EGCG酶法分子修饰衍生物在典型食品乳状液中的抗氧化构效关系及作用机制研究

The low hydrophobic property of epigallocatechin gallate (EGCG) greatly restricts its application in food emulsion system. In this study, EGCG will be modified by enzyme-catalyzed esterification in non-aqueous system, and the mechanism of the antioxidant properties of the modified EGCG derivates in food emulsion system are going to be investigated. The distributions and aggregations of EGCG derivates on the interface, or in the water and oil phase are to be studied. The water-oil balance index will be established. The “antioxidant polar paradox” will be confirmed by using the EGCG derivates with different hydrophobic chain and polarity in food emulsion system. The relationship between the microstructure of EGCG derivates and antioxidant properties will be studied. The effect of reactive position of esterification, the amount of hydroxyl substitution, and the chain of acetyl group on the iron binding characteristics will be evaluated. Therefore, the model of the relationship between the molecular microstructure of EGCG derivates and their antioxidant properties in emulsion system will be established, and the general regularity and mechanism of antioxidant properties of EGCG derivates in typical food emulsion system will be illustrated. This project can solve the choke point of EGCG application problem in food system, and provide theoretic guide for molecular modification of natural plant polyphenols antioxidant.

表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）较低的亲脂性，极大地限制了其作为天然抗氧化剂在食品乳状液体系中的应用。本课题采用非水相酶促反应对EGCG进行疏水性分子修饰，深入开展 EGCG分子修饰衍生物在乳状液中的抗氧化机制研究。考察不同基团修饰EGCG衍生物在乳状液中油水两相及界面的分布状况、聚集状态，确定合适的脂-水分配平衡系数；研究具有不同疏水性链长、不同极性位点的衍生物其乳状液抗氧化活性与“极性矛盾”理论的关系；探究EGCG衍生物空间构象及微观结构与抗氧化性能之间的关联；探讨EGCG不同酯化取代位点、羟基取代个数、酰基供体链长对Fe离子络合能力的影响。从而建立EGCG分子修饰衍生物与其抗氧化活性的构效关系模型，阐明其在典型食品乳状液体系中的抗氧化作用机制，解决目前EGCG在食品领域应用存在的瓶颈问题，并对天然植物多酚类抗氧化剂的分子修饰设计提供理论指导。

表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）较低的亲脂性，极大地限制了其作为天然抗氧化剂在食品乳状液体系中的应用。本课题采用非水相酶促反应对EGCG进行疏水性分子修饰，开展 EGCG分子修饰衍生物在乳状液中的抗氧化机制研究。. 首先，确立了酰化EGCG酶法合成路线为以乙烯酯作为酰基供体的酯交换反应。不同碳链乙烯酯作为酰基供体对EGCG的转化率影响较大，随着碳链的增加，EGCG的转化率逐渐减小，EGCG与乙酸乙烯酯之间的酯交换反应能达到最高的转化率。在该反应体系中，脂肪酶Lipozyme RM IM催化EGCG和乙酸乙烯酯的酯交换反应为动力学控制，在所研究的底物浓度范围内 (EGCG浓度<15 mmol/L，乙酸乙烯酯浓度<10 mmol/L)，无底物抑制现象，反应遵循Michaelis-Menton方程，符合乒乓机制。. 采用高速逆流色谱(HSCCC)与高效制备液相色谱对EGCG衍生物进行分离纯化。确定HSCCC分离条件为: 上相为固定相，下相为流动相，采用正己烷：乙酸乙酯：甲醇：水=1.5:5:1.5:5 (v/v)为溶剂系统，分离温度为20℃，转速为700 r/min，流动相以5 mL/min的流速从首端进行洗脱。鉴定出丁酸乙烯酯(C4)与EGCG酶法后得到的EGCG衍生物分别为5″-O-丁酰基EGCG、3″, 5″-2-O-丁酰基EGCG、5’, 3″, 5″-3-O-丁酰基EGCG。在脂肪酶Lipozyme RM IM催化作用下，EGCG发生酰化的位点是B环的5′位和D环的3″, 5″位。. 将EGCG衍生物应用在水包油乳状液中，考察了乳状液的乳化稳定性和氧化稳定性，结果表明最佳反应条件下制备的EGCG衍生物具有较好的乳化活性和乳化稳定性，其所形成的乳状液的油脂颗粒较小且均一，并带有相对较高的负电荷，不易聚集分层，在广泛的pH范围内表现出良好的乳化稳定性。由其制备的大豆油和亚油酸乳液在贮藏14天时的POV值分别是未改性EGCG的大豆油和亚油酸乳液的33.3%和27.0%，就TBARS值而言，分别是35.8%和24.4%，有效地减缓了油脂氧化，提高了体系的氧化稳定性。分布在界面上的EGCG衍生物主要是通过物理屏蔽、静电斥力以延缓脂肪的氧化，而在水相中的产物则主要通过自身的抗氧化能力和阻隔自由基的传递，来保护油脂不被氧化。