特定发酵食品中酚类物质的结构与基质命运：从加工诱导重塑到品质与功能

《Current Opinion in Food Science》：Structural and Matrix Fate of Phenolics in Selected Fermented Foods: From Processing-Induced Remodeling to Quality and Function

　　### 摘要发酵食品的风味、色泽和生物活性与酚类物质的组成、结构和转化密切相关。本综述聚焦于酚类物质的"结构命运"，系统考察了白酒、葡萄酒及后发酵茶中酚类物质的转化过程，从加工引发的释放或萃取、微生物或酶介导的结构重塑，到最终的保留、基质相互作用以及蒸馏过程中的选择性富集。发酵并非仅仅增加酚类物质的含量，而是通过释放、苷键水解、脱羧、还原、氧化和聚合等途径重塑酚类的组成与结构，从而改变食品的色泽、口感、香气以及抗氧化和抗炎活性。由于酚类物质的组成与活性受食品基质、微生物群落和发酵条件的共同塑造，未来研究应将原料来源、驱动因素、结构转化、基质相互作用、品质特性及生物活性整合起来，阐明酚类物质的演化过程如何决定最终的功能效果。---### 引言**引言**酚类物质是植物来源食品中广泛分布的次级代谢产物，是感官品质和生物活性的重要决定因素[1]，主要酚类类别汇总于图1。在酒精饮品和茶饮中，酚类物质对色泽、苦味、涩味和香气均有贡献，其抗氧化和抗炎活性也引起了广泛关注的关注[1**、2、3、4]。然而，酚类活性不仅取决于总含量，还与其化学结构和理化形态有关。游离态、结合态、糖苷态以及不同聚合度的酚类物质，在溶解性、稳定性、生物利用度以及与蛋白质、多糖和挥发性化合物的相互作用方面存在显著差异。因此，研究焦点正从"总酚含量"转向加工过程中酚类的结构、形态及分子命运，以此为基础理解其在食品中的功能。发酵及相关加工是推动酚类命运变化的关键阶段。微生物及其酶可通过酯键裂解和苷键水解释放结合态酚类物质，并进一步介导脱羧、还原、氧化、甲基化、去没食子酰化和聚合等反应。这些过程持续重塑酚类谱，并决定哪些结构能够在后续反应中继续参与[1]。重要的是，酚类物质在不同食品体系中遵循截然不同的轨迹。在白酒中，源自谷物的结合态酚类在固态发酵过程中被释放并经微生物转化，而蒸馏过程则选择性地将有足够挥发性的衍生物转移至最终酒体中[5]。在葡萄酒中，从葡萄组织中萃取的酚类物质保留在基质中，并在发酵和陈酿过程中持续发生结构转化和分子相互作用[6]。茶则代表了第三种体系，其中酚类物质要么通过内源酶氧化，要么通过微生物后发酵而重构[7]。结构命运指的是酚类物质的化学转化，而基质命运则描述其在饮品基质中随加工过程的行为。首先，经过重构的酚类物质可能被保留、去除或有选择性地转移至最终饮品中。其次，它们可能与蛋白质、多糖、色素及其他基质成分发生共价或非共价相互作用。第三，这些过程最终影响色泽、香气、口感和生物活性。因此，发酵不仅重塑了酚类的组成，还重塑了其基质相互作用和功能表达。本文针对性文献检索覆盖了Web of Science核心合集、Scopus、PubMed和CNKI中收录的最新研究，必要时辅以具有代表性和基础性的早期研究。据此，本综述比较了具有不同加工特征的三类代表性体系——蒸馏酒、非蒸馏发酵葡萄酒和发酵茶。沿"原料酚类池—释放与转化—加工选择或保留—基质相互作用—品质表达"这一连续过程，比较不同加工模式下酚类的结构命运，并将这些变化与色泽、香气、口感和生物活性联系起来。在此基础上，我们试图建立一个连接"加工与微生物驱动因素—结构转化—分子相互作用—品质与生物活性"的机制框架。---### 各章节摘要#### 蒸馏酒：以白酒为例白酒发酵中的酚类物质主要来源于高粱和小麦等植物原料以及大曲，包括阿魏酸和对香豆酸等羟基肉桂酸、黄酮类化合物及单宁相关化合物[8]。部分酚类物质以结合态存在于植物细胞壁中，其释放程度决定了可供后续微生物转化的底物池大小。大曲不仅是白酒固态发酵的主要微生物来源，其复杂……#### 茶叶加工与发酵过程中的酚类物质茶叶提供了一套区别于酒精饮品的酚类底物池。儿茶素是茶叶中最丰富且最具代表性的酚类物质，包括表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）和表儿茶素（EC），此外还有黄酮类化合物和各种酚酸[7]。这些天然酚类物质构成了后续加工的主要底物池。与酒精饮品不同，茶叶中酚类的转化主要不是由外源……#### 酚类—基质相互作用与品质效应发酵过程中的结构转化并非酚类功能发挥的终点。水解、氧化和聚合改变了分子结构，但所得产物随后可与复杂食品基质中的大分子发生相互作用，从而进一步调控感官特性和生物活性。经转化的酚类物质可通过氢键、疏水作用、π—π堆积和金属……与蛋白质、多糖、脂质、挥发性化合物及矿物质离子发生相互作用。#### 酚类物质的生物活性除了直接参与色泽、口感和香气的形成外，结构转化还可进一步重塑酚类的生物活性。酚类活性与羟基化程度、糖苷化、酯化及聚合状态密切相关，同时与其在食品基质中的理化形态有关。酚类物质可通过多种途径发挥作用，其中最为突出的是抗氧化机制、抗炎机制以及肠道微生物群落的调控。这些效应相互关联……#### 结论与展望本综述总结了发酵食品中酚类物质的结构命运、其与食品基质的相互作用，以及对品质和生物活性的影响（表1）。现有证据表明，发酵并非简单的酚类积累或降解过程，而是一个由微生物和内源酶驱动的动态重塑过程，涉及释放、水解、脱羧、还原、氧化和聚合等反应。不同发酵食品遵循……#### CRediT作者贡献声明**孙佳硕**：概念构思、初稿撰写、形式分析、可视化；**任一帆**：形式分析、审稿与编辑、可视化；**乔敏莎**：调查研究、审稿与编辑；**潘河勇**：资源提供、审稿与编辑；**郭学武**：概念构思、指导监督、项目管理、资金获取、审稿与编辑。#### 利益冲突声明作者声明，他们不存在已知的可能影响本文工作报道的利益冲突或财务关系。#### 致谢本工作得到国家自然科学基金[32572538]、四川省酿酒生物技术及应用重点实验室（NJ2024-02）、贵州省科技人才团队项目——省特色产业特色微生物资源应用[2023]029的资助。#### 参考文献及推荐阅读本综述期间发表的特别值得关注的论文标注如下：\* 特别重要\*\* 极为重要---孙佳硕 | 任一帆 | 乔敏莎 | 潘河勇 | 郭学武教育部工业发酵微生物重点实验室，天津市工业微生物重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300547，中国