虞睿寧,蔣志林,吳曉琴,沈建福,
(1.浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院,浙江杭州 310058;2.常山富而康山茶油有限公司,浙江衢州 324200)
兒茶素作為一種酚類化合物,廣泛存在于各類水果、蔬菜、植物性飲料和葡萄酒中,其中茶葉是兒茶素類化合物的主要來源。兒茶素具有抗氧化和抗菌活性,可作為膳食補充劑添加到功能食品中;還可用于治療多種疾病,包括心血管疾病、肥胖、糖尿病、乳腺癌、前列腺癌等[1]。兒茶素從茶葉等植物中提取、添加到食品或藥物中、經過胃腸道消化直到到達在體內發(fā)揮最大功效的作用部位的整個過程,都需要保持良好的穩(wěn)定性,才能發(fā)揮最好的功效。然而兒茶素結構不穩(wěn)定,易受環(huán)境因素干擾,使其在胃腸道的消化過程中生物活性大大降低,存在生物利用率低下的缺陷[2]。
為了嘗試解決兒茶素在機體中生物利用率不高的問題,研究者們采用兒茶素結構修飾或納米結構包埋等方式來提高兒茶素的生物利用率,但關于人們日常膳食攝入的營養(yǎng)物質(如碳水化合物、蛋白質、脂質和膳食多酚等)對兒茶素生物利用率的影響,缺乏相關的系統(tǒng)性綜述。本篇綜述主要介紹了兒茶素的結構和影響兒茶素穩(wěn)定性的因素、兒茶素在人體內吸收和代謝的機制,主要闡述了膳食成分對兒茶素的生物利用率的影響及其機制,最后列舉了兒茶素與膳食多酚協(xié)同增效的應用,以幫助讀者更全面地了解膳食成分對兒茶素生物利用率的影響,更深入地認識協(xié)同增效作用在發(fā)揮兒茶素生物活性、治療各類疾病中的應用價值,為改善膳食結構、開發(fā)協(xié)同增效的新型食品提供新思路。
兒茶素屬于黃烷醇類化合物,分子式為C15H14O6,分子量為290.27,是從茶葉等天然植物中提取出來的一種酚類活性物質。兒茶素類化合物具有2-苯基苯并二氫吡喃結構,可以分為游離型和酯化型兩種,其中游離型態(tài)包括兒茶素(Catechin,C)、表兒茶素(Epicatechin,EC)、表沒食子兒茶素(Epigallocatechin,EGC)等,酯化的沒食子酸型有表兒茶素沒食子酸酯(Epicatechin gallate,ECG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)等,主要的幾種順反異構體結構式如圖1 所示[3]。
圖1 兒茶素主要的幾種順反異構體結構式[3]Fig.1 Chemical structure of the major cis-trans isomers of catechins[3]
兒茶素含有多個酚羥基,容易受各種化學作用和環(huán)境因素的影響,發(fā)生氧化降解。影響兒茶素穩(wěn)定性的因素有很多,主要包括溫度、pH、光照、氧氣和離子濃度等[4]。
研究表明,溫度和pH 是影響兒茶素穩(wěn)定性的主要因素。Xu 等[5]研究了在25~165 ℃溫度范圍內,pH為2.2~8.0 的水體系中EGCG 的穩(wěn)定性,發(fā)現EGCG的穩(wěn)定性隨著pH 和溫度的升高而降低,且在pH 為3、溫度為25 ℃時穩(wěn)定性達到最佳。在中性和堿性條件下,EGCG 的B 環(huán)容易自氧化,產生茶堿素A等自氧化產物[6]。在60 ℃貯藏條件下,酯型兒茶素、非酯型兒茶素的穩(wěn)定性低于沒食子酸,容易脫去沒食子?;虬l(fā)生差向異構作用[7]。吳倩倩等[8]采用純水、自來水和11 種鹽來研究不同金屬離子對EGCG 穩(wěn)定性的影響,發(fā)現Cu+、Fe3+、Fe2+對EGCG穩(wěn)定性的影響程度較大,且離子濃度越高,穩(wěn)定性越低。高溫環(huán)境下兒茶素之間容易發(fā)生非酶促低聚反應生成二聚體,光照條件特別是UVB 輻照下易發(fā)生異構化和裂解,最終使溶液變黃,所以兒茶素類化合物應低溫避光保存[9]。另外,氧分壓也會影響EGCG的穩(wěn)定性,EGCG 在充入氮氣的低氧分壓環(huán)境中的穩(wěn)定性大大提升,貯藏6 h 后EGCG 僅降解了5%[10]。以上研究表明,在較高的溫度、pH、鹽離子濃度的條件或是光照、高氧環(huán)境下,兒茶素的穩(wěn)定性較差。
生物利用率的定義是指藥物或攝入的營養(yǎng)素到達體循環(huán)和發(fā)揮生物功能的特定部位的百分數[11]。研究表明,在大鼠體內,只有不到5%的口服兒茶素劑量進入體循環(huán)[12]。人體在飲用3 g 脫咖啡因的綠茶后,血漿中所含EGCG、EGC 和EC 的最大濃度分別為0.57、1.60 和0.6 μmol/L[13]。攝入的約1.68%的兒茶素在消化6 h 后存在于人的血漿、尿液、糞便中的量分別為0.16%、1.1%和0.42%,可見兒茶素的生物利用率不高[14]。Chow 等[15]在人體內進行了EGCG 的藥代動力學研究,發(fā)現口服給藥后血液中檢測到的EGCG 的量不足1%。綠茶兒茶素在人體內的代謝過程如圖2 所示[16]。導致兒茶素口服生物利用率低的因素主要包括胃腸道穩(wěn)定性差,腸道吸收率低,以及各類代謝酶和腸道菌群的作用等[17]。
圖2 綠茶兒茶素代謝示意圖[16]Fig.2 Schematic diagram of metabolism of green tea catechins[16]
人體攝入兒茶素后,需要經過酸性的胃液環(huán)境和堿性的小腸環(huán)境最終到達十二指腸。由于pH 升高,殘余溶解氧和代謝酶含量的上升,胃腸道的環(huán)境使兒茶素的生物利用度大大降低[18]。體外模擬消化實驗表明,在經過唾液、胃液、腸液消化后,C、EGC 和EGCG 的消化回收率分別為5.3%,4.6%和6.1%[19]。除了降解之外,兒茶素還受到胃腸道中殘留溶解氧誘導的自氧化和差向異構化的影響[20]。此外,一部分兒茶素會被大量II 期酶如硫酸轉移酶(Sulfotransferases,SULTs)、UDP-葡萄糖醛酸轉移酶(UDP-glucuronosyltransferases,UGTs)和兒茶酚-O-甲基轉移酶(Recombinant Catechol-O-Methyltransferase,COMT)等進行代謝轉化,待小腸吸收后,剩余的兒茶素進入結腸,未發(fā)現特異性受體攜帶的EGCG 進入小腸上皮細胞表面的細胞[21]。甲基化的EGCG 被進一步硫酸化和葡萄糖醛酸化,導致尿液和血漿中的EGCG代謝物增加[22]。
兒茶素的腸道通透性差也是限制其生物體內利用度的重要因素。兒茶素親水性強、缺乏吸收的特異性受體,其吸收位置主要在十二指腸,通過上皮細胞內的細胞旁和細胞間擴散兩種方式進行被動擴散吸收[22]。細胞研究顯示,兒茶素具有較低的表觀滲透系數,因為它們在被依賴于ATP 的蛋白質吸收后發(fā)生主動外流,外排轉運系統(tǒng)的組成部分P-糖蛋白(Permeability glycoprotein,P-gp)、多藥耐藥相關蛋白(Multidrug resistance-associated proteins,MRP)和乳腺癌耐藥蛋白(Breast cancer resistance protein,BCRP)廣泛存在于腸表面,大量的兒茶素及其代謝產物被上皮細胞中的ATP 轉運蛋白泵作為底物送回腸道內腔,導致較低的生物轉運率[23]。
腸道微生物群也在兒茶素在腸道的代謝中起著關鍵作用。研究表明膳食攝入90%~95%的多酚會直接到達結腸后被微生物降解,目前已被證實的腸道微生物催化酚類代謝及其分解途徑包括雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、乳桿菌屬(Lactobacillus)和擬桿菌屬(Bacteroides)等[24]。Gordon 等[25]使用豬盲腸體外模型模擬了微生物對最常見的黃酮-3-醇的降解,發(fā)現在厭氧生理條件下,EGCG 在4~8 h 內被豬腸道微生物完全代謝。同樣,另一項研究表明,用放射性同位素標記口服EGCG 治療大鼠,發(fā)現大鼠8 h后表現出最高的代謝率,表明EGCG 在吸收前被腸道微生物群代謝[26]。Takagaki 等[27]報道表明大鼠腸道細菌和細菌菌株可以將EGCG 水解成表沒食子兒茶素和沒食子酸。Catterall 等[28]研究了茶葉抗氧化劑(+)-兒茶素和(-)-表兒茶素在大鼠體內的生物利用度和藥代動力學特征,將這些化合物的氚化衍生物以相當于人類飲食攝入水平的劑量水平通過口服和靜脈注射兩種方式給大鼠,結果發(fā)現口服兒茶素3 h 后血液中氚與水中的氫發(fā)生交換,而大鼠靜脈注射后不發(fā)生這種交換現象,推測可能是腸道菌群微生物的作用。
由于兒茶素的生物利用率不高,為更好地發(fā)揮兒茶素對人體的有益作用,有人提議每天飲用8~16杯綠茶,然而過量食用兒茶素可能產生毒性效應[29]。為此,研究者們通常對兒茶素進行結構修飾,將兒茶素的基團甲基化、?;Ⅴセ蛘哌M行糖苷修飾來提高兒茶素的穩(wěn)定性,也有設計納米結構給藥系統(tǒng)將兒茶素包埋起來,減少外界因素的影響,提高其靶向性[30]。除此之外,日常攝入的各類食物在人體消化吸收的過程中也會與兒茶素發(fā)生相互作用,人體每日必需的膳食營養(yǎng)成分如碳水化合物、蛋白質、脂質等,都可能會與兒茶素產生協(xié)同作用,影響兒茶素的生物利用率[31]。膳食成分對兒茶素生物利用率的影響及機制見表1。
表1 膳食成分對兒茶素生物利用率的影響及機制Table 1 Mechanisms of dietary factors in improving the bioavailability of catechins
均衡營養(yǎng)膳食要求每天攝入碳水化合物的比例應在50%~60%左右,碳水化合物作為人體必需的營養(yǎng)成分,研究其對兒茶素生物利用率的作用有重要意義。膳食纖維是常見的一類非淀粉類多糖,可以與多酚物質通過共價作用或者非共價作用相互結合。目前已有大量研究證實了膳食纖維和多酚的相互作用能夠提高多酚的化學穩(wěn)定性,減少其在胃腸道中的釋放,保持其生物活性,提高其生物利用率[32]。
隋勇[33]將膳食纖維燕麥β-葡聚糖添加到荔枝果皮原花青素(Litchi pericarp proantho cyanidins,LPPC)中,發(fā)現血清中表兒茶素的吸收量提高了20%,尿液排泄量減少了47.62%,尿液中的酚酸代謝產物顯著增加,其機制可能是通過β-葡聚糖與LPPC 的相互作用改善腸道菌群、上調Ⅱ相代謝酶表達加速LPPC代謝轉化,實現LPPC 中兒茶素的生物利用率的提高,這也為原花青素和膳食纖維聯(lián)用改善高脂血癥提供新思路。碳水化合物還能增強轉運蛋白的活性,促進胃腸蠕動、分泌消化液。Serra 等[34]采用體外消化模型評價富含碳水化合物的食物對葡萄籽原花青素可消化性和生物利用率的影響,發(fā)現胃中兒茶素和表兒茶素的含量顯著增加,可消化性和生物利用率提升。
兒茶素會與唾液中富含脯氨酸的蛋白質作用生成沉淀,產生苦澀的味道??梢妰翰杷匾矔c食品中的蛋白質和機體中的消化酶發(fā)生相互作用,但受蛋白種類、分子結構、分子大小、活性基團、反應條件等的不同,對兒茶素生物利用率的影響存在差異[31,35]。
早期有研究牛奶蛋白與可可多酚的相互作用,在巧克力中添加牛奶蛋白質,發(fā)現受試者食用后對多酚類物質的吸收量并無差別[36]。還有在茶葉中添加牛奶的研究,有些甚至導致兒茶素的總回收率下降[37]。但之后也有研究發(fā)現了蛋白質與兒茶素的親和力,對于兒茶素在胃腸道中吸收的有利影響。
蛋白質會與多酚物質通過疏水相互作用或氫鍵接觸結合,形成穩(wěn)定的蛋白質-多酚復合物,其中β-酪蛋白對多酚的親和能力>α-酪蛋白>β-乳蛋白,蛋白對多酚的負載效率為30%~50%[38]。石萌[39]選用米糠作為兒茶素類的可食載體原料,制備了載有兒茶素類的脫脂米糠,其中蛋白質作為米糠負載兒茶素的主要成分,在吸附兒茶素、提高兒茶素負載量上發(fā)揮重要作用。體外消化實驗的結果表明脫脂米糠中兒茶素類的保留率是綠茶提取物的5 倍,顯著提升了兒茶素類化合物在腸液中的穩(wěn)定性。Qie 等[40]通過模擬體外消化,研究茶兒茶素、牛奶蛋白和消化酶之間的競爭性相互作用對蛋白質消化率、兒茶素生物可及度和抗氧化活性的影響。加入β-乳球蛋白(β-Lactoglobulin,β-Lg)后,EGCG、EGC 和EC 的生物可及度分別增加了252.6%、85.0%和37.0%,但添加β-酪蛋白(β-Casein,β-CN)卻只增加了EC 的生物可及度,而對EGCG 和EGC 的生物可及度產生負面影響??偟膩碚f,添加β-Lg 的兒茶素的生物利用度顯著高于添加β-CN 的兒茶素,可見兒茶素生物可及度和抗氧化活性的增加與兒茶素和蛋白質的結合親和力呈正相關。基于此,Ishii 等[41]研制出了一種新的EGCG 轉運蛋白即DTD 硫酸鹽轉運蛋白(DTDST),以爪蟾卵母細胞作為體外細胞模型,將微量注射DTDST cRNA 的卵母細胞與普通轉運蛋白組相對照,DTDST 轉運蛋白表現出較高的EGCG 攝取率。
一般來說,黃油等脂類物質的攝入并不能促進兒茶素的吸收。Molinar 等[42]研究高糖高脂膳食對攝入葡萄籽原花青素大鼠的影響,發(fā)現通過誘導肝臟代謝酶的活性,排泄物中的共軛兒茶素和共軛表兒茶素的含量顯著提升。Zhang 等[43]將黃油和兒茶素聯(lián)用,研究黃油對兒茶素在體內吸收代謝的影響,發(fā)現血漿中游離的兒茶素量大大降低,糞便和膽汁排泄物中兒茶素含量增加。但脂質具有親水和疏水活性的兩端,會形成脂質體或者膠束,將兒茶素等多酚小分子包埋在里面,延緩兒茶素在體內的釋放,在胃腸道消化中具有良好的穩(wěn)定性。Athmouni 等[44]通過制備兒茶素-磷脂復合物來提高兒茶素的生物利用度,構建的兒茶素-磷脂復合物對鎘金屬誘導的大鼠肝損傷起到保護作用。王力[45]比較了脂質體、類脂質體和膽鹽脂質體三種載體包埋EGCG 后對其胃腸道穩(wěn)定性和生物利用率的影響,模擬消化實驗結果顯示膽鹽脂質體經過胃腸道模擬消化后對EGCG 保留率為71.67%±4.05%,遠遠高于其他組。然后通過大鼠實驗進一步研究EGCG 的藥代動力學,發(fā)現膽鹽脂質體組將EGCG 的藥代動力學曲線下面積提高近兩倍,顯著延緩了EGCG 在體內的釋放。
除了上述主要的膳食成分外,益生菌、抗氧化劑、膳食多酚等膳食補充劑也會與兒茶素發(fā)生作用,提高兒茶素的生物利用度。Degrain 等[46]研究了不同乳酸菌株對非洲茄葉發(fā)酵過程中酚類化合物及其抗氧化活性的影響,其中植物乳桿菌發(fā)酵后沒食子酸、香草酸、兒茶素、槲皮素等多酚類化合物的含量大大增加,顯著提升了抗氧化活性。Peters 等[47]分別使用大鼠模型和Caco-2 人腸細胞培養(yǎng)模型做體內和體外實驗,研究了VC和蔗糖的添加對兒茶素生物利用度的影響。研究表明添加了VC和蔗糖組的ECG 和EGCG 的生物利用率分別是單一兒茶素組的2.5 倍和3 倍,其機制主要與VC和蔗糖對腸道吸收的增強有關。Xi 等[48]的研究發(fā)現檸檬汁可以提高兒茶素的生物利用度,他們以高脂飼料喂養(yǎng)的豬作為動物模型,評價抗氧化和降血脂作用。發(fā)現檸檬酸的加入顯著提高了血漿兒茶素水平,降低血漿中膽固醇和三酰甘油(TG)水平,有助于更好地發(fā)揮降血脂作用。姜黃素作為一種天然多酚物質,也具有抗氧化活性。湯琪[49]用卵磷脂改性高嶺石作為乳化穩(wěn)定劑,研究雙重(W/O/W)乳液對姜黃素和兒茶素的協(xié)同包封作用,結果姜黃素和兒茶素的包封效率達到94%~98%,比姜黃素或兒茶素單獨負載的乳液的包封效率提高約10%,有較好的協(xié)同抗氧化活性。
膳食多酚是指人體從膳食中獲得的多酚類化合物,主要為果蔬多酚、谷物多酚、中藥多酚等[50]。兒茶素作為茶多酚的一種,目前已有研究證實了兒茶素對人體健康的有益作用,兒茶素具有抗過敏、抗氧化、抗炎和抗菌活性,被廣泛應用于治療癌癥、心血管疾病、高血脂癥、糖尿病等領域[1]。由于兒茶素強的生物效應大都發(fā)生在接近毒性的劑量,因此研究者們通過調整膳食組成,使得兒茶素與其他膳食多酚組合發(fā)揮協(xié)同增效作用,開發(fā)了高效的組合療法。兒茶素與膳食多酚協(xié)同增效的應用及其機制,結果見表2。
表2 兒茶素與膳食多酚協(xié)同增效的應用及其機制Table 2 Synergistic application and mechanisms of catechins and dietary polyphenols
丙烯酰胺是一種致癌物質,主要存在于煎炸、焙烤等經過高溫加工的食品中。Zhao 等[51]探究黃烷-3-醇類化合物在抑制丙烯酰胺生成方面的協(xié)同抑制作用,當原花青素B2 和兒茶素濃度分別為0.6 和5.4 μg/mL 時,協(xié)同抑制率為70.11%,抑制效果達到最佳,與單獨添加相比大大減少用量,提高效率。亞硝酸鹽是典型的肉制品腌制劑,具有發(fā)色、抗氧化和抑制肉毒梭狀桿菌產生毒素的作用,但在肉制品加工過程中亞硝酸鹽的使用不當可能會產生有害物質亞硝胺,危害人體健康。基于此,Ren 等[52]探討了原花青素、兒茶素和沒食子酸三種多酚類化合物在模擬胃液條件下對亞硝化反應的影響。結果顯示原花青素、兒茶素和沒食子酸對亞硝酸鹽的清除率和亞硝胺合成的阻斷率隨著多酚含量和反應時間的增加而增加,三種多酚對亞硝化反應的抑制能力為兒茶素>原花青素>沒食子酸。然后通過比較復配后的聯(lián)合作用指數CI 和總IC50值,發(fā)現兒茶素和沒食子酸組對亞硝化反應有最強的抑制作用和協(xié)同作用,且在兒茶素與沒食子酸的比例為1:3 時,對亞硝酸鹽的清除效果和對亞硝胺合成的阻斷效果最好。Peng 等[53]同樣發(fā)現花椒中所含的兒茶素、蘆丁和羥基-α-桑醇會與辣椒素發(fā)生協(xié)同作用,增強抗氧化能力,提高亞硝酸鹽清除率。
喝茶有降脂減肥的功效,主要歸因于茶葉中含有的茶多酚以及兒茶素氧化聚合產物如茶黃素、茶紅素以及茶褐素等。越來越多的研究表明,兒茶素類化合物可以通過影響脂肪細胞、增加能量消耗、調節(jié)脂質代謝、改善腸道菌群等途徑來達到降脂減肥的作用[54]。Wang 等[55]從黑米和紅豆皮提取物中提取出花青素-3-O-葡萄糖苷(C3G)和兒茶素,將C3G 和兒茶素兩者聯(lián)用,降低了胰脂肪酶(PL)的IC50值,是有效的PL 抑制劑,通過分子對接模擬,發(fā)現其抑制機理是形成的C3G-兒茶素復合物使PL 的二級結構發(fā)生改變,這些多酚與PL 中的氨基酸殘基形成氫鍵并發(fā)生疏水相互作用,在未來C3G-兒茶素復合物可被用于開發(fā)預防肥胖的食品補充劑。
將膳食多酚應用于治療非酒精性脂肪肝病是目前新的研究方向,已有研究證實了兒茶素可降低患者的身體質量指數(BMI)、胰島素抵抗指數(HOMAIR)、TG 水平,所試患者耐受性良好[56]。楊哲[57]發(fā)現低劑量EGCG 和咖啡因對肥胖和非酒精性脂肪性肝病的改善具有協(xié)同作用,他根據綠茶的攝入方式,分為綠茶茶湯(GTI)組、煎煮液(GTD)組、含咖啡因茶多酚(CGTP)組、脫咖啡因茶多酚(DCGTP)組、綠茶提取物(GTE)組五組,結果表明GTC 組和CGTP組的療效優(yōu)于其他組,CGTP 組攝入的劑量更低、更安全。其作用機制與多酚對腸道菌群的調節(jié)相關,具體包括增加糞便中乙酸、丙酸和總短鏈脂肪酸(SCFAs)的含量;降低大鼠G 蛋白偶聯(lián)受體43(GPR 43)的表達;增加腸道中微生物膽汁鹽水解酶基因拷貝,促進未結合膽汁酸(BA)的產生;增加肝膽汁酸受體TGR5 表達等[58]。另有研究發(fā)現咖啡堿和兒茶素組合能夠抑制脂肪細胞增殖,其作用機制是通過調控3T3-L1 細胞分化過程中相關轉錄因子PPARγ2、C/EBPαmRNA 的表達降低FAS mRNA 的表達繼而降低FAS 蛋白的表達水平最后導致細胞內TG 的沉積減少??Х葔A、兒茶素與去甲腎上腺素的共同添加能夠提高HSL 蛋白的表達量,降低脂肪細胞內脂質的沉積,具有潛在預防肥胖的功能[59]。
膳食多酚可以預防和治療糖尿病,其作用機制可以分為兩類:一類是通過減慢糖類的消化吸收、保護胰島β細胞的依賴胰島素分泌的降糖途徑;另一類是通過抑制葡萄糖和果糖吸收、調節(jié)消化酶活性的非依賴胰島素降糖途徑[50]。EGCG 和槲皮素通常共存于可食用植物中,兩者組合能逆轉鏈脲佐菌素(STZ)誘導的細胞損傷并促進胰島素的分泌,其效果優(yōu)于單一化合物。從Micro RNA 的角度深入探究EGCG 和槲皮素的協(xié)同作用,發(fā)現EGCG 和槲皮素聯(lián)用上調BCL-2 的表達,導致miR-16-5p 的水平比單獨使用EGCG 或槲皮素更低,抵抗胰島細胞的調亡,結果表明EGCG 和槲皮素具有協(xié)同抗糖尿病作用[60]。袁傳勛等[61]探究了葛根提取物和茶多酚的協(xié)同輔助降血糖活性實驗,葛根提取物和茶多酚兩者單獨抑制α-葡萄糖苷酶時,半抑制濃度分別為1.000 與0.1159 μg/mL,在最佳的復配質量比為2:1 條件下,兩者的半抑制濃度分別降至0.1331 與0.06655 μg/mL,具有良好的協(xié)同效果,然后用Ⅱ型糖尿病小鼠模型進一步驗證了體內降血糖效果。Mechchate 等[62]研發(fā)了一種兒茶素、表兒茶素和蘆丁三者混合的新型抗糖尿病制劑,通過口服耐糖測試,當蘆丁和表兒茶素的比例為1:3 時,降糖效果最佳。
現階段致病微生物的抗生素耐藥性問題引發(fā)研究者們關注。Alqahtani 等[63]利用柱色譜法分離丙酮提取物,鑒定出10 種酚類活性成分。其中兒茶素和綠原酸作為最主要的化合物與四環(huán)素發(fā)生協(xié)同相互作用,顯著增強對蠟樣芽孢桿菌,金黃色葡萄球菌,綠膿桿菌,大腸桿菌,肺炎克雷伯菌和傷寒沙門氏菌等菌的抗菌作用,改善微生物的耐藥性。Bernal-Mercado 等[64]將兒茶素、原兒茶素和香草酸聯(lián)合作用替代抗生素,抑制泌尿致病性大腸桿菌(UPEC)粘附在硅膠導管表面,有效減少與硅膠導管相關的尿路感染。
除了抗菌作用,多酚的協(xié)同增效在抗炎方面也有大量應用。周毅等[65]探究了EGCG 和黃芩苷對小鼠牙周炎的作用效果及其機制,通過下調mTOR信號通路抑制巨噬細胞,協(xié)同作用效果優(yōu)于單一EGCG。Li 等[66]通過脂多糖(LPS)刺激巨噬細胞RAW 264.7 細胞來研究槲皮素和兒茶素的協(xié)同抗炎作用。結果顯示,槲皮素和兒茶素的聯(lián)合治療抑制了內毒素刺激引起的一些促炎因子的增加,包括一氧化氮、腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-1β、一氧化氮合酶和環(huán)氧合酶-2 等。此外,通過抑制NF-kappa B p65 和p50 的磷酸化以及ETS 結構域蛋白和c-Jun 氨基末端激酶的磷酸化,其對核因子-κB 的抑制作用顯著強于單獨使用槲皮素或兒茶素。這些結果表明槲皮素和兒茶素具有協(xié)同的抗炎作用,這可能與它們在抑制TLR4-MyD88 介導的NF-κB 和絲裂原活化蛋白激酶信號傳導途徑有關。
除上述列舉的功效之外,兒茶素與膳食多酚的協(xié)同增效作用還被應用于抗輻射、緩解動脈粥樣硬化疾病、抗衰老等領域。吳濤等[67]建立體外AHH-1 淋巴細胞輻射損傷模型,發(fā)現兒茶素、槲皮素和葡萄籽原花青素之間存在協(xié)同抗輻射作用。多酚類物質的攝入可以緩解冠狀動脈疾病,Norata 等[68]的研究表明兒茶素、咖啡酸和白藜蘆醇的混合物可以通過影響血管壁中炎癥細胞的募集和促炎性趨化因子的表達對小鼠動脈粥樣硬化和血管壁基因表達模式產生影響,顯著減少小鼠的動脈粥樣硬化。酪氨酸酶是調節(jié)黑色素合成途徑中的關鍵限速酶,其參與了各種生理代謝過程和疾病,如衰老、惡性癌癥以及神經變性等。多酚所含酚羥基的數量和位置是影響酪氨酸酶抑制活性的關鍵,當桑黃酮C(14 μg/mL)與L-表兒茶素(56 μg/mL)以4:1 的體積比混合時,酪氨酸酶抑制率達到最高[69]。
兒茶素的生物利用率低是導致體外和體內研究不一致的主要因素,胃腸道中的極端pH 條件以及相關消化酶和腸道菌群的作用是導致兒茶素不穩(wěn)定、發(fā)生降解聚合的因素。研究證實調整膳食組成、各類食物的配比是提高兒茶素生物利用率的一種有效途徑。此外,研究表明兒茶素與多酚類物質可以發(fā)揮協(xié)同增效作用,比單一多酚的添加用量低、治療效果更好。
盡管兒茶素的相關研究已有大量成果發(fā)表,但當前研究也存在以下不足之處。首先,多數研究僅考慮了單一的膳食成分對兒茶素生物利用率的影響,未能考慮在多種膳食因子的作用下會發(fā)生的變化,對此還需要進一步研究。另外大部分研究僅停留在體外胃腸道消化實驗和正常動物模型中,對于其在臨床和不同疾病模型的應用要繼續(xù)開展研究。除此之外,各類多酚間最大協(xié)同下的濃度配比還有待研究,不同多酚之間的相互作用機制也有待明確。兒茶素不但可以制成藥物用于臨床治療,也可以添加到食品原料中,提高食品的營養(yǎng)價值和保質期,但也要考慮兒茶素本身的澀味帶來的不良感官品質與風味的影響。