《Food Research International》：Regulation of 5-hydroxymethylfurfural formation and quality evaluation in liquid-state processed black garlic: The role of tea polyphenol monomers
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•外源茶多酚单体在维持液态加工黑蒜品质的同时抑制了5-HMF的形成。•EGCG表现出最强的抑制作用，将5-HMF的积累降低了17.3%。•茶多酚单体调节了风味特征，且未影响感官可接受性。•5-HMF的形成与黑蒜质量演变密切相关。引言黑蒜是一种深加工大蒜产品，由新鲜大蒜在受控的
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外源茶多酚单体在维持液态加工黑蒜品质的同时抑制了5-HMF的形成。
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EGCG表现出最强的抑制作用，将5-HMF的积累降低了17.3%。
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茶多酚单体调节了风味特征，且未影响感官可接受性。
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5-HMF的形成与黑蒜质量演变密切相关。
引言
黑蒜是一种深加工大蒜产品，由新鲜大蒜在受控的高温（60–90 °C）和高湿（80–90%）条件下经热处理加工而成。在热处理过程中，美拉德反应在将新鲜大蒜转化为具有黑色或深棕色色泽、愉悦的酸甜风味以及显著降低辛辣刺激性的产品方面发挥着核心作用，使其获得了消费者的广泛接受（Karishma等，2025）。与此同时，其化学成分也发生了深刻变化，包括还原糖、氨基酸、多酚、类黑精及其他抗氧化化合物的增加，这些变化有助于其已报道的生物功能，如抗氧化、抗炎和心脏保护作用（Lu等，2017）。因此，热诱导美拉德反应被认为是控制黑蒜质量开发和功能性成分形成的关键过程。近年来，液态加工因其更低的原料需求、更好的工艺可控性和更短的加工时间，作为传统固态加工的替代方法引起了越来越多的关注。液态加工涉及广泛的组织破坏，增强了还原糖和氨基化合物的释放和扩散，同时改善了传热和传质，从而为美拉德反应和热熟化创造了更有利的条件（Jia等，2025）。
然而，液态条件下增强的美拉德反应也可能导致5-羟甲基糠醛（5-HMF）的过度积累，该物质是通过己糖脱水途径和美拉德途径形成的关键中间体（Ríos-Ríos等，2021）。与传统固态加工类似，大蒜果聚糖被水解为果糖，果糖作为5-HMF形成的主要前体物。果糖可以直接脱水或参与美拉德反应，生成反应性α-二羰基中间体，随后转化为5-HMF（Shakoor等，2022）。先前的研究报告指出，黑蒜中的5-HMF含量可达5 mg/g，约为面包和蜂蜜中的100倍（Capar等，2022）。然而，大多数研究集中在固态加工上，液态加工黑蒜中5-HMF的背景水平和积累行为仍然知之甚少。Zhang等（2019）指出，液相模型体系中5-HMF的形成受加工条件的强烈影响，尤其是温度和加热时间，在长时间热处理过程中会逐步积累。尽管适量的5-HMF有助于赋予黑蒜特征性的色泽和焦糖风味，但过度积累与加剧的热降解、不良感官变化以及潜在的毒理学风险相关（Yuan等，2025）。从食品安全角度来看，5-HMF本身具有相对较低的急性毒性；然而，过量暴露可能引起细胞毒性效应，其反应性代谢物5-亚磺酸基甲基糠醛（5-SMF）已被报道具有遗传毒性潜力（Farag等，2020）。因此，开发有效的天然策略以抑制5-HMF的过度形成，同时保持液态加工黑蒜的优良品质，仍然是一项重要的挑战。
茶多酚，特别是儿茶素，是绿茶中的主要生物活性成分，由于其抗氧化和羰基捕获能力，作为美拉德反应衍生物的天然调节剂受到了广泛关注（Hu等，2021）。主要的儿茶素包括(?)-表儿茶素（EC）、(?)-表儿茶素没食子酸酯（ECG）、(?)-表没食子儿茶素（EGC）和(?)-表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）。先前的研究表明，茶多酚可以有效抑制模型体系和食品基质中5-HMF的形成。在黑蒜加工过程中，已证明EGCG能够减少5-HMF的积累（Lee等，2020），而在葡萄糖-天冬酰胺模型中，EC使5-HMF减少了高达72%，通过增加EC与5-HMF的摩尔比可进一步降低（Qi, Zhang, Wu等，2018）。此外，从茶渣中提取的茶多酚也有效抑制了饼干中5-HMF的形成（Ma等，2022）。这些发现表明，外源茶多酚是一种有前途的策略，可在不改变加工条件的情况下控制5-HMF的形成。然而，单个茶多酚单体在液态黑蒜加工过程中对5-HMF形成的比较效应尚不清楚。
本研究系统考察了茶多酚单体（EC、EGCG、EGC和ECG）对液态加工黑蒜中5-HMF形成的影响。此外，还评估了它们对化学成分、抗氧化能力和感官品质的影响，以阐明它们在调节黑蒜质量演变中的作用。研究结果有望为在控制5-HMF形成的同时提高黑蒜的品质和功能特性提供理论基础。
各节摘要
材料与试剂
新鲜大蒜（Allium sativum L.）购自中国山东省莱芜市。选择无机械损伤、无病虫害的大蒜球，在-2.5 °C条件下储存备用。EC、EGCG、EGC和ECG（纯度≥98%）购自上海源叶生物科技有限公司，而福林-酚试剂、DPPH（2,2-二苯基-1-苦基肼基）和ABTS[2,2'-偶氮-双(3-乙基苯并噻唑基-6-磺酸)]购自索莱宝生物科技公司
加工过程中添加的茶多酚单体的变化
如图1所示，添加的茶多酚单体在加工过程中含量急剧下降，18天后所有四种单体均无法检出。每种单体的初始浓度为1428 μg/g。其中，ECG的降解速率最快，在最初的48小时内降至19.19 μg/g，到第6天时几乎无法检出。相比之下，EC、EGCG和EGC表现出略高的热稳定性，分别在……之后保留在5.80、4.33和5.31 μg/g
结论
本研究系统比较了四种茶多酚单体（EC、EGCG、EGC和ECG）对液态加工黑蒜中5-HMF形成和质量演变的影响。所有单体均显著降低了5-HMF的积累，且未对黑蒜的理化性质、感官特征和抗氧化能力产生不利影响，其中EGCG的抑制效果最强（降低17.3%）。尽管外源茶多酚单体逐步……
生成式AI使用声明
作者在稿件准备过程中仅使用生成式AI工具进行语言改进和编辑辅助。作者对稿件内容、数据解释和最终版本承担全部责任。
CRediT作者贡献声明
阮孟飞：审阅与编辑、撰写初稿、方法学、调查研究、形式分析、数据整理、概念构思。赵猛：方法学、形式分析、数据整理。关翔宇：可视化、验证、监督指导。乔旭光：可视化、验证、监督指导、资源、项目管理。陆晓明：验证、监督指导、资源、项目管理、资金获取。
利益冲突声明
作者声明他们不存在可能影响本文报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国山东省重点研发计划（2024TZXD007）的支持。
阮孟飞|赵猛|关翔宇|乔旭光|陆晓明
