紅茶茶色素的提取、功效及應用研究進展

楊 延 楊酈婷 查銀娟

（1 滇西科技師范學院生物技術與工程學院 云南臨滄 677000；2 臨滄市臨翔區第一中學 云南臨滄 677000）

20世紀80年代以來，就不斷有研究者對紅茶中茶色素的生物活性及保健功能進行探索并發現：紅茶中的茶色素具有抗氧化、抗菌、抗病毒、消炎、降血糖和血脂、抗癌等多重功效[1]，目前，茶色素在食品和醫藥領域均有較好的應用前景[2]。以紅茶，特別是經濟價值相對較低的庫存紅茶、低檔碎茶和下腳料為原料，利用適當的方式提取其中的茶色素，并將其應用于食品、醫藥以及其他各個領域，可以提高紅茶的經濟價值，促進我國紅茶深加工，減少浪費。本文在查閱資料的基礎上，分別對紅茶中茶色素提取技術、功效，以及其在食品、醫藥領域中的應用等方面的研究進展進行了詳細論述，以期為創新茶色素提取工藝、促進茶色素應用提供一定理論參考。

1 茶色素概述

紅茶中的茶色素主要包括：茶黃素（TFs）、茶紅素（TRs）、茶褐素（TBs）。其中，TFs 賦予紅茶較為鮮亮的湯色，使紅茶湯色呈現“金圈”。因該色素對紅茶品質具有較為積極的影響，目前較多研究主要集中于此色素。截至目前，經檢測分析證明：TFs 主要由茶黃素-3（3’）-單沒食子酸酯、茶黃酸、茶黃素-3-3’-雙沒食子酸酯等幾類色素按一定比例組成。與TFs 相似，TRs 也對紅茶湯濃及湯色有積極影響，它由TFs 經后續多步氧化、縮合反應后生成，其結構較其他色素而言更為復雜。目前，該種色素的化學結構仍未得到確定，仍待后續進行更為深入的研究。TBs 是一類呈暗褐色的茶色素，它由TFs 和TRs 經后續多步氧化、縮合后生成。TBs 對紅茶品質具有較為消極的影響，當紅茶中TBs 含量較多時，其湯色將發暗，從而會降低紅茶品質[3]。

2 茶色素的提取

2.1 溶劑提取法

溶劑提取法是提取茶色素最為常用的方法，該方法利用茶色素在提取溶劑中具有良好溶解性的特點，從而實現茶色素的提取分離。目前，常用的茶色素提取溶劑主要有：乙醇、乙酸乙酯、丙酮、純凈水和正丁醇等。賞云等以浙江市場銷售的紅茶為提取原料，分別采取乙酸乙酯、苯、乙醇、丙酮、純凈水、甲醇等多種提取溶劑、多個浸提溫度和浸提時間對紅茶中茶色素進行提取，以探究其最佳浸提方案。研究結果顯示：室溫條件下，以純凈水為提取溶劑，浸提時間保持10 min，此時紅茶中茶色素的提取率最高，為21.5%[4]。劉慧娟等以廣東英德市場銷售的紅茶為原料，以乙醇為提取溶劑，采取微波輔助法提取茶色素，經實驗研究發現，乙醇濃度、浸提時間、料液比、微波功率是影響紅茶茶色素提取率的4 個重要因素，當乙醇濃度為40%、浸提時間為5 min、料液比（m/v）為1:25、微波功率為490 W 時，茶色素的浸提效果最佳，提取率可達到21.78%[5]。

2.2 體外模擬氧化法

茶色素的體外模擬氧化是指人為地創造出能夠促使茶多酚發生氧化反應的條件或環境，從而模擬紅茶中茶多酚發生氧化反應轉化成茶色素的過程。根據操作原理的不同，可將該方法再細分為：體外模擬酶促氧化、體外模擬化學氧化和自氧化3 種方法。夏濤等以茶鮮葉為原料制備了紅茶懸浮發酵體系，并給予該體系一定的溫度、氧氣和pH，經過一定時間發酵后，發現：當發酵體系的溫度維持 28.5～29.0 ℃，通氧量維持 13.0～15.0 mL/min，pH維持4.6～4.8，發酵時長維持55.5～58.9 min時，此時發酵效果最佳，發酵體系中TFs 和TRs 的積累量最高[6]。俞露婷在對比了22 個茶樹品種的茶鮮葉酶活性的基礎上，利用體外模擬酶促氧化法分別以高酶活性茶樹品種茶鮮葉和外源酶為酶源，對不同兒茶素組分進行了體外酶促發酵，實驗結果顯示：不同兒茶素組分在經過一段時間發酵之后均表現出逐漸下降的變化趨勢，而發酵體系中的TFs 積累量則均表現出先上升后下降的變化趨勢。推測出現以上變化趨勢的原因是發酵體系中的兒茶素首先在酶的作用下發生酶促氧化反應，生成TFs 等發酵產物。因此，一開始隨著兒茶素含量降低TFs積累量反而會升高，之后，隨著發酵時間的延長，生成的TFs 將進一步氧化形成TBs 等發酵產物，最終導致TFs的積累量又呈現逐漸下降的趨勢，而盡量阻止此變化趨勢出現的有效手段就是合理控制發酵時長[7]。

3 茶色素的功效

3.1 清除自由基和抗氧化

研究顯示，紅茶中的茶色素具有清除自由基和抗氧化的生物活性，推測其抗氧化機理為：紅茶中的茶色素可刺激機體內的生物酶系統，提高各生物酶的活性，進而抑制機體內各種氧化反應的發生，最終發揮清除自由基和抗氧化的功能。Saha 等研究證明：TFs 可顯著提高實驗小鼠體內的GPx 和GST 的活性，并且還可有效抑制實驗小鼠體內的脂質過氧化反應[8]。Das 等用TFs 對兩株白血病癌細胞進行處理，經檢驗后發現，兩株實驗癌細胞中的SOD 活性均顯著提高[9]。

3.2 抗病毒、抗菌

研究顯示，紅茶中的茶色素具有一定的抗病毒、抗菌活性特點，可推測其抑制機理為：茶色素可通過抑制某些病毒的逆轉錄酶、某些細菌的RNA 聚合酶和DNA 聚合酶活性，從而阻止病毒和細菌的增殖，最終發揮抗病毒、抗菌的作用[2]。Nakano等研究證明：TFs 能同時抑制HIV-1 病毒的逆轉錄酶活性和各種細胞中的RNA 聚合酶和DNA 聚合酶的活性[1]。

3.3 抗癌性

研究顯示，茶色素具有一定的抗癌活性：Trina 等發現，茶色素能夠通過刺激Capases8 基因和Capases3 基因的表達，進而誘發K-562 和HL-60 癌細胞的凋亡，并且無副作用存在[9]；Lu 等證實，茶色素能夠通過刺激RGS 基因的表達，進而誘發相關癌細胞的凋亡。根據目前已有的研究資料，推測茶色素的抗癌機理為：通過阻斷癌細胞的信號傳導、癌細胞增殖、阻止癌細胞轉移和促進癌細胞凋亡等多個方面發揮抗癌作用[9]。

3.4 降血糖、血脂

在調節脂代謝方面：李四季等研究證實，茶色素能夠減少甘油三酯和總膽固醇的積累量[9]；Huang 等經研究發現，茶色素可通過抑制乙酰輔酶A 羧化酶活性和提高AMPK 活性，從而加速脂肪的分解和抑制脂肪積累。在調節糖代謝方面：王文祥等研究發現，茶色素能夠在一定程度上降低實驗大鼠的空腹胰島素水平[9]。

4 茶色素的應用

4.1 在食品工業中的應用

目前，茶色素在食品領域主要被當作天然著色劑，添加于飲料、蛋糕、口香糖、果醬、面包、果凍等多種食品中，它不僅能夠賦予食品引人食欲的鮮艷色澤，同時還能夠提高食品的營養及保健功能。

4.2 在醫藥方面的應用

在醫藥領域：茶色素已被用于心血管、消化、牙齒等方面疾病的治療中，且與其他治療藥物相比，茶色素具有毒副作用小的顯著優點[2]。臨床研究表明，茶色素對于消化系統方面的疾病具有一定治療效果。王再謨等將茶色素制成膠囊，并將該膠囊發放給患慢性腹瀉的病人服用，經過一段時間的治療后，這些服用了茶色素膠囊的實驗者中，有71%的患者其慢性腹瀉的癥狀得到了有效改善。經進一步研究推測，茶色素對慢性腹瀉的良好治療效果可能與茶色素提高小腸吸收能力、增強免疫細胞活性和調節腸道菌群有關。胃黏膜癌前病變的顯著特征是上皮細胞發生了增生，有研究者將茶色素應用于胃黏膜癌前病變的治療，治療前，重度上皮細胞增生者比例：中度上皮細胞增生者比例：輕度上皮細胞增生者比例為26.7%：70%：3.3%；治療后，重度上皮細胞增生者比例：中度上皮細胞增生者比例：輕度上皮細胞增生者比例為21.4%：42.8%：33.3%，以上結果表明，茶色素對抑制胃黏膜癌變具有一定治療效果[8]。

5 展望

紅茶中TFs 的組成已基本研究清楚，主要由茶黃素-3（3’）-單沒食子酸酯、茶黃酸、茶黃素-3-3’-雙沒食子酸酯等幾類色素按一定比例組成；TRs 和TBs 的結構較TFs 要更為復雜，目前，這兩種色素的化學結構仍未得到確定，仍待后續進行更為深入的研究。關于紅茶中茶色素的提取方法較為常用的是溶劑提取法，此方法較為單一，且得到的提取物是三色素的混合物，未來應加強這三種茶色素的分離提取研究，同時鑒定其結構，加強對其生物活性功能的研究，并從分子、基因、蛋白質等方面闡明其作用機理和構效關系。