茶多酚提取純化及其功能特性研究進展

包蓉 谷欣瑩 陳佳

摘 要：茶多酚（tea polyphenol）是從茶葉中提取的一種新型天然抗氧化劑，無副作用、無毒性，具有抗氧化、抗腫瘤、抗輻射、降血糖、降血脂、提高機體免疫力等藥理和保健功能。該文對茶多酚的提取純化及其功能特性進行了綜述，介紹了茶多酚的多種提取純化方法和工藝特點，為其進一步開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

關鍵詞：茶多酚；提取純化；功能特性；研究

中圖分類號 TQ914.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）010-0109-03

茶多酚是茶葉中多羥基酚類化合物的混合物，俗稱茶單寧、茶鞣質，占茶葉干質量的18%～36%[1]。自發(fā)現(xiàn)化學合成的抗氧劑BHA、BHT、TBHQ等對人體健康有潛在危害后，茶多酚作為一種新型無副作用、無毒性的抗氧化劑受到了國內外的空前關注。本文綜述了茶多酚的提取純化以及功能特性，旨在為其工業(yè)化生產(chǎn)和應用發(fā)展提供參考。

1 茶多酚簡介

茶多酚為淡黃色至茶褐色略帶茶香的水溶液、粉狀固體或結晶，味澀，易溶于水及甲醇、乙醇、乙酸乙酯等有機溶劑，微溶于油脂，不溶于苯、氯仿、石油醚。茶多酚具有吸濕性、耐熱性及耐酸性好的特點，在pH2～7范圍內均十分穩(wěn)定，光照或pH大于8時不穩(wěn)定，易氧化褐變生成紅褐色化合物[2]，遇到鐵離子生成黑色化合物。

茶多酚是一種稠環(huán)芳香烴，依照其結構不同主要分為以下4大類：兒茶素類（黃烷醇類，約占茶多酚總量60%～80%，主要由EGC、DLC、EC、EGCG、GCG、ECG等幾種單體組成）、花青素類、黃酮及黃酮醇類、酚酸類和縮酚酸類[3]。茶多酚多為含有2個以上的鄰位羥基多元酚，供氫能力強，具有較強的抗氧化能力。除了抗氧化外，茶多酚還具有抗腫瘤、抗輻射、降血糖、降血脂、提高機體免疫力等多種藥理和保健功能，被廣泛用于食品、醫(yī)藥、日用化工、輕工業(yè)等多個領域，具有重要的實際意義和廣闊的應用前景。

2 茶多酚的提取純化

20世紀80年代初，我國開始了茶多酚的提取和利用。傳統(tǒng)的提取純化方式為有機溶劑浸提和金屬鹽沉淀法，隨著科學技術的不斷進步，超臨界流體萃取法、超聲波提取法、微波提取法、樹脂吸附分離法、膜滲透分離法等新技術因其高效、節(jié)能、省時的優(yōu)點逐漸應用于茶多酚類化合物的提取與純化。

2.1 有機溶劑萃取法 它是根據(jù)茶多酚在不同溶劑（水、醇類、醚類、酮類、酯類等）中的溶解性，利用相似相溶原理，從茶葉中提取茶多酚的一種方式。一般分為熱水或乙醇粗提、乙酸乙酯萃取、真空濃縮3個步驟，通過此方法得到的就是粗產(chǎn)品茶多酚。有機溶劑法的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠；缺點是提取率低，除雜工序繁多復雜，某些有機溶劑回收困難，有毒、易燃，不利于安全生產(chǎn)。

2.2 金屬鹽沉淀法[4-7] 金屬鹽沉淀法是利用茶多酚在一定條件下可以和某些金屬離子產(chǎn)生絡合形成沉淀的性質，通過離心分離、酸轉溶等、萃取流程來富集提取茶多酚。沉淀法的優(yōu)點是安全生產(chǎn)性好，能耗與成本低，純度高；缺點是易氧化，工藝操作控制較嚴格，廢渣、廢液處理量大。

2.3 超臨界流體萃取法 超臨界流體萃取法是將傳統(tǒng)的蒸餾和有機溶劑萃取相結合，利用溫度和壓力超過或者接近臨界的介于氣體和液體之間的流體為萃取劑，將基質和萃取物有效分離、提取和純化。王朝瑾等[8]研究了超臨界二氧化碳萃取綠茶茶葉中茶多酚的可行性以及最佳工藝條件。超臨界流體萃取法的優(yōu)點是對有機物溶解度大，萃取率高，不污染環(huán)境，工序簡單，產(chǎn)品無毒，適合醫(yī)藥與食品添加劑的提；缺點是一次性投入成本大，產(chǎn)品收率低。

2.4 微波提取法 微波法提取茶多酚是使用合適的溶劑在微波場中通過內外加熱和分子的高頻運動，增加分子的擴散速度，使茶多酚等物質浸提出來[9]。汪興平等[10]用水作為介質，微波處理3min，浸提2次綠茶，茶多酚浸提率達到90.55%。微波提取法的優(yōu)點是省時、高效、節(jié)能，提取率高，產(chǎn)品安全，無污染。

2.5 超聲波提取法 超聲波提取法是利用超聲波的機械粉碎和空化作用產(chǎn)生的沖擊波和剪切力促使細胞破碎，加速浸提物的擴散，縮短浸提時間，增加有效成分溶出。宋傳奎等[11]通過實驗確定了超聲波輔助提取茶多酚的最佳工藝參數(shù)，而在此工藝下，茶多酚提取率最高可達21.78%，較傳統(tǒng)乙醇浸提方法提取時間縮短，且提取率提高了8.56%。超聲波提取法的優(yōu)點是提取時間短，回收率高，提取率高，安全性好，具有良好的工業(yè)推廣價值；缺點是一次性投入成本高。

2.6 樹脂吸附分離法 樹脂吸附分離法的程序為提取液→通過大孔樹脂吸附上有效成分的樹脂→洗脫液→回收溶液→藥液→干燥→半成品。根據(jù)樹脂類型的不同分為吸附柱分離法、凝膠柱分離法和離子交換柱分離法。黃阿根等[12]通過實驗比較不同樹脂對茶樹花多酚分離純化效果，確定了HZ-806大孔樹脂分離茶樹花多酚的工藝參數(shù)，在此工藝下茶樹花多酚純度從19.43%提高到84.32%。樹脂吸附分離法的優(yōu)點是工藝簡單、能效低，提取劑乙醇回收方便無毒無污染，操作溫和。缺點是柱填料用量大、價格貴，易失活、壽命短；大規(guī)模連續(xù)性生產(chǎn)的設備缺乏，只適合于小量生產(chǎn)。

2.7 膜滲透分離法[13] 膜滲透分離法是以選擇性透過膜為分離介質，利用膜兩側的電位差、濃度差或壓力，使溶劑通過膜，實現(xiàn)組分的分離。膜滲透分離法的優(yōu)點是工藝簡單，不破壞茶多酚，不污染環(huán)境；缺點是產(chǎn)品純度低，膜價格高，過濾速度慢。

3 茶多酚的功能特性和應用現(xiàn)狀

3.1 在醫(yī)藥保健上的應用

3.1.1 抑制心血管疾病 綠茶及其主要構成成分兒茶素通過清除自由基，可以減少脂褐素在血管壁上的沉淀以及，在皮膚上的沉淀，從而減少動脈硬化、高血壓、心肌梗塞等病和延緩人體的衰老[14]。此外，研究表明綠茶提取物能顯著降低脂肪、收縮壓（SBP）、低密度脂蛋白（LDL）的含量[15]。

3.1.2 抗腫瘤 國內外研究結果證實茶多酚具有抑制癌細胞抗腫瘤作用，能有效預防和治療皮膚癌、肺癌、腸癌、前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌和白血病等。它的抗腫瘤機制主要表現(xiàn)在以下5個方面[16]：抗氧化作用；對致癌過程中關鍵酶的調控；阻斷信息傳遞；抗血管形成；細胞凋亡作用。

3.1.3 抗輻射 茶多酚及其氧化產(chǎn)物可以吸收放射性物質，有效緩解和減輕射線以及放射治療和化療藥物對人體免疫系統(tǒng)的抑制作用。Peng等研究結果表明，茶多酚能夠抗輻射，保護受輻射損傷的頜下腺腺上皮細胞。郭紹來等的研究也證明了茶多酚具有明顯緩解輻射所造成的造血功能損傷和抗氧化作用。

3.1.4 抗氧化 人體活動不可避免的會產(chǎn)生自由基，這些自由基會促進細胞加速衰老或破壞細胞，導致一系列的疾病產(chǎn)生。茶多酚自身獨特的結構提供了活潑的氫，可以和自由基反應生成酚氧自由基，從而滅活自由基，具有較強的抗氧化性。

3.1.5 抗菌、抗病毒 茶多酚通過提高人體免疫球蛋白并使其維持在高水平，刺激抗體活性的變化，從而提高人體的免疫力，間接實現(xiàn)抑制或殺滅各種病原體、病菌和病毒。此外，茶多酚能抵抗流感病毒、輪狀病毒和牛冠狀病毒、人免疫缺陷病毒（HIV）、腺病毒、EB病毒和人乳頭狀瘤病毒（HPV）等致病微生物。除了上述功能外，茶多酚還具有美容護膚、防衰去皺、清除褐斑、預防粉刺、防止水腫，減肥，抗齲護齒的作用，改善腎功能，治療神經(jīng)衰弱和精神抑制等功能。

3.2 在食品上的應用

3.2.1 抗氧化劑 茶多酚能阻止和延緩不飽和脂肪酸的自動氧化分解，可以作為抗氧化劑用在食用油脂、火腿、蛋糕、巧克力等食品中延緩氧化酸敗，延長貯存期和貨架期。

3.2.2 保鮮劑 茶多酚對近100種細菌都有良好的抗菌活性，也對α-淀粉酶、蔗糖酶有著良好的抑制能力，利用這2點可以將其噴灑在水果和蔬菜表面，抑制細菌的繁殖，保持水果、蔬菜原有的顏色，延緩蔬菜水果的腐敗和變味。

3.2.3 保色劑 天然色素如葉綠素、胡蘿卜素、紅曲紅素等易見光氧化褪色，茶多酚的強還原性可以防止上述色素的氧化褪色，保持蔬菜水果等食品的色澤穩(wěn)定。

3.2.4 除臭劑 加入一定量的茶多酚可以有效去除大豆制品的豆腥味，魚臭成分的三甲基胺，肉類制品的甲硫醇、乙硫醇等異味。另外，茶多酚還可以殺死齒縫中存在的乳酸菌和其他齲齒細菌，達到去除口臭的目的。

3.2.5 解毒劑 茶多酚對金屬離子具有較強的吸附作用，能與重金屬形成絡合物生成沉淀，有利于減輕重金屬對人體產(chǎn)生的毒害作用。茶多酚還具有改善肝功能和利尿的作用，因而可以用于生物堿中毒的解毒劑。

3.3 在日用化工上的應用 茶多酚能阻擋紫外線和清除紫外線誘導產(chǎn)生的自由基，抑制黑色素的形成，因而可以用作化妝品的調理劑、增白劑和防腐劑，延緩皮膚老化，改善光敏性皮炎和牛皮癬，防治皮膚癌。茶多酚因對頭發(fā)、頭皮中的蛋白質、角蛋白等具有極大的親和性和凝固性，從而可用于美發(fā)護發(fā)產(chǎn)品中。更因其極強的還原性和清除自由基可加入香煙過濾層，用于降解有害物質。另外，茶多酚還在造紙成漿劑中作廢紙脫油脫墨劑。何國榮[17]通過試驗表明茶多酚對甲醛有著很好的吸附作用，能有效的降低其在家具涂層中的含量。

3.4 在農(nóng)業(yè)上的應用 茶多酚對農(nóng)作物的細菌性病原菌有獨特的抑制作用，可用于防治根瘤病菌、蔬菜、豆類和番茄芋腐病以及大田水稻的斑病菌孢子。茶多酚還可用于植物生根，實驗證明1PPm茶多酚處理過的胡蘿卜種子，同等條件下，3～4d后比對照增長14.3%。

4 發(fā)展前景

中國茶產(chǎn)品因土地、氣候眾多條件制約，未來的發(fā)展必須突破瓶頸，尋求質變，而茶多酚作為終端產(chǎn)品，將給整個茶產(chǎn)業(yè)帶來巨大的影響。茶多酚所具有的保健功能和無副作用等特點，使其延伸到各個領域。因此，加強茶多酚的提取純化和藥理活性研究，將不斷促進和擴展茶多酚應用范圍，推動我國茶產(chǎn)品邁上新臺階。

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