茶副產物的綜合開發利用研究進展

陳曉維，余元善*，鄒波，胡騰根，方廣平，黃通余

1. 廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，農業農村部功能食品重點實驗室，廣東省農產品加工重點實驗室（廣州 510610）；2. 東源縣仙湖山農業發展有限公司（河源 517583）；3. 河源市吉龍翔生物科技有限公司（河源 517149）

茶葉屬于天然健康的飲品，在中國具有悠久的飲茶歷史，飲茶被認為有助于健康。我國作為世界產茶大國，茶葉產量是世界第一，截至2019年已出口至128個國家和地區，茶葉總產量也呈現穩步增長態勢[1]。隨著食品加工技術的不斷進步，茶鮮葉被加工成各種液態茶飲料、高品質茶葉等進入市場，但隨之每年產生成千上萬噸的低檔茶、茶下腳料、茶末、茶梗等茶副產物被填埋和丟棄，這是一種資源上的浪費，更會對環境造成一定的污染。合理利用茶副產物，不僅能獲得經濟效益，還能夠推動茶葉工業的資源循環發展[2]。

茶葉深加工主要是指以茶葉生產過程中的茶鮮葉、茶葉、茶葉籽、修剪葉，以及由其加工而來的半成品、成品或副產品為原料，通過集成應用生物化學工程、分離純化工程、食品工程、制劑工程等領域的先進技術及加工工藝，實現茶葉有效成分或功能組分的分離制備，并將其應用到人類健康、動物保健、植物保護、日用化工等領域的過程[3]。文章主要綜述綜合開發利用低檔茶、茶末、茶梗等茶副產物，經過精深加工后應用于食品、飲料、飼料、日用化工等多個領域的研究進展，旨在為進一步開發茶副產物的高價值利用提供一定科學參考。

1 在飲料中的利用

隨著我國經濟的發展及生活水平逐步提高，人們對低檔茶的需求隨之減少，我國低檔茶占茶葉總產量的20%左右，大部分積壓庫存，難以銷售，最后被丟棄。低檔茶深加工是有效解決低檔茶出路、提升茶葉附加值、拓展茶葉應用領域的重要途徑[4]。利用低檔茶進行深加工，研究開發利用的產品主要如下。

1.1 速溶茶

根據生產原料的不同，可將速溶茶分為速溶紅茶、速溶綠茶、速溶烏龍茶、速溶白茶、速溶花茶、速溶黑茶、速溶調配茶等。速溶茶可速溶于水，不留余渣，能基本保持茶葉原有的色、香、味等品質，并且兼具衛生、方便等特點，深受國內外消費的青瞇[5]。近年來，人們更加注重飲食的安全性和保健性，傳統的速溶茶提取工藝主要采用單罐、多罐浸提法、熱水浸提和逆流浸提，提取效率較低且天然活性成分流失較多，限制了其在藥品、保健品、化妝品等領域的應用，速溶茶產業發展面臨機遇與挑戰，“功能性”是其進一步發展趨勢[6]。速溶茶的新型提取技術主要有微波輔助浸提、超聲波輔助浸提、酶法輔助浸提，已經取得初步進展。農紹莊等[7]研究發現用微波萃取生產速溶茶可有效地保護茶浸提液中有益功能成分，且提取時間短、得率高；Xia等[8]研究超聲波浸提對茶湯功能成分和感官品質的影響，結果表明茶多酚、氨基酸、咖啡堿等主要功能成分及芳香物質的浸出量明顯高于常規浸提，而且能夠抑制蛋白質和果膠物質的浸出；王家健等[9]以綠茶為原料，通過酶法輔助浸提技術，研究纖維素酶和果膠酶雙酶組合對速溶綠茶提取率及品質的影響，結果表明，酶法提取速溶茶中游離氨基酸、咖啡堿和茶多酚提取率均高于沸水浸提，與日常泡茶相近。

1.2 液體茶飲料

液體茶飲料是指用水浸泡茶葉（茶粉），經一系列工藝制成的茶湯或在茶湯中加入水、糖液、酸味劑、食用香精、果汁、乳制品或植（谷）物抽提液等調配加工而成的飲品[10]。依據生產原料，可將液體茶飲料分為純茶飲料、果汁茶飲料、碳酸茶飲料、奶茶飲料、復合茶飲料等。液體茶飲料具有茶葉的獨特風味，含有一定量的茶多酚等功能成分，受到廣大消費者的歡迎，據相關數據顯示，茶飲料已成為我國第三大飲料類，僅次于碳酸飲料和純凈水，市場規模占飲料整體規模的近20%[11]。但液體茶飲料中含有大量的糖液、食品添加劑，同時茶飲料種類單一，限制了茶飲料的進一步發展，在未來中國茶葉飲品市場上，方便、快捷、無糖、天然、健康成為茶飲料的必然趨勢。

2 在食品中的利用

2.1 茶餐類食品

茶餐類食品是指以茶為原料，搭配其他食材或添加劑，通過加工、烹飪的方式制成的主食或菜肴[12]。茶主食是以常見傳統主食為基礎，輔以不同方式增加茶成分，如茶粥、茶面條、茶餃子等。茶葉與烹飪結合，能夠起到解膩去腥、調味增香的作用。此外，茶葉中含有咖啡堿、氨基酸、維生素、茶多酚等功能成分，通過添加各類茶葉及其制品制成的茶肴，可增加食欲，對某些疾病有一定的療效[13]。由此開發出來的茶餐類食品種類眾多，如龍井蝦仁、樟茶鴨、茶葉蛋、茶豆腐、綠茶沙拉、茶汁魚片等。

2.2 休閑茶食品

休閑茶食品是指在膨化食品、堅果、蜜餞、肉制品等休閑食品中添加茶葉成分的食品。休閑茶食品帶有茶香，且具有茶獨特清新的風味，與同類型的傳統產品相比，在口感、滋味、感官品質上更勝一籌。伴隨著經濟發展、消費觀念升級以及“健康中國”發展戰略的提出與實施，營養與健康成為消費市場的新關鍵詞，休閑食品的健康營養化是其發展的必然趨勢。茶葉中的營養素和功能成分具有降血脂、降血壓、緩解疲勞等保健功效，配料中添加茶葉成分的休閑食品滿足消費者追求營養健康的需求[12]。如紅、綠茶末制成茶粉作為食品添加劑，制作風味獨特的茶末面包、茶末巧克力、茶末烤紅薯、綠茶口香糖等色香味俱全的茶末休閑食品。

2.3 功能性茶食品及功能性成分

功能性食品又稱保健品，是一類具有調節機體功能，但不以治療為目的的食品。常見的功能性食品主要形式有保健茶及茶提取物膠囊、含片。保健茶一般在普通茶飲品的基礎上進行營養強化，提高營養素或功能性物質的含量，從而達到保健功能。利用茶葉生產中的茶下腳料、茶末、茶梗及積壓的低檔茶，提取茶葉中的功能性成分，如茶多酚、咖啡堿、茶氨酸、茶多糖、茶色素等，提取的功能性成分進行濃縮后，可被單獨制成方便食用的膠囊或含片，也可作為成分之一被應用于各類保健品中。

2.3.1 茶多酚

茶葉副產物中含有15%～20%的茶多酚，茶多酚又名茶鞣質、茶單寧，是茶葉中多酚類物質的總稱，具有抗氧化、抗輻射、降膽固醇、抗肥胖、抑菌消炎、防止心血管疾病、防癌抗癌等多種功能。現有的茶多酚提取方法主要分為化學提取法、物理提取法、生物工程提取法和協同提取法四類。其中，化學提取法又分為溶劑萃取法、金屬離子沉淀法，物理提取法主要包括膜分離法、超臨界流體萃取法、樹脂吸附分離法、超聲波輔助浸提法、微波輔助提取法和色譜法。Lee等[14]研究發現，茶多酚制劑能提高茶多酚在人體內的生物利用度。陳繼英[15]研制出能在體外持續釋放12 h的茶多酚緩釋片，并對影響因素進行探索，指出高濕度對緩釋片的外觀和釋放度有明顯影響。威海科力斯生物工程有限公司生產的茶多酚軟膠囊，采用先進技術增加茶多酚的穩定性，深受高血壓、高血脂、高血糖、高膽固醇、糖尿病患者的喜愛[16]。

2.3.2 咖啡堿

咖啡堿是刺激中樞神經系統的重要藥物，也是一種利尿劑，具有興奮中樞神經系統、助消化、利尿、醒酒、促進血液循環、增強心血管壁彈性、松弛平滑肌、強心、解熱鎮痛等作用[17]。20%～25%咖啡堿被用于工業，其余大部分用于醫藥和食品，由于合成咖啡堿的毒副作用，給天然咖啡堿的開發利用帶來無限商機。茶葉中的生物堿以咖啡堿為主，一般含量為2%～5%，在茶副產物中含量為2.4%～2.8%，是天然咖啡堿的主要原料來源。咖啡堿的提取方法主要有溶劑法、升華法、吸附法、微波輔助萃取法、超臨界二氧化碳萃取法、高壓電廠法和生物酶提取法。咖啡堿可顯著改善食品、飲料的口感，同時提高人的精神活力，作為一種天然的添加劑，被應用于食品、飲料的生產中[18]。從茶副產物中提取的咖啡堿在醫藥上多用作興奮劑、強心劑、利尿劑和麻醉劑，也被廣泛用于臨床上的鎮痛、止血領域。

2.3.3 茶多糖

茶多糖是茶葉中一類非常重要的生物活性大分子，主要以糖綴合物的形式存在，即與各種不同的單糖聚合后，又與蛋白質、糖醛酸等結合形成的復合物質[19]。茶多糖具有降血糖、降血脂、防治糖尿病、抗血凝、抗血栓、免疫調節、減肥、調節腸道菌群等作用，研究者努力探索茶多糖的提取方法，已取得很大進展，提取茶多糖的方法有水提醇沉法、酸堿提取法、酶解法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法和超臨界流體萃取法。從茶葉籽粕、粗老綠茶等茶副產物中提取出茶多糖，制成的茶多糖含片、茶多糖泡騰片、復方硒茶多糖、茶多糖膠囊等初級茶多糖保健產品進入市場，拓寬茶多糖的醫療、保健方面的應用，減少茶副產物的浪費，提高我國茶副產物的綜合利用技術。

2.3.4 茶氨酸

茶氨酸是茶葉中特有的一種非蛋白游離氨基酸，是茶葉含量最多的游離氨基酸，一般占茶葉干重的1%～5%，是構成茶葉自然品質的主要成分。茶氨酸具有顯著提高機體免疫力、抵御病毒侵襲、抗焦慮、抗抑郁、鎮靜等作用，又被稱為21世紀“新天然鎮靜劑”，此外茶氨酸還具有增強記憶力、延緩衰老、改善女性經前綜合癥、增強肝臟排毒功能、抗癌、抗疲勞等功能[20]。國際茶葉市場上，我國是出口大國，在目前低檔茶滯銷、茶副產物積壓丟棄的情況下進行茶氨酸的提取和應用研究，將有助于改善我國茶葉資源的綜合利用，緩解環境的壓力。因此可利用低檔茶、茶末、茶梗等茶副產物提取茶氨酸，將提取制備具有功能特性的茶氨酸綜合開發緩解疲勞保健品、增強免疫保健品、改善睡眠保健品、治療抑郁癥藥、有效改善兒童多動癥保健品、更年期綜合征及用于預防和治療阿爾茨海默病等[21]，拓寬茶氨酸在功能食品領域的應用。

2.3.5 茶色素

茶色素一般是指以兒茶素為主的多酚類化合物經氧化、縮合而生成的水溶性色素的混合物，主要包括茶黃素類、茶紅素類和茶褐素類。茶色素是一種天然的著色劑，目前已廣泛應用于面包、蛋糕、餅干、果凍、果醬、口香糖、飲料等產品中。茶色素還具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗腫瘤、抗菌、抗病毒、調節血糖血脂等保健功能，從低檔茶和茶副產物中提煉天然茶色素作為制藥原料，已被用于癌癥、心血管病、糖尿病、齲齒、消化系統疾病的預防和治療。如江西綠色集團生產的茶色素膠囊投放市場，是一種較好的抗心腦血管疾病藥物[22]。

3 在日化中的利用

茶葉除了廣泛應用于飲料、食品、保健品、醫藥外，還應用于日用品。茶日化產品是指利用茶鮮葉、成品茶，或是茶園、茶廠的副產物、下腳料為原料，利用相應的加工技術制成日用產品并運用在生活中。茶日化產品按照用途劃分為洗漱用品、家居用品、廚衛用品、裝飾用品、化妝用品等。

在洗漱用品方面，茶多酚可以使蛋白質變性且具有很強的吸附能力，具有抗菌消炎和除臭功能。將從低檔茶、茶末、茶梗等茶副產物中提取的茶多酚作為一種添加劑應用到牙膏產品中，具有防齲齒作用。霍紅等[23]報道在牙膏中添加茶多酚能夠有效祛除口腔中的蒜味等異味，且在口感、泡沫量、安全性等方面表現良好。

在家庭生活中，茶葉被加工成床上用品，比如將茶梗、茶末等茶葉副產品作為枕芯制成茶枕，枕芯茶葉散發出清新的香味，能夠調節中樞神經，改善睡眠質量，受到廣大消費者的喜愛。王艷麗等[24]利用茶葉的可吸附異味特性開發出的茶枕對甲醛具有良好的吸附作用，并且能夠凈化室內空氣。茶籽是茶葉的一種主要茶副產物，從茶籽中提取茶皂素是一種性能良好的天然表面活性劑。盧向陽等[25]在洗滌劑配方中加入茶皂素，并與市售洗滌劑進行對比，結果發現復配型茶皂素洗滌劑泡沫穩定性較好，去污能力強，具有良好的洗滌效果。

此外，茶副產物還應用于化妝品領域，主要是利用低檔茶、茶末、茶梗、茶下腳料等提取的茶多酚、茶皂素、茶葉籽油等活性成分，添加在人們日常使用的洗面奶、防曬霜、護膚品等中[26-29]。

4 在畜牧業中的利用

我國茶葉資源豐富，茶葉生產與消費量均居世界第一，隨之產生的茶副產物量也巨大，每年都有數十萬噸的茶副產物產生。茶副產物不僅來源廣泛，價格低廉，且與茶葉營養成分相差無幾。所以低檔茶在畜牧業中應用具有很大的市場潛力，如王志耕等[30]用市場購買的低檔綠茶經沸水沖泡后的茶湯飼喂14日齡的肉仔雞，結果表明，飲用茶湯組肉仔雞胸肉的滴水損失率減少37%，肉仔雞腹脂的碘價和酸度值分別低于對照組8.7%和20.5%。低檔茶制成的飼料不僅可以改善畜禽產品品質，還能增強畜禽抵抗疾病的能力、提高畜禽生產性能、減少畜禽糞便對環境的污染。

除了將低檔茶應用于動物飼料中，還可利用茶末、茶梗、茶下腳料等茶副產物提取的活性成分，如茶多酚、茶多糖、茶皂素等作為添加劑添加到飼料中，其中關于茶多酚應用于動物飼料中的研究最多、最深入，茶多糖、茶皂素的研究報道相對較少。將茶多酚添加到畜禽飼料中不僅能夠提高和改善畜禽的生長性能，還能促進畜禽腸道健康、改善肉類品質。如：李明元等[31]研究表明：添加0.1%茶多酚復合添加劑在豬飼料中可以顯著提高豬的日增重；劉寶德等[32]在生蛋雞日糧中添加不同濃度的茶多酚，結果表明，茶多酚能提高生蛋雞生產性能和雞蛋品質，尤其在生蛋雞日糧中添加600 mg/kg茶多酚后，產蛋率顯著提高（P＜0.05），料蛋比降低（P＜0.05）。

將提取的茶副產物中的活性成分如茶多酚、茶多糖等作為畜禽飼料添加劑的應用潛力巨大，是對茶副產品資源的充分綜合利用。茶副產品作為綠色添加劑用于動物生產上，無殘留、無毒副作用，符合大眾的消費心理和環保意識，但對于不同畜禽其最佳使用劑量有待研究。可以肯定，隨著各項研究的深入，茶副產物在畜牧飼料中的應用前景將會十分廣闊。

5 結語與展望

茶副產物的綜合利用一直是茶產業關注的重要研究方向。茶副產物的應用主要有天然產物如茶多酚、咖啡堿、茶多糖、茶色素等活性成分的提取和速溶茶的提取，每年用于提取的原料有數萬噸。其次，茶副產物還用于飲用和袋泡茶產品的開發。此外，通過利用茶下腳料、茶末和茶梗等茶副產物提取茶多酚、茶皂素等天然活性成分還能應用于洗面奶、手工皂和防曬霜等日化產品上。動物飼料、吸附劑、菌類的培養基、臨床醫藥等方面還處于研究階段，相應的產品較少，應用前景好。

綜上所述，我國對茶加工下腳料的開發利用還停留在相對淺顯的層面，主要應用于天然產物提取、速溶茶提取和袋泡茶等行業。而茶加工過程中產生的下腳料有很大的研究價值與意義，例如在臨床和醫藥行業的應用，因而利用低檔茶、茶末、茶梗等茶副產物開發的產品成本不高，且茶葉茶副產品中含有和茶葉相似的化學組成，能有效降低產品的生產成本，既有益于人類健康，又能充分利用茶葉資源，還能保護環境。相信隨著生物與科學技術的發展，茶副產物將能夠被充分地開發與利用。