摘要 茶多酚是一種新型的天然抗氧化劑，在食品加工、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。茶多酚的提取和應(yīng)用研究成為國內(nèi)外開發(fā)“綠色工程”的熱門課題之一。本文重點論述茶多酚的提取和應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 茶多酚，提取，天然抗氧化劑，食品添加劑，茶葉化學(xué)
extraction and application of tea polyphenol
gong changsheng
(department of chemical engineering,wuhan institute of chemical technology,430073)
abstract tea polyphenol,a new natural antioxidant,has important applications in food industry,medicaments and chemical products for daily use.its extraction and application,one of hot topics in developing green engineering at home and abroad,are discussed in detail in this article.
key words tea polyphenol,extraction,natural antioxidant,food additives,tea chemistry
茶葉作為中華民族的傳統(tǒng)保健飲料已有四五千年的歷史。開發(fā)茶葉的新用途，開展茶葉的綜合利用，尤其是利用低檔茶葉或茶葉加工的下腳料來生產(chǎn)高附加值的精細化學(xué)品，是一個具有重要意義的研究課題。60年代初，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)茶葉提取物中含有一種抗氧化活性成分，各國科學(xué)家相繼深入研究，證明它是一類多酚化合物，即茶多酚(tp)。
茶多酚不僅是一種新型的天然抗氧化劑［1］，還具有明顯的抗衰老、消除人體過剩的自由基，去脂減肥，降低血糖、血脂和膽固醇，預(yù)防心血管疾病，抑制腫瘤細胞等藥理功能，在食品加工、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用［2～4］。茶多酚的提取和應(yīng)用受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注［5～8］，開拓了茶葉化學(xué)研究的新領(lǐng)域，發(fā)展以農(nóng)副產(chǎn)物為原料的精細化學(xué)品，開發(fā)“綠色技術(shù)”，發(fā)展“綠色工程”已成為熱門課題。
1 茶多酚的組成和性質(zhì)
茶多酚是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱。為白色無定形粉末，易溶于水，可溶于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯，不溶于氯仿。綠茶中茶多酚的含量較高，占其質(zhì)量的15%～30%。茶多酚類物質(zhì)大致可分為6種［8］：黃烷醇類，4-羥基黃烷醇類，花色苷類，黃酮類，黃酮醇類和酚酸類。其中以黃烷醇類(主要是兒茶素類化合物)最為重要，占茶多酚總量的60%～80%。其次是黃酮類，其它酚類物質(zhì)含量比較少。
兒茶素類化合物是茶多酚的主要成分，其結(jié)構(gòu)式可表示為
若r1=oh，，則為左旋-表沒食子兒茶素沒食子酸酯(l-egcg)；
r1=oh，r2=h，則為左旋-表沒食子兒茶素(l-egc)；
r1=h，則為左旋-表兒茶素沒食子酸酯(l-ecg)；
r1=h，r2=h，則為左旋-表兒茶素(l-ec)。
兒茶素類化合物的基本結(jié)構(gòu)均為2-連(或鄰)苯酚基苯并吡喃衍生物，正是這種結(jié)構(gòu)中具有連或鄰苯酚基，作為抗氧化劑的活性就高于一般非酚類或單酚羥基類抗氧化劑。其等摩爾濃度的抗氧化能力依次為l-egcg＞l-egc＞l-ecg＞l-ec。從茶葉中提取的茶多酚抗氧化劑是這些兒茶素的混合物。其抗氧化性優(yōu)于丁基羥基茴香醚(bha)、二丁基羥基甲苯(bht)、叔丁基對苯二酚(tbhq)等。國內(nèi)外學(xué)者對茶多酚進行了急性毒性、亞急性毒性和各種藥理實驗研究，結(jié)果表明茶多酚安全無毒。
2 茶多酚的提取方法
2.1 有機溶劑萃取法［6，9，10］
溶劑萃取法提取茶多酚的工藝流程見圖1。首先將綠茶葉(或茶葉末)用熱水或85%乙醇溶液浸提3次，合并濾液。濾液經(jīng)真空濃縮，所得的濃縮液用氯仿萃取，脫除其中的咖啡堿和色素等，進而回收咖啡堿。水層用乙酸乙酯進行萃取，得到含有茶多酚的乙酸乙酯溶液。經(jīng)真空濃縮、干燥，得到茶多酚粗品，并回收乙酸乙酯溶劑。粗茶多酚經(jīng)過凝膠柱層析等精制提純，得到茶多酚精品。該法工藝技術(shù)比較簡單，對tp的提取率為10%～15%。但是有機溶劑用量多。溶劑回收設(shè)備及所消耗的能量比較大。
圖1 有機溶劑萃取法提取茶多酚工藝流程
2.2 離子沉淀提取法［11～13］
離子沉淀法提取茶多酚的工藝流程如圖2。將綠茶葉(或茶葉末)用熱水或乙醇溶液浸提，過濾。在濾液中加入沉淀劑使tp沉淀。不同沉淀劑使tp沉淀完全的最低ph值和tp的提取率見表1［13］。過濾，濾液用于提取咖啡堿。沉淀用稀h2so4轉(zhuǎn)溶，轉(zhuǎn)溶液用乙酸乙酯萃取，得到含tp的乙酸乙酯溶液。經(jīng)真空濃縮干燥得到茶多酚。該法的特點是減少了有機溶劑的使用量，所得產(chǎn)品中茶多酚含量較高，可達95%以上［11，13］。但是工藝操作控制比較嚴格，廢渣、廢液處理量較大。
表1 不同沉淀劑的提取率和沉淀最低ph值
沉淀劑 al3+ zn2+ fe3+ mg2+ ba2+ ca2+
最低ph值 5.1 5.6 6.6 7.1 7.6 8.5
提取率/% 10.5 10.4 8.8 8.1 7.4 7.0
注：表中數(shù)據(jù)為10次結(jié)果的平均值。
圖2 離子沉淀提取茶多酚工藝流程
2.3 吸附分離提取法［7，14］
吸附分離法提取茶多酚的工藝流程見圖3。將綠茶葉(或茶葉末)加熱水浸提3次，合并提取液。茶葉提取液通過高分子吸附劑進行吸附，然后用90%乙醇溶液洗脫，使吸附劑上吸附的tp脫附于乙醇中，經(jīng)減壓蒸餾回收乙醇。濃縮液經(jīng)真空干燥或噴霧干燥得到茶多酚。該法工藝技術(shù)簡單，能耗低，但需要對tp選擇性強的高吸附量的吸附劑。
此外，還有低溫純化酶提取法［7］，鹽析法［15］等。
3 茶多酚的用途
3.1 在食品加工中的應(yīng)用
茶多酚是一種新型的天然抗氧化劑，其抗氧化作用在于兒茶素分子結(jié)構(gòu)中酚性羥基特有供氫體的活性，能與脂肪酸在自動氧化過程中產(chǎn)生的游離基結(jié)合，中斷脂肪酸氧化的連鎖反應(yīng)，抑制氫過氧化物的形成，達到抗氧得鮮的目的。而且茶多酚的抗氧化性能比bha、bht高2～3倍，且安全無毒。一些國家正試圖用茶多酚替代bha、bht、tbhq等合成抗氧化劑。1991年7月我國食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會批準(zhǔn)將茶多酚正式列為食品添加劑。茶多酚可廣泛應(yīng)用于動植物油脂、油基食品、焙烤食品、糕點、乳制品、肉制品、水產(chǎn)品等作為抗氧保鮮劑。
圖3 吸附分離法提取茶多酚工藝流程
3.2 在醫(yī)藥保健中的應(yīng)用
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究認為，人體內(nèi)過量的自由基是引起人體衰老、致病、致癌的重要因素之一，而茶多酚能清除人體內(nèi)過剩的活性自由基，提高人體抗衰老、抗輻射、抗腫瘤的能力［3，4］。實驗表明，茶多酚中兒茶素類化合物對o-2、oh自由基的清除率達到98%以上，清除速率常數(shù)在109與1014數(shù)量級，對活細胞(pmn)產(chǎn)生的氧自由基的綜合清除效果優(yōu)于維生素e和維生素c［16］。茶多酚還有去脂減肥，降低膽固醇和血糖、血脂，防止動脈粥樣硬化，預(yù)防心血管疾病等多種藥理功能。因此，目前國內(nèi)外正研究將茶多酚制成醫(yī)療保健藥品，以提高人體的抗衰老、增強免疫能力和新陳代謝作用。
3.3 在日用化學(xué)品中的作用
由于茶多酚具有明顯的“三抗”(抗衰老、抗輻射、抗腫瘤)作用，消除過剩自由基、抑菌抗毒、消除異味等，而且是安全無毒的天然制成品，因此，在日用化學(xué)品尤其在保健化妝品中具有重要的應(yīng)用。
此外，利用茶多酚的強還原性和消除