茶汤泡煮过程中自组装胶体颗粒的形成、理化性质及其对茶汤食品特性的影响

The formation of bioactive colloidal nanoparticles in the tea brew has been proved by previous study, which provide a new perspective to study the physiochemical changes caused by food processing. Besides pursuing the bioactivity of colloidal nanoparticles, it is more valuable for food science to study the formation of self-assembled nanoparticles and its influences on the food characteristics, functional composition distribution and bioavailability taking tea brew as an example..This study has two major aims. The first aim is to to elucidate the process and mechanism of self-assembly by analysing the chemical compositions of the Fujian Wuyi black tea colloidal nanoparticles, the categories, content, phase distribution and assembly dynamics of the major nutrients (i.g. protein, tea polyphenols and methylxanthines) and compositions immigrated from the tissues and cells of tea leaves into the tea brew, and the impacts of food processing conditions on the self-assembly. The second aim is to purify the colloidal nanoparticles and it major constituent protein, to elucidate the contribution of colloidal nanoparticle formation to the food characteristics, by characterizing the colloidal chemical properties, stability of the particles and its impacts on the sensory characteristics and bioactivities of tea brew. .This study will add new knowledge of physiochemical changes to the food chemistry alongside the chemical composition evolutions during the food processing. It pursues further the food science research in the correlation between processing with food characteristics, which may provide a theoretical basis for development of new approach for controlling food characteristics through food processing.

前期研究已证实茶叶在泡煮成汤的加工过程中形成了活性纳米胶体颗粒，这是食品热加工引起物理化学性质变化的典型范例。以茶汤为模型，研究纳米胶粒的自组装形成过程并阐明其对食品特性、功能成分分布和利用的影响，对食品科学具有重要且普遍性的意义。.本项目将通过分析福建武夷红茶茶汤胶体颗粒的组成成分、测定热加工过程中从茶叶组织中迁移入汤的蛋白质、茶多酚、生物碱等代表性营养成分的种类、浓度、分布以及各组分形成颗粒的动力学参数，考察自组装过程的关键影响因素，阐明胶体颗粒自组装过程和机理；同时通过纯化胶粒及其主要构成蛋白，表征其理化性质和对茶汤感官、功能活性的影响，阐明胶体颗粒形成对改变汤汁食品特性的意义。.本项目研究是对现有偏重化学成分变化的食品生化研究的重要补充和深化，将加工引起食品特性变化这一食品科学基础问题研究拓展到新的层面，为通过加工控制食品品质和功能的新方法开发提供理论依据。

泡茶是一个典型的食品加工过程，包含了一系列物理、化学反应。茶汤既包含在泡煮过程中迁移出来的茶叶原生成分，也包括化学反应生成的新成分，还有通过分子间次级键相互作用而自组装形成的微纳米胶粒，是包含水溶性成分、胶体、团聚物颗粒和少量茶叶组织碎片的多相复杂体系，是植物源汤汁食品的典范，对其微纳米构造进行研究具有重要科学和产业意义。. 课题以正山小种红茶茶汤为研究对象，综合应用离心、微滤超滤、液相色谱、红外光谱、冷冻电镜等多种分离分析手段，对红茶茶汤中的微纳米尺度胶体颗粒进行了不同程度的分离纯化，并表征其胶体化学性质、组成成分、感官品质、抗氧化活性、细胞胞内自由基清除活性等；跟踪分析了茶汤微纳米胶粒组成成分从茶叶组织、细胞迁移入汤的过程，解析了物质迁移的浓度、速率以及重组装与热加工条件的关系；以液相色谱法分离纯化获得两种茶汤纳米颗粒，鉴明其骨架成分为耐热的茶叶多酚氧化酶和低酯果胶，并与从同品种鲜叶中纯化的多酚氧化酶进行了酶学特性对比，定量测定了颗粒上装载的酯型和非酯型儿茶素、甲基黄嘌呤、酚酸类成分的含量，表征了胶粒对茶汤感官特性和风味物质分布的影响；以单纯的多酚氧化酶、茶叶果胶在模拟茶汤热加工条件下人工构建了纳米胶粒，并以酯型儿茶素EGCG为例进行了装载性能和生物活性研究；以ABTS、FRAP、ORAC等化学法测定茶汤纳米胶粒抗氧化活性，并在肠道上皮细胞、黏膜巨噬细胞模型上测定其胞内氧自由基清除活性。. 本课题对茶汤微纳米胶粒及其巨噬细胞的相互作用研究，无疑会为茶多样的生理活性提供新的作用机理解释，开拓了食品功能成分和生物学机制研究的前沿，将过往单纯注重成分浓度拓展到同时关注成分的超分子组装状态，以及由此形成的微纳米结构的特性和功能，开创了食品微纳米结构与消化道黏膜免疫调节的食品科学新疆域，奠定了以微观结构设计实现加工食品美味又健康的产业应用基础。