口，并且ST在此温度下提供了最大的增强。对于维生素C和花青素这两种热不稳定化合物，5°C的冷提取是保存其含量的唯一有效方法，ST在此条件下提供的浓度远高于MT。双因素方差分析和协同增效指数的计算量化了配方与温度的复杂相互作用，证实了协同效应是温度依赖性和化合物特异性的。一些化合物（如没食子酸、芦丁在70°C时）表现出竞争性抑制，突显了混合成分相互作用的复杂性。
研究结论
与草莓粉的战略性配方从根本上改变了抹茶的热提取窗口。在100°C冲泡该混合物可最大化抗氧化潜力，而70°C可优化抗炎效果，在5°C冷泡则可保存热不稳定营养素。这些发现通过精确的温度控制和协同增效的成分混合，实现了有针对性的功能性饮料开发。
