茶色素生物活性及制備技術研究進展

劉亞峰++金陽++趙玉香+楊秀芳++孔俊豪

摘要 茶色素是一種安全優質的天然色素，具有一定的保健功效。目前，茶色素的提取主要通過有機溶劑浸提和體外氧化進行。對茶色素的生物活性和提取技術進行了梳理總結。

關鍵詞 茶色素；生物活性；提取；制備技術

中圖分類號 S571.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）20-0264-02

Research Progress on Biological Activity and Preparation Technology of Tea Pigment

LIU Ya-feng 1，2 JIN Yang 1，2 ZHAO Yu-xiang 1 YANG Xiu-fang 1，2 KONG Jun-hao 1，2

（1 Hangzhou Tea Research Institute，China COOP，Hangzhou Zhejiang 310016； 2 Zhejiang Key Laboratory of Transboundary Applied Technology for Tea Resources）

Abstract Tea pigment is safe natural and full of function.At present，the main means for preparing tea pigment as follows：solvent extraction and preparation with oxidation in vitro.In this article，biological activities and preparation technologies of tea pigment were discussed.

Key words tea pigment；biological activity；extraction；preparation technology

近幾年，隨著人們生活水平提高，對食品質量安全的關注越來越多，尤其食品色素問題。我國茶資源豐富，利用茶資源開發和利用天然色素成為茶產業資源高效利用的一個重要方向。大量研究表明，茶葉所具有的保健功效主要由茶多酚及衍生物茶黃素、茶紅素、茶褐素以及茶多糖、氨基酸等功能性成分在起作用，其中國內在茶色素提取及其在食品等領域的應用方面已開展了大量的研究和實踐。

1 茶色素概述

茶色素是茶葉體內具有生物活性的一系列天然色素的總稱，主要由水溶性色素和脂溶性色素組成[1]。關于茶色素的研究和應用，已經有很多報道，最早20世紀60年代的蘇聯在茶葉中獲取了天然維生素P活性的系列色素；80年代，英國人采用微波加熱水中的廢茶，提取出了食用色素；80年代末，蘇聯利用壓榨法，茶葉提取液混合、靜置、蒸發，最后加工成60%～97%干物重的色素制劑[2]。我國專家也先后開展了相關茶色素的研究與利用，發現茶色素具有抗病毒、抗菌、抗氧化、降血糖、降血脂、降低癌癥和艾滋病發生概率[3-7]等保健功效，同時具有以下4個特點：①色彩艷麗；②富含維生素P、氨基酸等；③著色效果好；④可用作穩定劑。隨著食用色素市場的變化和藥用市場的需求，來源廣、制備工藝簡單、成本低、安全性和穩定性好、色澤好、具有抗氧化性并含有兒茶素、氨基酸、咖啡堿、維生素等生物活性物質的茶色素生產和產業化已經成為必然。

2 茶色素的生理功能

2.1 抗氧化作用

茶色素作為多酚類物質酶促氧化或非酶促氧化的植物酚性色素，具有一定的抗氧化能力。蕭偉祥等[8]研究發現，茶黃色素（Typ）的抗氧化能力很強，其主體成分由多酚物質組成。由于Typ中含有VC、VE、胡蘿卜素等，它們與多酚類有增效作用，所以Typ的抗氧化能力大于茶多酚制品，對油脂的抗氧化作用要比VC、VE和二丁基羥基甲苯（BHT）強；杜榮增等[9]通過對口服茶色素冠心病患者進行血漿抗氧化能力研究，發現茶色素具有明顯的抗氧化作用；譚 蓉等[10]將茶色素復配組方并試制具有抗氧化的茶黃素軟膠囊。體內自由基的過量形成和脂質過氧化導致人體出現衰老現象，而自由基含量的增加間接地促進脂質過氧化，因此只要有效地控制體內自由基的含量，在一定程度上可以預防衰老。茶色素在抗氧化能力方面可以阻礙過量自由基的形成和抑制脂質過氧化，從而達到預防人體衰老的作用。

2.2 疾病防控

心血管系統疾病是世界常見疾病之一。研究表明體內自由基含量的變化與心腦血管疾病的發生存在著關系，茶色素通過調控體內超氧化歧化酶的活力，削弱脂質過氧化作用，清除體內自由基，增強機體抗氧化、供氧和供血能力，可以預防心腦血管疾病發生，同時也能對高血壓起到預防和治療作用[11-12]；王文祥等[13]通過對大鼠喂食茶色素，發現茶色素可以有效調節血脂和提高胰島素抵抗水平，進而影響血糖含量；趙亞華等[14]研究喂食大鼠不同劑量的普洱茶水溶性色素，發現水溶性色素可以有效降低甘油三酯（TG）水平，提升高密度脂肪蛋白（HDL-C）水平，具有降脂減肥功效；李四季等[15]通過觀察高脂血癥患者茶色素治療前后血脂指標，也提出茶色素可以降低總膽固醇（TC）和TG，提高HDL-C水平；譚 蓉等[16-17]將含有茶色素的復方茶湯喂養大鼠，得出在調節血脂和保肝方面具有很好的效果；茶色素在血脂、血糖和控制動脈硬化方面具有預防和治療效果[18]。通過大量的動物試驗研究表明：在防癌的生物機理過程中茶多酚和茶色素起著主要作用[19-20]；茶色素可以有效降低消化道系統癌癥的發生率[21-23]；Trina和Madhumita等[24]發現茶色素可以通過基因表達來控制白血病細胞的凋亡；在預防齲齒方面研究表明，茶色素可以通過抑制口腔中與齲齒相關的酶類物質和致病菌，從而起到預防齲齒的作用[25]。

3 茶色素的提取

3.1 溶劑浸提法

溶劑浸提法主要是根據茶色素在不同溶劑中溶解度的差異進行提取制備。常用的溶劑浸提法的工藝流程為：茶葉→水浸提→過濾→溶劑萃取→濃縮→冷凍干燥或噴霧干燥。該工藝提取茶色素，由于加熱溫度高，導致茶色素中多酚聚合，顏色加深。有學者采用不同比例的乙醇水溶液提取茶色素[26-28]，提取率得到提高，但是生產成本比較高、生產不穩定，產物中脂溶性雜質比較多。目前，多種新技術被應用于茶色素的提取，如：超聲波輔助提取[28]、微波輔助提取[29]、恒溫連續逆流多級浸提[30]。李大祥等[31]利用超聲波提取紅茶茶色素的研究結果：茶色素產品含咖啡堿1.77%、兒茶素32.58%、茶黃素24.72%、茶紅素40.93%；杜蘇萌等[32]利用微波輻射進行茶色素提取研究，表明通過調整微波輻射時間、功率和固液比[7 min、中火檔、1∶20（g/mL）]可以有效提高茶色素提取率。目前，采用溶劑浸提法提取茶色素，不僅得率低、加工工序復雜，同時還需要添加有機溶劑進行萃取，在一定程度上存在安全上的潛在風險，不適宜企業進行批量工業化生產。據楊新河等[33]通過研究熱水提取茶色素過程中液料比、溫度和時間，優化提取工藝參數，提出普洱茶茶色素水提法的最佳工藝；茶色素作為多酚類物質及其氧化產物的混合物，組分復雜且性質差異較大，生產過程中分離純化困難，進行系統的分離和提取需要進一步試驗研究。

3.2 體外氧化法

根據茶色素的形成過程在體外進行模擬，即兒茶素→鄰醌→茶黃素→茶紅素→茶褐素，茶色素體外氧化制備法，按催化劑類型可分為酶促氧化制備法和化學氧化制備法，研究者對這2種方法都進行了研究，取得了很好的效果。然而這2種方法在形成機理上存在差異，但是都能得到茶色素類物質，體外氧化法可以通過一些條件的改變進行有目的的制備茶色素（如原料、催化劑、溫度、時間等），可以高效地應用到工業化制備，是目前被廣泛應用制備茶色素的方法。許多研究人員也對體外氧化法進行了研究，以蕭偉祥等[34]的研究為代表，他運用酶促氧化法、化學氧化法和自動氧化法制備茶紅色素，其中TFs和TRs1含量分別占茶色素總量的26.2%～30.4%和24.6%～26.4%；李立祥[35]對茶多酚酸性氧化形成茶色素進行了研究，采用茶多酚酸性氧化劑及雙液相氧化系統，此系統制取茶色素可有效提高茶色素中茶黃素的含量，并對茶多酚雙液相氧化體系制取茶色素的參數進行優化；屠幼英[36-37]采用固定化酶法制備茶色素，通過調整時間、制備環境和參與物質的比例，制得茶黃素總量和茶紅素總量分別為78.94%和7.23%。吳紅梅等[38]以茶酶液制取法、蘋果酶液法、梨酶液法獲得的多酚氧化酶制取茶色素，茶色素得率分別為31.35%、34.24%、11.46%，茶色素產品中TFs和TRs1的總含量分別為7.62%和8.98%；孔俊豪等[39-42]以茶鮮葉勻漿液為酶源，采用低溫活性調控技術、動態—雙向萃取技術酶促合成茶黃素，粗品純度51.8%、制率達47%，樹脂精制后純度達78%。目前，部分茶色素體外氧化制備技術已在工廠得到轉化和應用，體外模擬氧化法制備茶色素工藝簡單、可控性強、方便快捷、成本低、周期短，有利于工業大批量生產，能滿足目前市場的需求。

4 展望

目前，茶色素可用來替代傳統色素的食品著色用途外，還被應用于醫藥等領域。據樓福慶等[43]研究認為，茶色素具有顯著的抗凝、促進纖溶、防止血小板的粘附聚集、抑制動脈平滑肌細胞的增生以及防止家兔實驗性動脈樣硬化的作用，并無明顯的負作用和毒性反應。在有關抗病毒的研究中，較為引人注目的是關于茶色素抗艾滋病毒的研究結果，表明茶色素對艾滋病毒（包括HIV-1）的逆轉錄酶以及各種細胞的DNA和RNA聚合酶活性有抑制作用[44-45]。隨著對茶葉色素研究的逐步深入，不斷探明茶葉色素的主要化學構成，充分揭示茶葉色素對人體的生理功效，必將促進茶色素應用市場的拓展和市場需求量的增加。今后，茶色素制備技術將不斷朝著低碳、高效、無毒、低成本的生物制備方向優化發展。通過茶葉深度加工可實現茶資源的高值利用和推動我國茶產業的倍增式發展[46]，天然茶色素同其他茶葉功效成分的研究和應用必將具有廣闊的前景。

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