食品热加工处理下蛋白质与多酚的相互作用及其对多酚生物利用性的影响

Bioavailability of food polyphenol is a prerequisite factor that polyphenol can exert the beneficial effect on human health. The polyphenol bioavailability can be largely affected by food processing (especially the thermal processing) and interactions with other food components (such as protein). However, the protein-polyphenol interaction after thermal processing and its influcence mechanism on the polyphenol bioavailability are unclear. In this project, several representative polyphenols from tea, coffee, cereal, fruit and vegetable foods and some proteins from milk and soy bean are selected as research objects. The objectives of this project are to study the interaction modes of non-covalent and/or covalent binding between polyphenols and proteins after subjected to different thermal processing, and elucidate the interaction mechanism of polyphenol and protein molecules, to examine the changes of polyphenol bioavailability of different interaction systems via the in vitro gastrointestinal digestive model, cell absorption model and in vivo animal model, and to analyze the correlation of thermal processing conditions, polyphenol and protein interaction modes and the polyphenol bioavailability, to reveal the influence mechamism of thermal processing on the polyphenol-protein interactions and the bioavailability of food polyphenols, and to obtain the optimizing thermal processing control methods for promoting the polyphenol bioavailability and functional quality of food rich in polyphenols. The result of this research will be of important guiding significance for the design and manufacture of functional food containing polyphenols.

食品多酚的生物利用性是其对人体发挥健康作用的前提性因素。多酚生物利用性很大程度上受食品加工（尤其是热加工）过程及其它食品组分（如蛋白质）的影响，但目前食品热加工条件下的多酚与蛋白组分作用模式及其对多酚生物利用性的影响机制不清楚。本项目以茶、咖啡、果蔬、谷物类等常见食品中的代表性多酚和牛乳、大豆中主要蛋白组分为对象，研究不同热加工处理下多酚与蛋白质非共价和/或共价相互作用模式及变化规律，探讨热加工条件下多酚和蛋白质分子作用机制，通过体外消化吸收模型和体内动物模型试验研究热加工处理的不同作用体系中多酚生物利用性的变化情况，分析热加工条件-多酚与蛋白作用模式-多酚生物利用性之间的相关性，阐明食品热加工对多酚和蛋白质相互作用以及多酚生物利用性的影响规律和机制，获得提升食品多酚生物利用性和食品健康品质的热加工优化控制方法，对于含多酚类健康食品的设计制造具有重要的指导意义。

食品多酚的生物利用性对其健康功效的发挥至关重要，然而受各种因素影响，多酚生物利用率普遍较低。在含蛋白-多酚的食品体系中，热加工以及蛋白组分是影响多酚生物利用性的重要因素。但目前热加工对食品多酚与蛋白相互作用以及其对多酚生物利用性的影响规律尚不清楚。本项目以含乳的茶、咖啡、果汁饮料为模拟体系，研究不同热处理条件（60-121℃）下体系中代表性多酚如茶多酚、根皮苷、矢车菊素、绿原酸、咖啡酸等和牛乳蛋白、大豆蛋白组分的相互作用机制及变化规律，并通过体外消化模型和动物实验探究了热处理及组分作用对多酚生物利用性的影响规律。研究表明，常温下食品蛋白与多酚主要以疏水、氢键、静电和范德华力等非共价键发生作用，而热处理可不同程度地增强或减弱蛋白多酚相互作用强度，改变其非共价作用力类型，不同的蛋白多酚组合其相互作用在热处理下呈现不同的变化特征。热处理还致使含乳饮料体系中乳清蛋白与不同多酚形成共价键结合，而酪蛋白、大豆蛋白与多酚未发生明显的共价相互作用。体外模拟消化和动物实验研究表明，热处理易使多酚成分降解，可不同程度地降低食品多酚的生物利用性。热处理下不同蛋白组分对多酚生物利用性影响不同，其中乳蛋白可提高茶多酚体外生物利用性，且乳清蛋白提高效果好于酪蛋白，乳蛋白和大豆蛋白对咖啡多酚体外生物利用性提高总体不显著，而大豆蛋白致使水果多酚体外生物利用性不同程度下降。热处理条件下多酚生物利用性的变化与蛋白-多酚相互作用变化有较好的相关性，对于大豆蛋白-矢车菊素/绿原酸体系，蛋白多酚相互作用越强，由蛋白作用导致的多酚体外生物利用性降低程度越大，而对于酪蛋白-根皮苷/绿原酸体系，热处理后蛋白多酚相互作用减弱，多酚体内生物利用性呈现降低（根皮苷）或提高（绿原酸）的变化规律。本研究结果可为富含多酚和蛋白成分健康食品的设计和开发提供理论依据，对于优化调控热加工条件提升食品多酚生物利用性和产品健康功能品质具有重要指导意义。