《Food Research International》:Structure-resolved tannin interactions in food systems: nutritional effects, digestion, and applications
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•单宁的行为取决于其类别、大小、取代基和氧化状态。•蛋白质、淀粉、矿物质和唾液的相互作用解释了食物效应。•抗营养作用和技术效应源于相同的化学机制。•应评估单宁 - 食物成分复合物的消化命运。•基于结构解析的分析可以调和实验室之间表面的差异。引言单宁是结构多样的食物多酚,而非单
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单宁的行为取决于其类别、大小、取代基和氧化状态。
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蛋白质、淀粉、矿物质和唾液的相互作用解释了食物效应。
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抗营养作用和技术效应源于相同的化学机制。
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应评估单宁 - 食物成分复合物的消化命运。
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基于结构解析的分析可以调和实验室之间表面的差异。
引言
单宁是结构多样的食物多酚,而非单一的化学类别。在本综述中,单宁一词主要指可水解单宁和缩合单宁(原花青素)。当没食子酰化黄烷 -3-醇(如表没食子儿茶素没食子酸酯)提供蛋白质结合或涩味的机制证据时,将其作为类似单宁的高亲和力多酚进行讨论,但它们不被视为可与聚合单宁互换。其他酚类物质,包括大豆异黄酮,仅作为基质成分或比较证据加以考虑。这种操作性区分是必要的,因为母体骨架、连接化学(Amarowicz & Janiak, 2019)、分子大小、取代模式、构象灵活性和氧化状态共同决定了食物成分的相互作用(Molnar et al., 2024)。因此,蛋白质络合、淀粉修饰、矿物螯合、口腔涩味和技术功能不能笼统地归因于“单宁”;它们源于在特定基质、浓度范围、pH 值和加工历史下运作的特定结构特征(Pizzi et al., 2024; Zayed et al., 2025)。
结构分辨率不足会对解释产生实际影响。基于特征不明确的提取物、如“缩合单宁”等宽泛标签或如鞣酸等单一模型化合物的研究,往往被推广到整个类别。这种做法掩盖了为什么名义上相似的实验会产生不同的蛋白质沉淀曲线、淀粉消化结果、矿生物可及性估计或感官反应。当研究实际上在单宁类别、聚合度指标、没食子酰化程度、基质组成、剂量、添加顺序或分析终点上存在差异时,这种做法也会助长虚假的矛盾。
近期的综述提供了单宁分类和膳食来源、用于减少抗营养效应的加工策略、营养保健品潜力、食品防腐和包装,或特定递送方法的有价值概述(Hoque et al., 2025; Molino, Lerma-Aguilera, et al., 2023)。然而,这些主题通常被视为平行主题,相同的结构特征并未一致地从天然单宁贯穿到食物成分结合、加工引起的再分布、营养或感官结果、技术用途和胃肠道转化。因此,本综述的附加值不仅仅在于更广泛的覆盖。它应用了一个通用的基于结构解析的框架——单宁类别、连接化学、聚合度指标和分布、没食子酰化或羟基化、构象灵活性和氧化状态——涵盖食品蛋白质、消化酶、淀粉、植物细胞壁多糖、矿物质、唾液成分、技术应用程序和消化。它还区分了游离、可溶性络合、沉淀或细胞壁结合以及转化单宁池,并将此框架转化为最低报告要求。这种整合使得表面上不一致的发现能够被调和为结构、基质、剂量、加工历史和分析终点存在特定差异的后果,而不是作为单宁具有普遍有益或有害效应的证据(Amarowicz & Pegg, 2024; Sharma et al., 2021)。
章节摘要
支配单宁在食品系统中相互作用的结构性特征
基于结构解析的解释始于分离那些经常被合并到“单宁”这一单一标签下的描述符。母体骨架和连接化学定义了分子可用的化学反应;聚合度指标和取代基决定了多价性和可及性;构象灵活性决定了适应结合表面的能力;氧化状态决定了相互作用是保持可逆还是进展到共价交联和
与食物成分的依赖结构相互作用
蛋白质、消化酶、淀粉、植物细胞壁多糖、矿物质和唾液成分将单宁结构转化为可测量的营养、感官和功能结果。以下小节区分了主要结合机制与对消化性、功能和口腔感知的下游影响。表 1 比较了食物成分的关键结构特征、主导机制、主要结果和分歧来源。
营养缺陷与结构选择性缓解
当单宁结构、剂量和基质有利于与蛋白质、酶、矿物质或口腔成分持久相互作用时,会产生营养和感官缺陷。缓解的目标应该是改变 responsible 相互作用状态,而不是不加区分地去除所有单宁。
单宁反应性的技术应用
技术应用依赖于四种共同的反应性:电子供体、金属配位、多价非共价结合和氧化 enabled 交联。每个应用都通过以下相同序列进行评估:化学上、功能益处、缺陷和设计规则。
游离单宁和单宁 - 食物复合物的胃肠道命运
消化命运取决于化学结构以及单宁进入胃肠道的状态。食物含有游离单宁、可溶性复合物、不溶性或沉淀复合物、细胞壁结合部分和加工衍生产品。因此,母体单宁浓度不是充分的暴露指标。应遵循这些池通过口腔、胃、肠道、细胞和结肠模型的相解析质量平衡。区分了三个证据水平
方法论要求与未来研究重点
许多表面的矛盾不仅反映了生物变异,还反映了结构表征、复合物制备、模型边界、组分回收和终点选择上的差异。未来的工作应采用使结果具有可比性并防止将损失误分类为降解或吸收的最低要求。
首先,单宁材料必须超越总含量进行表征。其次,复合物制备必须报告化学计量比和可溶性/不溶性
结论
当综合考虑单宁结构、基质组成、浓度、加工顺序、相互作用相和分析终点时,许多表面的矛盾可以得到调和。
未来的进展将较少依赖于扩展报告的单宁效应列表,而更多于在现实的食物基质和消化相中连接特定结构与特定相互作用状态。将基于结构解析的表征与特定相回收和匹配的跨模型
在文稿准备过程中生成式 AI 和 AI 辅助技术的声明
在本工作的准备过程中,作者使用 ChatGPT 协助手稿的语言润色、措辞优化和组织改进。使用此工具后,作者根据需要对内容进行了审阅和编辑,并对已发表文章的内容承担全部责任。
CRediT 作者贡献声明
丁玲: 写作 – 审阅与编辑。 屠浩宇: 调查。 郑静: 数据管理。 谢运东: 资金获取。
竞争利益声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这些利益或关系可能影响本文报告的工作。
致谢
本研究由 国家级大学生创新创业训练计划(编号。202410716037)资助,来自 陕西中医药大学,陕西中医药大学科技创新人才计划(2024-LJRC-04),以及 陕西省教育厅青年科技创新团队科研项目(编号。25JP047)。目录图由 BioRender 创建,图 5 由 Figdraw 创建。
丁玲 | 屠浩宇 | 郑静 | 谢运东