摘要：茶多酚(Tea Polyphenols，TP)是從茶葉中提取的以兒茶素為主要成分的多酚類化合物的總稱。因其化學(xué)結(jié)構(gòu)中帶有多個活性羥基，對人體保健極為有利，且有抑菌、殺菌、抗腫瘤、抗輻射等多項功能，作為醫(yī)藥和食品等的添加劑，開發(fā)和應(yīng)用前景十分看好。此外,隨著研究的深入,茶多酚在化妝品、日用化工、輕化工等領(lǐng)域也開始得以應(yīng)用。 茶多酚的提取工藝目前已有了相當(dāng)?shù)难芯?/span>,其中溶劑萃取、金屬離子沉淀是研究和報道較多的提取法,近幾年來還有一些新的方法報道,如樹脂吸附法、超臨界流體萃取法、超聲波浸提法、微波浸提法等。 

關(guān)鍵詞：茶多酚；提取方法；應(yīng)用；  

   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(xì)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，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(xì)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。茶多酚的提取和應(yīng)用受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，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(xì)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。茶多酚又稱茶鞣或茶單寧，是形成茶葉色香味的主要成份之一，也是茶葉中有保健功能的主要成份之一。茶多酚純品為白色無定形粉末，易溶于水，可溶于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯，不溶于氯仿。耐熱性及耐酸性好,在pH = 2～7 范圍內(nèi)均十分穩(wěn)定。在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定,易氧化褐變。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：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%。兒茶素有4 種形式:沒食子兒茶素沒食子酸酯( EGCG) 、沒食子兒茶素( EGC) 、兒茶素沒食子 酸酯( ECG) 、兒茶素( EC)。其次是黃酮類，其它酚類物質(zhì)含量比較少[1] 。  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沒食子兒茶素沒食子酸酯(L-EGCG)＞沒食子兒茶素(L-EGC)＞兒茶素沒食子酸酯L-ECG)＞兒茶素(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(jìn)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溶劑萃取法  溶劑萃取法是最傳統(tǒng)的提取工藝，已先后開發(fā)出十多種提取工藝。茶多酚易溶(或可溶)于水、醇類、醚類、酮類、酯類等，所以溶劑萃取法可有水提取法和有機(jī)溶劑萃取法兩種。水提 取法以水為溶劑，采用水浴加熱提取多次，合并提取液后用氯仿萃取，分出氯仿，相后改用乙酸乙酯多次萃取，合并乙酸乙酯相并減壓蒸餾濃縮，將其干燥(真空、冷凍或噴霧干燥)后用去離子水重結(jié)晶即得產(chǎn)品。此法有機(jī)溶劑使用少，工藝簡便，成本低，產(chǎn)品純度高，但提取率低。有機(jī)溶劑提取方法是傳統(tǒng)的提取茶多酚的一種方法，也是使用最為廣泛的方法，過程比較簡單。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)行提取分離的。常用的溶劑有水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯，一般為回流提取。  工藝流程：茶葉原料→溶劑提取→過濾→有機(jī)溶劑脫色、脫咖啡堿→萃取→回收溶劑干燥 →茶多酚粗品[2] 。浸提、除雜、萃取為必不可少的共同性步驟，常用的去雜質(zhì)方法有氯仿除雜法，活性碳脫色法，石油醚除或通過低溫靜止除雜法。各工藝的差別僅在于浸提條件、浸提劑、浸提時間、pH值、溫度、次數(shù)等)、除雜條件和萃取條件不同。  溶劑萃取法的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定、可靠；缺點(diǎn)是：用水提取，茶多酚提取率低(一般提取率為5% ～6 %)，產(chǎn)品純度低，產(chǎn)品易氧化，且其中含有大量雜質(zhì)(如植物多糖、茶棕色素、色素、咖啡堿、樹脂等)。而用有機(jī)溶劑提取，提取率雖可有所提高(可達(dá)到1O% ～15% )，但由于浸提液中不但含有茶多酚，而且還含有茶色素、咖啡堿等雜質(zhì)，要得到精品，還須反復(fù)除雜精制，工序多，工藝繁瑣復(fù)雜，萃取工序一般需經(jīng)3級錯流萃�。恍瓒啻握麴s，加熱時間長；需要用大量的有機(jī)溶劑，有的有機(jī)溶劑回收困難，有毒、易燃，不利于安全生產(chǎn)。綜上所述，溶劑法的改進(jìn)主要應(yīng)以簡化工藝、降低成本、提高有效成份含量和提取率等為目標(biāo)。  我國湖北省化學(xué)研究所開發(fā)出一種新的溶劑萃取法提取茶多酚，茶多酚的含量〉95%，茶多酚萃取率在8%-11%，其中兒茶素含量〉70%，咖啡因〈1%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或超過醫(yī)藥保健用茶多酚的要求，已于2000年通過了湖北省科技廳組織的專家鑒定。其提取工藝是將粉碎后的茶葉末用萃取劑在一定溫度下萃取兩次，濃縮后的萃取液加入特定溶劑及脫色劑去雜，過濾，母液經(jīng)濃縮后用溶劑洗脫咖啡因，經(jīng)再次濃縮后用溶劑萃取茶多酚，蒸餾溶劑，干燥后得到茶多酚產(chǎn)品。萃取工藝流程如下： 茶葉末浸提→過濾濃縮→沉降除雜→過濾濃縮→脫堿萃取→脫溶→干燥→茶多酚  

該工藝創(chuàng)新之處在于：（1）濃縮后的萃取液用特定溶劑處理，能有效去雜并克服過濾困難及后續(xù)洗脫咖啡因及色素工序中的乳化問題。（2）篩選出一種有效脫除咖啡因的特定溶液，用該溶液洗脫可使茶多酚中的咖啡因含量降至0.5%以下，同時不影響茶多酚的萃取率及含量。   

2.2金屬離子沉淀法  沉淀法的原理是利用茶多酚在一定的介質(zhì)條件下可以和某些物質(zhì)絡(luò)合形成沉淀物的性質(zhì)，使其從浸提液中分離出來，從而與水溶液中咖啡堿、單糖、氨基酸等組分分離，來提取茶多酚。一般工藝流程為：茶葉原料一熱水提取一過濾一沉淀一轉(zhuǎn)溶一萃取一濃縮一真空干燥，得到茶 多酚粗品[3] 。已報道使用的沉淀劑有4類，即無機(jī)鹽類、生物堿、蛋白質(zhì)類和高分子聚合物。其中無機(jī)鹽類最常用，其他3類沉淀劑成本高，目前尚處在實驗階段。無機(jī)鹽類常用沉淀劑有3種：① 重金屬堿式鹽，如Pb(OH)Ac、Cu(0H)Ac等；② 氫氧化物，如Ca(OH)2，這類沉淀劑 價廉，但強(qiáng)堿均有腐蝕作用；③ 鹽離子，如Ca2+、Zn2+、Mg2+、Ba2+ 和Fe3+ 等，是一類較有前途的沉淀劑。可在堿性條件下沉淀，在酸、中性條件下轉(zhuǎn)溶。這些金屬離子可以單獨(dú)使用，也可以復(fù)合使用。由于每種沉淀劑存在一定的適宜pH 沉淀環(huán)境，一般認(rèn)為偏堿性的沉淀劑易誘發(fā) 茶多酚的氧化，因此Zn2+和A13+沉淀劑被認(rèn)為是較適宜的弱酸性環(huán)境的沉淀劑。余兆祥[4] 等采用 了Zn2+和A13+復(fù)合型沉淀劑進(jìn)行沉淀試驗，分別與Zn2+和A13+ 單一型沉淀劑進(jìn)行對比，結(jié)果表明，復(fù)合型沉淀劑比單一沉淀劑效果要好。沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是：① 減少了有機(jī)溶劑的使用量，從而大大減少了環(huán)境污染，生產(chǎn)安全性好；② 工藝較簡單：茶葉經(jīng)浸泡后，加入沉淀劑即可得到茶多酚與金屬結(jié)晶性沉淀物，不必濃縮提液，可在一定程度上降低能耗，成本低；③選擇性強(qiáng)，因 而產(chǎn)品的純度較好，可達(dá)95 %以上，有的高達(dá)99.5% ；④ 產(chǎn)品色澤好，水溶性好。缺點(diǎn)是：① 無機(jī)鹽沉淀劑沉淀轉(zhuǎn)溶時pH值波動大，而茶多酚在堿性條件下易氧化，影響產(chǎn)品品質(zhì)；② 過濾和稀酸轉(zhuǎn)溶過程中茶多酚的損失較大；③ 溶液中咖啡堿等干擾物質(zhì)因與茶多酚配合物的吸附產(chǎn)生共沉淀作用而被帶人沉淀中，影響茶多酚的純度。此外，有些金屬鹽殘留對產(chǎn)品安全性也構(gòu)成隱患；④ 工藝操作控制比較嚴(yán)格，廢渣、廢液處理量大。   

2.3樹脂吸附法  樹脂吸附分離法提取茶多酚是利用樹脂能對茶多酚發(fā)生吸附—解離作用的特性來實現(xiàn)茶多酚與其他浸提物組分之間的分離。根據(jù)所采用的樹脂類型的不同可分為吸附柱分離法、離子交換柱分離法和凝膠柱分離法，這三種方法原理相同，只是操作上有一定的差異。  工藝流程：茶葉→沸水浸提→過濾→濾液→樹脂洗脫→洗脫液→濃縮干燥→茶多酚  目前，國產(chǎn)的92-2型和92-3型樹脂對茶多酚的分離提取效果較好，吸附率達(dá)93%以上， 解析率達(dá)92%以上，適合于茶多酚的分離。

采用硅藻土、活性炭、聚酰胺樹脂、D-301 樹脂作為吸附劑，并對其吸附容量與分離效果做比較。比較11種不同樹脂對茶多酚的吸附特性，得到NKA吸附樹脂更適于茶多酚分離純化。當(dāng)供試液茶多酚含量為10mg/ml，以80%乙醇作為洗脫劑，洗脫速度為0.8ml/min時，茶多酚純度可達(dá)95.8%。  該法有以下優(yōu)點(diǎn)：① 樹脂吸附法簡便，工藝簡單，能耗少；② 操作條件溫和，避免了有效成分失活；③ 在整個過程中使用的有機(jī)溶劑主要是乙醇，它的回收容易，而且無毒、無污染。環(huán)境污染少，符合清潔化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢；④樹脂再生容易，反復(fù)利用，成本低。缺點(diǎn)是：① 樹脂用量大，樹脂價格高、飽和吸附量低、且由于樹脂失活，使用壽命短；②大規(guī)模連續(xù)性生產(chǎn)的設(shè)備缺乏，只適合于小量的生產(chǎn)。  

2.4超臨界流體萃取法  超臨界流體萃取是一種正處于積極開發(fā)階段的新型分離技術(shù)，它是利用溫度和壓力略超過或靠近臨界的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(diǎn)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)品無毒，特別適合于醫(yī)藥、食品添加劑等產(chǎn)品的提取。   等人運(yùn)用超臨界二氧化碳萃取方法對茶多酚進(jìn)行了提取試驗，結(jié)果表明：超臨界二氧化碳萃取茶葉中的茶多酚在工藝上是完全可行的。采用超臨界二氧化碳萃取茶葉中的茶多酚的適宜條件是：萃取壓力為20MPa，萃取溫度為50℃，分離壓力為5Mpa，分離溫度為40℃，二氧化碳流量為25l/h，萃取時間為5h，在此條件下，茶多酚的萃取率達(dá)90%。  超臨界流體萃取具有萃取速度快、效能高、溶劑消耗量少、沒有殘留等優(yōu)點(diǎn)，特別是在天然植物以及食品中的熱敏性化合物的萃取過程中，能使被萃取成分不因氧化、分解、逸散而變質(zhì)，是傳統(tǒng)的萃取方法不可比擬。   

 2.5超聲波浸提法  超聲波浸提法是對提取過程進(jìn)行超聲波強(qiáng)化處理，是利用超聲波的機(jī)械破碎和空化作用， 加速茶多酚浸提物從茶葉中向溶劑擴(kuò)散的速度，縮短浸提時間，增加有效成分的提取率。從已有研究結(jié)果表明，采用超聲波輔助提取不到1小時效果可相同于傳統(tǒng)提取數(shù)小時效果。傳統(tǒng)提取工藝提取時間較長，在溫度較高的情況下，茶多酚易發(fā)生氧化，造成品質(zhì)下降，得率降低。而采用超聲波提取，所需時間短，避免茶多酚長時間處于高溫下而發(fā)生氧化，從而使得率和產(chǎn) 品質(zhì)量都得以提高。將超聲波提取與水提取進(jìn)行對比，在頻率為20KHz超聲波下，提取10min，比水提取30min得率提高40%以上，省時、節(jié)能，避免茶多酚高溫氧化。   

 2.6微波浸提法  近年來，用微波萃取法提取茶葉中的茶多酚正在成為研究熱點(diǎn)。微波輔助萃取技術(shù)，簡稱微波萃取技術(shù)，是指使用適合的溶劑在微波反應(yīng)器中從天然藥用植物、礦物、動物組織中提取 各種化學(xué)成分的技術(shù)和方法[11] 。微波浸提法是最近幾年發(fā)展的一種新方法，基本原理是利用在微波場中分子發(fā)生高頻的運(yùn)動，擴(kuò)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。影響微波提取過程的主要因素包括：微波加熱功率；提取溶劑的種類，萃取時間； 溶劑用量以及潤濕水量。微波輔助萃取技術(shù)比目前常規(guī)使用的工藝有以下特點(diǎn)：① 處理時間快，微波方法僅用數(shù)分鐘乃至數(shù)十秒即可，具有高效節(jié)能的作用；② 提取率高，節(jié)約了溶劑，大大提高了提取效率；③ 避免使用有毒溶劑、產(chǎn)品安全；④ 熱效率高，控制容易，便于自動化和提高生產(chǎn)率。所以，微波輔助萃取技術(shù)節(jié)省能源，省工、省時、對環(huán)境友好，是一種可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)。 

3.茶多酚的應(yīng)用   

 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(dá)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(diǎn)、乳制品、肉制品、水產(chǎn)品等作為抗氧保鮮劑。  

 3.2在醫(yī)藥保健中的應(yīng)用  現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究認(rèn)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。實驗表明，茶多酚中兒茶素類化合物對O2、OH自由基的清除率達(dá)到98%以上，清除速率常數(shù)在109與 1014數(shù)量級，對活細(xì)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 。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(qiáng)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(qiáng)還原性和消除自由基的作用，國外已將茶多酚加入香煙過濾咀中作為解毒劑。    4.結(jié)束語  我國茶葉資源豐富，開發(fā)茶葉的新用途，尤其是利用低檔茶葉或茶葉加工的下腳料來生產(chǎn)茶多酚等精細(xì)化學(xué)品，實屬科教興農(nóng)、利國利民的有力舉措。茶多酚的提取方法比較多，各有特點(diǎn)，具體采用哪種方法視技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和茶葉資源而定。從綠茶葉中提取茶多酚的同時，應(yīng)盡可能提取茶葉中的咖啡堿和天然色素等，以實現(xiàn)茶葉的綜合利用，以期獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益。茶多酚作為新型天然抗氧化劑，在食品加工、醫(yī)療保健藥品、日用化學(xué)品等方面具有重要的應(yīng)用。隨著科學(xué)研究的深入，其應(yīng)用領(lǐng)域必將進(jìn)一步擴(kuò)大。