科普中國-茶多酚

茶多酚是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，為白色不定形粉末，易溶于水，可溶于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯，不溶于氯仿。綠茶中茶多酚含量較高，占其質(zhì)量的15%～30%，茶多酚的主要成分為：黃烷酮類，花色素類，黃酮醇類和花白素類和酚酸及縮酚酸類6類化合物。其中以黃烷酮類（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，其他酚類物質(zhì)含量比較少 。1

定義

茶多酚（Green Tea Polyphenols，簡寫為GTP）又名抗氧靈、維多酚、防哈靈，是茶葉中多羥基酚類化合物的復(fù)合物，由30 種以上的酚類物質(zhì)組成，其主體成分是兒茶素類化合物9，是茶葉中具有保健功能的主要化學(xué)成分 [2]。茶多酚具有抗氧化、防輻射、抗衰老、降血脂、降血糖、抑菌抑酶等多種生理活性。2

組成成分

茶多酚是決定茶葉色、香、味及功效的主要成分，占茶葉干重的20%～30%。茶多酚按主要化學(xué)成分分為兒茶素類、黃酮類、花青素類、酚酸類四大類物質(zhì)。其中尤以兒茶素含量最高，占茶多酚的60%-80%。兒茶素主要為表兒茶素（EC）、表沒食子兒茶素（EGC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）4種物質(zhì)。其中，沒食子兒茶素（GC）、表沒食子兒茶素（EGC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表兒茶素（EC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）5 種化合物是茶葉質(zhì)量控制的關(guān)鍵成分。34

理化性質(zhì)

純凈的茶多酚為白色無定形的結(jié)晶狀物質(zhì)，提取過程中由于少量茶多酚氧化聚合而呈現(xiàn)淡黃色至褐色，略帶茶香，有澀味；易溶于乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮等，微溶于油脂，不溶于苯及氯仿等有機溶劑；耐熱性較好，具有吸濕性，在pH值2～7穩(wěn)定，在光照或pH值 > 8的條件下易于氧化聚合，可與鐵離子生成綠黑色化合物。2

應(yīng)用

食品工業(yè)

抗氧化劑

由于茶多酚多為含有2個以上的鄰位羥基多元酚，具有較強的供氫能力，故是一種理想的抗氧化劑。4種主要兒茶素中，抗氧化能力表現(xiàn)為EGCG > EGC > ECG > EC。作為油脂食品的抗氧化劑，其具有優(yōu)異的抗氧化性能，效力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于人工合成抗氧化劑2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）和丁基羥基茴香醚（BHA）。茶多酚的抗氧化作用可應(yīng)用于肉制品加工、油脂儲藏及焙烤食品、乳制品、油炸食品的制作，也可用于各種飲料的配制。在冷凍鮮魚時，加入茶多酚抗氧化劑，可防止魚體脂肪的氧化。5

食品保鮮劑

茶多酚對自然界的近百種細(xì)菌均有抑制活性，顯示出抗菌的廣譜性，是良好的食品保鮮劑。茶多酚作為保鮮劑，能夠減緩采摘后的水果和蔬菜的生化活動，推遲其后熟期。另外，茶多酚配制的保鮮劑也可使各色糕點、乳酸飲料和畜牧產(chǎn)品深加工時不發(fā)生變色腐敗。6

食品保色劑

色素的氧化可使食物的顏色發(fā)生改變，茶多酚具有強還原性，可防止天然色素（如胡蘿卜素、葉綠素、紅花黃、維生素B2和胭脂紅等）受光氧化作用而褪色，對色素的穩(wěn)定有一定的功效。2

食品除臭劑

口臭主要由揮發(fā)性含硫化合物和含氮化合物所致，其中硫化氫、甲硫醇等硫化物氣味最重。含有茶多酚的口香糖比一般口香糖的消臭力高10倍。對生理性口臭，口嚼3 min可見效。另外，以0.1%綠茶提取物加入酒及飲料中，即可開發(fā)成具有去口臭功能的酒和飲料，這種酒及飲料同樣對甲硫醇等引起的口臭有明顯的消臭效果。2

日用品

茶多酚作為化妝品和日用品的優(yōu)良添加劑，有以下幾點顯著效果：有很強的抗菌作用（包括皮膚病菌和口腔病菌）和抑制氧化酶作用（如酪氨酸酶、突變鏈球菌的葡萄糖轉(zhuǎn)移酶、烏氨酸脫羧酶，脂氧化酶等），它可防治皮膚病、皮膚過敏癥、去皮膚色素和防皺、防齲牙、齒斑、牙周炎和口臭等。同時，它可以防止太陽光線對皮膚的傷害，另外，還可以消除口臭。因此，茶多酚可以在化妝品和日用品上作為抗氧劑、保質(zhì)劑、防皺劑、皮膚增白劑、防輻射劑、防曬劑及特殊化妝品添加劑等，以及用于日用化妝品上，如浴皂、浴液、洗發(fā)劑、洗滌劑、牙膏、牙粉、漱口劑、防口臭劑等，增加這些產(chǎn)品的功能。5

醫(yī)藥領(lǐng)域

茶多酚可以降血壓、抗凝血、降血脂肥胖、防治動脈硬化和血栓形成、降血糖、防治糖尿病、殺菌抗病毒，也可以防治胃腸道、呼吸道、流感等疾病，防治肝炎、抗衰老和增強免疫機能，有健齒、防治牙周炎、防齲齒、消臭解毒等多種療效。6

抗氧化

茶多酚是一種優(yōu)良的天然抗氧化劑，具有顯著的抗氧化作用，可消除人體內(nèi)產(chǎn)生過多的自由基，保護細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，減緩人體衰老，延長人體壽命。其抗氧化性與各組份之間的協(xié)同作用密切相關(guān)，最佳組合為EGCG（表沒食子兒茶素沒食子酸酯）:ECG（表兒茶素沒食子酸酯）:EGC（表沒食子兒茶素）:EC（表兒茶索）=5:2:2:1。[7]而且茶多酚和其他抗氧化劑也存在協(xié)同作用，如VC、VE、類胡蘿卜素及谷胱甘肽等。這些協(xié)同作用增強了茶多酚的抗氧化效果。大量的實驗研究表明，茶多酚具有的抗腫瘤、抗衰老和調(diào)血脂等多種藥理活性都與茶多酚的抗氧化特性有著密切的關(guān)系。

調(diào)血脂

茶多酚能較全面的調(diào)整血脂尤其是降低血清TG（甘油三脂）、TC（總膽固醇）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）的含量，升高高密度脂蛋白。另外茶多酚是低密度脂蛋白氧化的強抑制劑，能有效地抑制LDL的氧化修飾，對動脈粥樣硬化形成的影響因素有一定的抑制作用。

抗病毒、抗菌

茶多酚作為一種廣譜、強效、低毒的抗菌藥已被世界上許多國家的學(xué)者所公認(rèn)。在眾多的抗菌試驗中，人們發(fā)現(xiàn)它對普通變形桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、變形鏈球菌、肉毒桿菌、乳酸桿菌、霍亂弧菌和口腔變鏈菌等許多致病菌，尤其是對腸道致病菌具有不同程度的抑制和殺傷作用。同時它還能有效地防止耐抗生素的葡萄球菌感染，對于溶血素也具有抑制活性。此外，茶多酚對能引起人體皮膚病的病原真菌，如頭部白癬、斑狀水泡白癬、汗?fàn)钆莅装_和頑癬等寄生性真菌也具有很強的抑制作用。茶多酚還可以對腸道內(nèi)的有益菌起著保護作用。

抗腫瘤

茶多酚在體外表現(xiàn)為抗突變作用，能抑制嚙齒類動物由致癌物引發(fā)的皮膚、肺、前胃、食道、胰腺、前列腺、十二指腸、結(jié)腸和直腸腫瘤等。茶多酚抑制腫瘤的機制主要有以下幾種：抗氧化、清除自由基；阻斷致癌物的形成和抑制體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化。茶多酚能阻斷具有強致癌作用的亞硝基化合物在體內(nèi)的合成，進(jìn)一步抑制亞硝基胺類化合物的致癌作用；抑制具有促癌作用的酶的活性，如抑制端粒酶的活性而實現(xiàn)其抗癌活性；提高機體免疫力；對腫瘤細(xì)胞多藥耐藥性的逆轉(zhuǎn)作用；對PT孔道（線粒體通透性改變孔道）開放的影響。推測茶多酚可能直接作用于PT孔道的蛋白質(zhì)組份，從而調(diào)控線粒體通透改變孔道的開放，保護線粒體免遭破壞；抑制腫瘤細(xì)胞DNA的生物合成。茶多酚在腫瘤細(xì)胞中可誘使DNA雙帶斷裂，表現(xiàn)出茶多酚濃度和DNA雙帶斷裂程度之間的正相關(guān)關(guān)系。因而可抑制腫瘤細(xì)胞DNA的合成，進(jìn)一步抑制腫瘤的生長和增殖。6

神經(jīng)保護作用

茶多酚能夠通過血腦屏障，清除自由基和活性氧(ROS)、螯合金屬離子、調(diào)控多種信號通路、提高神經(jīng)元存活率，從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。茶多酚的抗氧化活性不是其神經(jīng)保護作用的唯一機制，它還可以通過調(diào)節(jié)信號通路(例如MAPK、PKC和Akt／P13K等)發(fā)揮神經(jīng)保護作用。茶多酚與各種信號通路相互作用，可以增加神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白和神經(jīng)保護蛋白的表達(dá)，并增加不同類型神經(jīng)元的數(shù)量，從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。茶多酚的生物學(xué)效應(yīng)符合阿爾茲海默病和帕金森病的藥物治療的策略，故茶多酚對于阿爾茲海默病和帕金森病的治療具有重要意義，在神經(jīng)退行性疾病的防治中具有良好的應(yīng)用前景。7

其他作用

茶多酚對皮膚具有獨特的保護和治療作用，能有效的防止紫外線對皮膚的損傷，還有防衰去皺、清除褐斑、預(yù)防粉刺、防止水腫和抗過敏等作用。此外茶多酚還具有改善慢性腎功能衰竭和腎小球腎炎的作用，以及調(diào)節(jié)免疫的作用 。6

水產(chǎn)養(yǎng)殖

由于茶多酚具有良好的抗氧化、殺菌抗病毒、消炎降脂等功效,其在水產(chǎn)動物養(yǎng)殖及加工研究中的應(yīng)用也日益增多,并表現(xiàn)出較好的免疫促進(jìn)、促生長、改善肉質(zhì)及保鮮作用。茶多酚可提高草魚肌肉中ATP含量,而ATP含量的上升可以增加宰后肌肉中5′-IMP的含量。因此，茶多酚可能會提高草魚肌肉中5′-IMP 含量，從而改善魚肉風(fēng)味。同時，茶多酚作為一種良好的天然抗氧化劑，能夠有效抑制細(xì)菌繁殖，以及揮發(fā)性三甲胺等物質(zhì)的產(chǎn)生，防止脂質(zhì)氧化，從而延長魚肉產(chǎn)品保鮮期。8

提取工藝

有機溶劑萃取法

這是使用最廣泛的方法之一。其原理是利用茶葉中不同化合物在不同溶劑中的溶解度差異進(jìn)行提取分離。該法比較簡單，對茶多酚的提取率為10%～15%。工藝流程：茶葉→沸水浸提→過濾→濾液→氯仿萃取→乙酸乙酯萃取→濃縮干燥→粗GTP；或者用乙醇、丙醇、甲苯等直接萃取，但效果不是很好，且步驟繁瑣。

該工藝大多存在如下缺點：整個生產(chǎn)過程中要用到多種有機溶劑，且有機溶劑的用量大；工序多，工藝繁瑣復(fù)雜，需多次蒸餾，加熱時間過長，茶多酚易氧化；大多使用了氯仿等有一定毒性的溶劑，產(chǎn)品及操作不夠安全；生產(chǎn)成本偏高。

離子沉淀提取法

該方法主要是利用有些金屬離子能夠沉淀茶多酚而使其與咖啡堿分離。該法的特點是：茶葉經(jīng)熱水浸提后，加入沉淀劑即可得茶多酚與金屬離子的結(jié)晶性沉淀物，不必濃縮浸提液，可在一定程度上降低能耗，同時由于這些沉淀的選擇性較高，產(chǎn)品的純度相對較好可達(dá)85%以上，但在其后的稀酸轉(zhuǎn)溶過程中茶多酚損失較大，而且沉淀劑有的是有一定毒性的金屬離子，有的偏堿性易造成茶多酚的氧化。因此在產(chǎn)品的純度、收率、成本及安全性上仍不是完全令人滿意。

工藝流程：茶葉→沸水浸提→過濾→濾液→沉淀劑沉淀→轉(zhuǎn)溶→萃取→濃縮干燥→粗GTP。

吸附分離提取法

將綠茶葉末加熱水浸提3次，合并提取液。茶葉提取液通過高分子吸附劑進(jìn)行吸附，然后用95%乙醇溶液洗脫，使吸附劑上吸附的GTP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GTP選擇性強的高吸附量的吸附劑。

工藝流程：茶葉→沸水浸提→過濾→濾液→樹脂→洗脫液→濃縮干燥→GTP。

超臨界流體萃取

超臨界流體萃取（SFE）是一種的新型分離技術(shù)，它是利用溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度和臨界壓力介于氣體和液體之間的流體作為萃取劑，從固體或液體中萃取某種高沸點和熱敏性成分、以達(dá)到分離和提純的目的。由于其介質(zhì)通常為無毒的二氧化碳，對產(chǎn)品沒有毒，特別適合于醫(yī)藥、食品添加劑等產(chǎn)品的提取。與一般的萃取分離技術(shù)相比，超臨界流體萃取技術(shù)具有優(yōu)良的傳遞性能，較強的滲透力，良好的選擇性，對有機物溶解度大，萃取率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，操作條件溫和，特別適用于分離熱敏性物質(zhì)等優(yōu)點。

工藝流程：茶葉末經(jīng)SFE萃取→茶多酚粗品→純化→純度高的GTP。

超聲波浸提法

超聲波浸提法利用超聲波的機械破碎和空化作用，加速茶多酚等浸提物從茶葉向溶劑的擴散速率，縮短浸提時間，浸提液采用與傳統(tǒng)工藝相同處理精制過程取得產(chǎn)品。從已報道的研究結(jié)果可見，在超聲波輻射作用下，浸提不超過一小時的效果可與傳統(tǒng)浸提數(shù)小時的效果相比。傳統(tǒng)工藝浸提不論是用水或有機溶劑，都時間較長，在濕度較高的情況下茶多酚容易發(fā)生氧化，品質(zhì)降低，收率減小；超聲波浸提的最大優(yōu)點就是浸提所需的時間短，因此避免了長時間處于高溫下茶多酚的氧化，收率和產(chǎn)品質(zhì)量都較傳統(tǒng)方法高。

微波浸提法

微波浸提法是最近幾年剛開始的一種新方法，基本原理是利用在微波場中分子發(fā)生高頻的運動，擴散速率增大，因此茶多酚等浸提物在微波的輻射作用下可快速浸取出來。利用微波輔助浸提，一般一次只要數(shù)分鐘的時間即可達(dá)到傳統(tǒng)浸提數(shù)小時的效果。因此大大的減少了茶多酚長時間在高溫下的氧化，提高產(chǎn)品的品質(zhì)與收率。微波技術(shù)應(yīng)用于茶多酚的提取具有短時、高效、節(jié)能等優(yōu)點。微波結(jié)合水浴提取，不僅茶多酚浸出率高，優(yōu)于乙醇、水提取，而且降低了成本和減少了污染。1