茶多酚的功效、提取和应用前景X王　栋,康　健(新疆大学生命科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046)摘　要:介绍了茶多酚的一般特性和生理功效;探讨了茶多酚的有机溶液提取法,金属离子沉淀法和树脂吸附法三种较为广泛应用的提取方法,并涉及到超临界流体萃取这种正处于积极开发阶段的新型分离技术,及其微波提取技术和超声辅助提取法.茶多酚作为油脂食品的抗氧化剂、功能食品的添加剂以及在医药保健品和美容化妆品等方面得到越来越广泛的应用.关键词:茶多酚;提取;应用中图分类号:T S202.3 文献标识码:A 文章编号:1000-2839(2007)02-0217-05The Efficiency of Tea Polyphenol ,Extr action and the Application ProspectWA NG Dong ,KANG Jian(College of Lif e Science and T echnology ,Xinjiang University Urumqi ,X injiang ,830046,China )Abstr act :This text has int roduced the gener al char act erist ic of tea polyphenols and physiologica l efficiency.Has discussed three comprehensive applied solutions of t ea polyphenols extraction -the or ganic solution extr action process,t he deposition method of metal ion and resin adsor ption.And involve t he method of super cr it ical fluid to extract t ha t is being at t he positive phase of exploit ation t he new sepa ration technique.As well the met hod micr owave -assisted ext raction and t he super sound assist s the la w of drawing .The tea polyphenols takes fatfood the oxidation inhibitor ,additive of the food of function ,as well as in aspect and so on medicine healthy product and cosmet ology cosmetics obtains mor e and more wide application.Key wor ds :tea polyphenols;ext raction;applica tion1　概　述 茶多酚(tea polyphenols 简写TP)是形成茶叶品质的重要成分之一,是一类存在于茶叶中的多羟基酚性化合物的混合物,俗称茶单宁、茶鞣质.明朝李时珍在《本草纲目》中记载说:“茶苦而寒,最能降火,火为百病之因,火降则百病清也”.茶由古代的药到后来的饮料,现在又回归到药,是现代生物技术和现代医学科技的成果.茶多酚是从绿茶中提取出来的最主要、最精华、对人体最有益的成分,是由茶叶中的黄烷醇类、黄酮、黄酮醇类、花青素类、茶白素类和酚酸及缩酚酸类组成的化合物,主要成分是黄烷-3-醇衍生物,俗称儿茶素.它们的结构除酚及缩合酚类外,均具有a-苯基苯骈二氢吡喃(黄烷)为主体的C6-C3-C6基本碳架.所以说“其结构决定了茶多酚的性质及其作用”. 茶鲜叶中儿茶素含量占干物12%～24%,其中表没食子儿茶素、没食子酸酯最多,占儿茶素总量的50%左右.儿茶素溶液加热时或在酶、酸、碱的作用下,自身可氧化缩合成不同程度的缩合产物.在红茶制作中,儿茶素氧化缩合、聚合而成茶黄素类、茶红素类和双黄烷醇类等化合物.这些化合物对红茶汤色和滋味的形成极为重要.茶叶中含有的多酚类化合物具有很强的抗氧化作用,其主体成分为儿茶素,即表没食子儿茶素、没食子酸酯(ECCG )、表儿茶素(EC ).这些儿茶素类化合物由于其分子中富含酚性羟基可以有效地终止脂肪氧化的连锁反应,因此在油脂及其制品中添加儿茶素类物质,能够防止或延缓油脂的氧化酸败.从茶叶中提取的茶多酚,其抗氧化性能比人第24卷第2期新疆大学学报(自然科学版)Vol.24,No.22007年5月Journal of Xinjiang Univer sity(Natur al Science Edition)May,2006X 收稿日期:2006-05-17作者简介:王栋(1978-),男,2005级食品科学硕士研究生.通讯作者:康健,男,新疆大学生命科学与技术学院,副教授.218新疆大学学报(哲学・人文社会科学版)2007年工合成的抗氧化剂BHA(丁基羟基茴香醚)和BHT(丁基羟基甲苯)还要强得多,比维生素E的效果也要好.20世纪80年代末,人们对食品添加剂安全性更加重视,严禁使用有毒有害物质.近几年的研究发现,化学合成的抗氧化剂BHA和BHT可抑制人体呼吸酶的活性,还有可能是致癌物质.1979年美国T DA组织曾删去了BHT的认可使用.1982年日本也禁止了BHA的使用.因此,各国的食品专家和化学家都致力于寻找天然抗氧化剂,茶叶中多酚类物质的抗氧化活性引起了各方面的关注,日本、中国、韩国、美国、加拿大等国都开展了有关开发应用研究.茶多酚是目前发现和利用的天然无副作用和无毒性的抗氧化剂.2　功效及其应用2.1　食品油脂腐败变质是由于油脂中不饱和脂肪酸甘油脂与空气中氧气发生自动氧化反应,茶多酚有卓越的抗氧化性,能阻止和延缓不饱和脂肪酸的自动氧化分解,使油脂(猪油、菜油、大豆油、棕榈油、色拉油、油酸、亚油酸等)的贮存期延长一倍以上.茶多酚对肉类及其腌制品(如香肠、肉食罐头、腊肉等)有良好的保质效果,不仅具有抗氧化功效,还兼有阻止亚硝胺的形成,抑制率为20%～90%.对高脂肪糕点及乳制品如月饼、饼干、蛋糕及方便面、奶粉、奶酪、牛奶等,加入茶多酚不仅可保持其原有的风味,防止哈变(食油哈变主要是不饱和脂肪酸被氧化分解成低分子化合物所致)、酸败,延长保质期一倍以上,提高食品卫生标准,延长食品的销售期.在新鲜水果和蔬菜上喷洒低浓度(6×10-5l/mol)的茶多酚溶液,就可抑制细菌繁殖,保持水果、蔬菜原有的颜色,起到保鲜防腐的作用.在饮食方面,茶多酚不仅可配制果味茶、柠檬茶等饮料,还能抑制豆奶、汽水、果汁等饮料中V A、V C等多种维生素的降解破坏,从而保护饮料中的各种营养成分.随着高新技术的发展及绿色食品的兴起,茶多酚的应用、制备以及其中各种儿茶素的高纯度分离日益受到重视,其发展前景广阔.2.2　医药保健品大量的研究表明,茶多酚在活体外具有抗突变作用,能抑制啮齿类动物多种肿瘤的发生.茶多酚抗癌作用的机理主要源于其抗氧化和抑制具有促癌作用的酶的活性.此外,茶多酚还可提高机体免疫力,阻断致癌物形成的代谢途径,抑制肿瘤细胞DNA的生物合成.茶叶的保健功能,通过最近十几年的研究,已经确定对保健起主导作用的是儿茶素及其某些茶多酚类物质.这些物质在人体体内的生理生化过程中具备的代谢功能所形成的作用,奠定了对人体的保健功能.人体活动需要氧,同时在正常的情况下也不可避免地会产生自由基,这些自由基由于化学结构的原因,对人体的危害性很大,能促使细胞加速衰老或损坏细胞导致细胞发生突变,发生肿瘤等疾病.在一般情况下,人体本身固有的,没有被弱化的免疫功能能够有效地抵抗这类危害,但有时也需要借助于外界力量来消除这部分自由基,使自由基在体内处于平衡状态,保护细胞的正常代谢,防止因细胞突变而发生的癌症及其它疾病.茶多酚能有效地阻止自由基对生物大分子的损伤,防止细胞膜系统的脂质过氧化而导致膜结构和功能的破坏,因而具有延缓衰老的作用.肠道有益菌可调节免疫功能,促进消化、维持某些维生素的合成.茶多酚对肠道菌群有选择作用,即抑制有害菌和促进有益菌,能改善人体肠道菌群组成,维持微生态平衡,从而促进消化,增加肠道免疫功能.另外,茶多酚还能增强肠道的收缩和蠕动,加速胃排空,消除便秘.因此,茶多酚有“人体器官最佳清洁卫士”之称.茶多酚还能与细菌蛋白结合,使细菌的蛋白质凝固变性导致细菌死亡,进而达到消除炎症的目的.因此,服用茶多酚对治疗慢性结肠炎、大便稀烂、腹胀、单纯性腹泻等病有很好的疗效.研究表明,在复杂的癌变过程中,过量自由基起着重要作用,茶多酚具有很强的抗氧化活性和清除自由基的能力,其抗肿瘤功效表现在:茶多酚能够抑制肿瘤细胞DNA的复制,影响肿瘤细胞生长周期,并可抑制肿瘤细胞增殖,诱导癌细胞凋亡.此外,茶多酚对肿瘤放、化疗引起的白细胞、血小板减少有显著的提升作用.随着社会的发展,人们越来越多地受到X光、电脑、手机等越来越严重的低剂量长时间电磁辐射的危害.茶多酚通过直接竞争辐射能量及清除辐射产生的自由基以及修复造血干细胞和骨髓细胞,使损伤组织得到恢复来抵抗辐射危害.第二次世界大战中广岛原子弹爆炸的幸存者,不少人因为受到原子辐射,相继发生怪病并陆续死亡.但日本后来的调查发现,凡是长期坚持喝茶的幸存者存活率高,放射病轻.可见,为避免日常生活中无所不在的辐射损伤,服用茶多酚片是最直接、最明智的选择.茶多酚作为一种强抗氧化剂,对肝病、前列腺炎、过敏性鼻炎、慢性支气管炎、病毒性角膜炎、老年玻璃球体浑浊有明显疗效,还能有效减轻烟酒对身体的毒害.除此而外,茶多酚能与脂类结合并通过粪便将其排出体外,抑制脂质斑块的形成;同时它能促进血管内膜斑块中的胆固醇较多地逆向转运至肝脏,并在其中经代谢生成胆固酸排出体外,从而起到调节血脂、预防心脑血管疾病的作用.它能通过对血管紧张素转换酶的抑制,使其活性过程受阻,可有效地降低血压.茶多酚不仅可以降脂降压,而且对人体糖代谢障碍具有调节作用,从而有效地预防和治疗糖尿病及其并发症,是糖尿病患者的首选保健品.以茶多酚研究的药品—亿福林,已列为国家二级保护中药,被广泛应用.茶多酚副产咖啡因,能兴奋大脑皮层,提高工作效率,常用的制剂是安钠咖(苯甲酸咖啡因),为一种神经中枢兴奋药,可加强大脑皮层的兴奋过程,用于治疗神经衰弱和精神抑制.随着科技的进步,茶的功能不断被发现,现代医学和分子生物学已证明茶具有抗氧化、抗衰老、抗癌变、抗辐射、防腐保鲜、杀菌除臭等功能,原因是茶中含有多酚类物质.广泛深入地从分子、细胞、组织、器官等各个层次研究茶多酚的作用和作用机制,将是未来茶学和医学领域共同关注的问题.2.3　减肥轻身、美容健肤世界卫生组织研究认为,肥胖症是引发许多非传染性疾病的重要根源,它是脂肪细胞增大或(和)脂肪细胞增多的结果.茶多酚通过促进脂肪酸的代谢和脂肪水解以及通过抑制蔗糖酶、葡萄糖苷酶、A -淀粉酶的活性,减少碳水化合物的吸收来减肥.皮肤是机体的表层器官,由表皮、真皮、皮下组织共同组成保护屏障.首先,茶多酚能够阻挡紫外线和清除紫外线诱导的自由基,从而保护黑色素细胞的正常功能,抑制黑色素细胞的异常活动.其次,茶多酚可抑制酪氨酸酶和过氧化氢酶活性,从而减少黑色素分泌和阻止脂质过氧化,实现祛斑美颜.3　茶多酚的提取 从茶叶中提取抗氧化剂的方法,一般都是根据茶多酚的理化特性采用适当溶剂进行提取、分离,然后进行浓缩和干燥,制成茶多酚含量为35%～95%的制剂产品.有水溶性粉剂和液剂,也有脂溶性液剂.为了增强抗氧化效果,使用时往往添加增效剂.如加入一些螯合剂、柠檬酸、磷酸等.有时也可将几种抗氧化剂混合使用,如与抗坏血酸、维生素E 混用,提高效果.茶多酚提取方法主要有以下几种:3.1　溶液浸提法溶剂法是利用茶多酚在有机溶剂中的溶解度不同而提取茶多酚的一种方法.将茶叶用热水或乙醇浸渍,茶汁经真空浓缩后用氯仿萃取,除去其中的叶绿素和咖啡碱,再用乙酸乙酯进行萃取,将含茶多酚的乙酸乙酯真空回收,即可制得粗产品茶多酚,收率约为10%.中国农科院茶叶研究所于80年代最早开始用水或乙醇等溶剂提取茶多酚,可得到纯度为72%的粗品.有机溶剂萃取法的主要特点是提取工序比较简单,对茶多酚的提取率可达到10%～15%[1].但是由于浸提液中不但含有茶多酚,而且还含有茶色素、咖啡碱等杂质,因此,所得茶多酚纯度较低.要得到纯度较高的茶多酚还需反复精制,需要耗费大量的有机溶剂,并且要用到有一些毒性溶剂如CH C13.此外溶剂法提取茶多酚还存在提取周期长、高温下易使其发生氧化等弊端.针对这些问题,很多人对溶剂法提取茶多酚进行了改进,并取得了一定的效果.熊何建等采用独特的T 352复合溶液脱色、柠檬酸水溶液脱咖啡因的工艺技术,提取的茶多酚纯度可达到96.42%,其主要活性成分酯型儿茶素EGCG 的含量也有所提高[2].此外,提取液的pH 值和浓度对茶多酚的提取过程会产生一定的影响.图1　溶剂浸提法提取茶多酚过程示意图219第2期王栋,等:茶多酚的功效、提取和应用前景3.2　金属离子沉淀法沉淀法通常先用水溶液将茶多酚浸提出来,再利用茶多酚可与Bi 2+、Ca 2+、Ag +、Hg 2+、Sb 3+等金属离子产生络合沉淀的原理,通过离心分离、酸转溶和溶剂萃取等过程,得到纯度较高的茶多酚.向茶汁中投入氢氧化钙,使茶多酚沉淀,将过滤后的沉淀物用硫酸转溶,然后再用乙酸乙酯萃取即可获得产品.该工艺操作过程较复杂,其优点为有机溶剂用量少,能耗低,同时在沉淀、过滤和转溶过程中茶多酚损失较大,且产品在碱性条件下极易氧化,影响产品质量,需采取保护措施,设备较为复杂.葛宜掌等采用AlCl 3作为沉淀剂可使茶多酚含量达到99.5%,提取率达到10.5%[3].余兆祥等采用Zn 2+、Al 3+的复合沉淀剂,分别与Zn 2+、Al 3+单一沉淀剂进行比较,发现复合沉淀剂的提取率比单一沉淀剂高约1%.图2　金属离子沉淀法提取茶多酚的流程示意图3.3　树脂吸附法树脂法是利用树脂对茶多酚的选择吸附特性而进行茶多酚分离纯化的一种方法.我国用大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物的研究始于20世纪70年代中期,但应用于茶多酚的分离制备起步较晚.将热水浸渍后获得的茶汁通入离子交换树脂柱,当茶多酚吸附完毕后,用乙醇洗脱,然后将洗脱液真空浓缩回收即可得产品.该工艺提取茶多酚的路线简单,操作方便,能耗较低,操作条件温和,有效成分不会失活,产品得率高纯度好,尤其是整个过程中使用的有机溶剂主要是乙醇,它无毒,易回收,而且可连续生产,有利于大规模工业化生产.但树脂吸附法树脂用量大,且由于茶多酚被氧化,茶叶中的蛋白质、多糖等堵塞树脂空隙,造成树脂失活,树脂活化和再生较麻烦.产品纯度只有60%～90%左右,低于沉淀法.1994年徐向群等通过对4种离子交换树脂和16种吸附树脂的研究,证实国产92-2与92-3树脂对茶多酚具有较强的吸附能力和良好的解吸性能,其吸附率均为93%以上,解吸率为92%以上[4].图3　树脂吸附法提取茶多酚工艺流程示意图3.4　超临界流体萃取法超临界流体萃取是一种正处于积极开发阶段的新型分离技术,它是利用温度和压力略超过或接近临界的介于气体和液体之间的流体作为萃取剂,从固体或液体中萃取某种高沸点和热敏性成分,以达到分离和提纯的目的.由于其介质通常为无毒的二氧化碳,对产品没有毒,特别适用于医药,食品添加剂等产品的提取.图4　超临界流体萃取法提取茶多酚的工艺流程示意图 从已报道的研究结果来看,用超临界萃取法提取茶多酚目前尚有一定的技术障碍,主要表现为一次的提取率低,这可能与茶多酚在临界二氧化碳中的溶解度较低有关,同时还与其它的一些因素如萃取时间、流体的流速等有关.但是超临界流体萃取过程中茶多酚不被氧化,所得产品纯度很高,粗品只要经过简220新疆大学学报(哲学・人文社会科学版)2007年单精制即可达到95%以上的茶多酚,这是其它工艺所不能达到的.3.5　微波浸提法微波提取技术是通过偶极子旋转和离子传导两种方式内外同时加热,使细胞中有效成分溢出并扩散至溶液中.该法的特点是省时、高效、节能,可有效地保护原料中的活性成分.因此大大地减少茶多酚在高温下的氧化时间,提高了产品的品质与得率.汪兴平等以水为介质,对绿茶进行微波处理3min,浸提2次,茶多酚浸出率达到90.55%,其中儿茶素组成与用沸水提取0.5h 的结果相近[5].3.6　超声波浸提法超声辅助提取法是利用超声波的机械粉碎和空化作用,由于液体空穴的形成、增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力,使细胞破碎释放出胞内物.此工艺可以加速茶多酚等浸提物从茶叶向溶剂的扩散速率,缩短浸提时间,再采用与传统工艺相同的精制过程从浸提液中取得产品.郑尚珍等研究了超声波提取茶多酚的工艺条件,用pH1～2的80%乙醇溶液,超声处理40～60min,产品得率比常规溶剂提取法提高约30%[6].4　问题与展望 茶多酚的提取方法虽多,但目前应用较多的还是有机溶剂萃取法和金属离子沉淀法,所得产品具有潜在的毒害,因此需大力开发和推广高效、无毒、无污染的茶多酚提取新工艺.从已报道的文献看出,大多数工艺的茶多酚提取率在10%以下,而茶叶中的茶多酚的含量一般为20%～30%,高的达30%以上,可见提取率还是较低.因此,目前的这些生产工艺还有待进一步改进,如在浸提和精制过程中是否可以采取惰性介质保护,以避免茶多酚的氧化.此外,由于茶多酚的极性较强,脂溶性差,使其在食品中的应用受到一定的限制.过去常采用乳化技术增加其脂溶性,但乳化体系难以保持长期的稳定,而且对产品的澄清透明度有影响.茶多酚的进一步改性,以增强其抗氧化能力的持久性也是值得非常关注的研究课题.随着“绿色食品”的兴起,开发利用天然抗氧化剂已成为食品科学发展的当务之急.而茶多酚作为新型天然抗氧化剂和生物学功能调节剂已引起世界各国的广泛重视.我国在此方面的研究已处于世界领先水平,并确认了茶多酚天然抗氧化剂为我国食品添加剂之一.茶多酚从天然的抗氧化剂发展到今天作为多功能的添加剂乃至保健品,是源于人们对生活质量不断提高的要求,相信随着科学技术的不断发展还可以发现茶多酚的更多功能,而人们对其在数量及质量要求的不断提高,将不断促进茶多酚提取技术的发展以及扩展茶多酚的应用范围.参考文献:[1]王小梅,黄少烈.茶多酚的提取工艺研究[J ].广州化学,2001,29(4):27-29.[2]熊何建,胡慰望,谢笔钧.茶多酚分离制备的新工艺[J ].食品工业科技,1997,(6):32-34.[3]葛宜掌,金红.茶多酚提取新方法[J ].中草药,1994,25(3):124-125.[4]徐向群,陈瑞锋,王华夫.吸附茶多酚脂的筛选[J].茶叶科学,1995,15(2):137-140.[5]汪兴平,周志,张家年.微波对茶多酚浸出特性的影响研究[J].食品科学,2001.22(11):19-21.[6]郑尚珍,孟军才,王定勇.绿茶中茶多酚的提取工艺研究[J].西北师范大学学报(自然科学版)1996,32(3):40-42.责任编辑:周　蓉221第2期王栋,等:茶多酚的功效、提取和应用前景。