茶黃素提取與功效的研究進展

夏銳　劉德和　殷麗瓊　肖星　夏麗飛

摘要 茶黃素是一種天然的產物。目前，對于茶黃素的研究主要是從茶黃素的提取、茶黃素與紅茶的品質、茶黃素的生理作用、茶黃素的應用4個主要方面進行研究。從近幾年對茶黃素在生理作用與提取2個方面的研究進展進行論述。

關鍵詞 茶黃素；功能；紅茶；提取

中圖分類號 S571 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）20-06532-02

Research Progress in Extracting and Effects of Theaflavin

XIA Rui， LIU Dehe et al

（Tea Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Menghai， Yunnan 666201）

Abstract Theaflavin is a natural substance. At present， researches on theaflavin are mainly conducted from four approaches， including the extracting of theaflavin， the quality of theaflavin and black tea， the physiological effect of theaflavin and the application of theaflavin. The thesis conducts a deep analysis focusing on the recent development of researches on the physiological effect and the extracting of theaflavin.

Key words Theaflavin； Function； Black tea； Extracting

茶黃素是在紅茶發酵過程中形成的主要色素物質。這種物質不僅是紅茶滋味和湯色最重要的影響因子，而且具有多種藥理功效，是一類極具開發潛力的產物[1]。所以，近年來對茶黃素的提取和分離研究得較廣泛和深入。對于茶黃素的提取方法，可以直接從紅茶中提取茶黃素，或模擬茶黃素的氧化機理，通過兒茶素的氧化來提取茶黃素。

1 茶黃素的提取方法

1.1 茶黃素的粗提

1.1.1 直接提取法。

Collie法的直接提取法過程為：樣品用熱水浸提→過濾→濃縮→干燥→甲醇、水溶解→三氯甲烷萃取（除去雜質）→水相減壓濃縮→乙酸乙酯反復萃取→硫酸鎂脫水→蒸餾至干→茶黃素粗提物。該方法工藝技術比較簡單，但有機溶劑用量多[2]。

Ullah法的直接提取法過程為：樣品用水浸提→過濾→濾液減壓濃縮→三氯甲烷萃取（除去咖啡堿等雜質）→磷酸二氫鈉和乙酸乙酯混合萃取→乙酸乙酯經減壓濃縮干燥，得茶黃素粗提物[3]。該方法簡單，只需一次萃取，分離效果較好。

1.1.2 模擬氧化制備。

從紅茶中直接提取茶黃素存在著很大的問題，首先就是在紅茶中茶黃素的含量很少，且存在分離、純化困難。為了解決這些問題，人們從茶黃素的形成機理出發，按照兒茶素→醌類→茶色素反應進行，研究出一種高效的茶黃素制備方法。模擬氧化按催化劑的不同分為酶促氧化和化學氧化2種。

1.2 茶黃素的提純

茶黃素的研究始于Robcrts[4]。迄今為止，已經從紅茶或多酚類物質氧化聚合物中分離鑒定出25種茶黃素類物質[5]。其中，有4種茶黃素含量最高，分別是TF及其 TF3G、TF3′G 和 TFDG，而茶黃素的分離制備、藥理功效研究也主要針對這 4 種茶黃素單體。目前，4 種主要茶黃素單體的分離是茶黃素提純的基本方法。

1.2.1 纖維素層析法。

在20 世紀50 年代，Berkowltz等[4]應用乙酸乙酯提取。隨著纖維素填料及相關分離技術的發展，梁慧玲[6]應用一種天然、安全、廉價、高效的新型兒茶素類吸附劑木質纖維素對高純度兒茶素單體進行分離。該纖維素填料尺寸穩定性好，分辨率高，但由于孔徑太小，分離范圍相對較窄，在實際應用中受到很大的限制。

1.2.2 凝膠層析法。

凝膠層析法設備簡單，操作方便，目前普遍應用最為廣泛的凝膠材料多屬于葡聚糖。葡聚糖同時具有親水性、親脂性雙重性質。在分離過程中，它具有許多的優點，分離的范圍在100～4 000。茶黃素各單體均在此范圍內，分離條件溫和，具有生物大分子物質的相容性，不會影響茶黃素活性，凝膠材料本身不帶電荷，不會與分離物質相互作用，因而溶質回收接近100%[7]。

1.2.3 硅膠層析法。

硅膠為多孔性物質，具有吸附層析與分配層析的雙重性質，甚至還有極弱的離子交換作用。硅膠吸附層析法目前使用較廣泛，能用于非極性化合物，也能用于極性化合物，同樣適用于茶黃素類物質的分離純化。但是，該方法存在分離的操作復雜，需要經過2次柱層層析，制備量小，不能得到2種單酯型茶黃素單體[7]。

1.2.4 高速逆流色譜法。

高速逆流色譜法是不用固態支撐體或載體的液液分配色譜技術。該技術可以避免分離樣品與固體載體表面產生化學反應而變性和不可逆吸附等情況的發生，而且在每次分離樣品結束后，管道中殘留溶劑均可沖出，不會對后續分離產生任何影響。因此，高速逆流色譜法具有溶劑消耗少、樣品回收率高、分離效率高等優點。江和源等[8-9]首次應用高速逆流色譜法分離、純化茶黃素單體成分。

此外，目前還研究出聚酰胺層析法[10-11]、柱層析法及凝膠柱和硅膠柱結合法[12-14]和高速逆流色譜與葡聚糖凝膠層析結合法[15]。

2 茶黃素的生理作用

2.1 抗心血管系統疾病

2.1.1 心肌細胞保護作用。

在心肌保護作用中，主要是2個方面起到的保護作用。第一方面，細胞內外的離子在正常情況下保持一個平衡狀態，但是如果平衡被打破時有許多的細胞內[Ca2+]內流，而增加將導致細胞內鈣超載，導致心律失常。茶黃素可抑制電壓門控型鈣通道所參與的外鈣內流，起到保護心肌細胞的作用[16-17]。第二方面，在體內，TF可以清除體內自由基，明顯增加內源性超氧化物歧化酶（SOD）的活性，降低脂類過氧化反應產物丙二醛（MDA）的含量，通過增強心肌抗氧化能力，發揮保護心肌細胞作用[18]。

2.1.2 調血脂作用。

在體外試驗中，Vermeer等[19]通過電子顯微鏡和 HPLC 分析，發現茶黃素降低腸道膽固醇的吸收，進而降低血膽固醇。Lin等[20]發現，茶黃素在脂肪酸超載的細胞和動物模型上均顯示減少脂質堆積、抑制脂肪酸合成和刺激脂肪酸氧化的作用。此外，吳中松等[21-22]證實茶黃素具有降血脂的效果。

2.1.3 舒張血管作用。

Lorenz等[23-24]研究表明，紅茶中的茶黃素（TF）和綠茶中的茶素3沒食子酸酯（EGCG）都能使一氧化氮合成酶活化和磷酸化，從而更能促進血管的舒張作用。

2.1.4 抗動脈粥樣硬化作用。

飲茶具有降血脂、抗血凝和抗動脈粥樣硬化的功效。國內許多學者觀察了茶黃素對冠心病、動脈粥樣硬化癥、高脂血癥、原發性高血壓等疾病患者血脂水平的影響，證實茶黃素具有調節血脂的作用。

2.2 抗炎和免疫調節作用

鄔海橋等[25-26]研究表明，各茶黃素單體可明顯降低炎性氣道的黏液高分泌狀態，其中以TF3的作用最強。在炎癥信號通路中，TFs 可抑制炎癥信號通路，降低炎癥相關基因和蛋白水平。

2.3 抗糖尿病作用

研究表明，高血糖、糖基化終產物、胰島素抵抗、氧化應激等是導致糖尿病腎病的主要原因。李彩蓉等[27]研究表明，茶黃素可通過調節p38MAPK 信號轉導通路而減少細胞外基質的合成，從而延緩糖尿病腎小球肥大和腎小球硬化。

2.4 抗腫瘤作用

癌癥亦稱惡性腫瘤，為由控制細胞生長增殖機制失常而引起的疾病。在茶黃素抗腫瘤的機理方面，目前研究得比較深入。首先，茶黃素可以阻斷細胞信號傳導，抑制腫瘤的啟動[28]。其次，茶黃素可以誘導腫瘤細胞發生凋亡，抑制腫瘤細胞的增殖和擴散。Adhikary等[29]研究表明，茶黃素可抑制乳腺癌細胞遷移。最后，可以誘導癌細胞凋亡。茶黃素可作為強氧化劑選擇性作用于癌細胞，發揮細胞毒效應，促進凋亡[30]。

此外，茶黃素還具有抗病毒[31-33]、抗氧化[34]、健齒防齲[35-36] 、抑制激素性股骨頭壞死的作用[37]。

3 結語

茶黃素是茶葉中很重要的生理成分，目前研究得較廣泛。茶黃素在茶葉中含量極低，提取成本非常昂貴，將其廣泛應用于大規模化的生產中需要開發出低成本、安全、科學化、規范化的茶黃素提取工藝。隨著生物技術的不斷發展，目前有60%以上的生物技術成本集中應用在醫藥上，用于開發特色新藥物或對傳統藥物進行改良。利用微生物，可以對微生物的DNA進行切割、引入，以期能獲得大量的生物合成而來的茶黃素。這個新的提取茶黃素技術將是茶黃素提取工藝的研究方向。

上述的茶黃素有許多的生理功效。這種天然物質可以應用于醫療保健、食品加工。茶黃素是紅茶呈現出湯色“亮”特征的關鍵化學成分，也是影響紅茶茶湯滋味強度和鮮爽度的關鍵化學成分，還是形成紅茶“金圈”現象的主要構成物質。新的功能、作用機理還處于不斷的發展和驗證階段，在應用上可以被廣泛地應用在養殖業、食品添加劑類、醫藥業、功能飲料、茶飲料、化妝品等方面。茶黃素幾乎無毒副作用，耐藥性強，在體內代謝迅速等，使得有關茶黃素的開發應用產業研究已被列入國家科委“九五”重點工程項目。國外研究更為廣泛而深入。在不久的將來，我們的日常生活都可能見到茶黃素所開發出的新產品。

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