摘 要 茶多酚氧化產(chǎn)物主要是茶色素，具有重要的保健功能和臨床應(yīng)用價(jià)值，開展茶色素產(chǎn)品具有重要意義。梳理了溶劑浸提法、化學(xué)氧化法、酶促氧化法制備茶色素的一些研究現(xiàn)狀，認(rèn)為酶促氧化法制備茶色素具有較大的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞 茶多酚；氧化產(chǎn)物；茶色素；制備方法；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.22.030

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茶多酚是茶葉中兒茶素、黃酮醇、花青素以及酚酸等4大類型的總稱，占鮮葉干重的15%～25%，是茶葉的重要呈味成分[1]。茶多酚性質(zhì)較為活潑，尤其是兒茶素極易發(fā)生氧化，使茶多酚總量減少，因而不同茶類的茶多酚含量差異較大[2]。

茶多酚的氧化產(chǎn)物主要是茶黃素、茶紅素和茶褐素等，統(tǒng)稱茶色素[3]。隨著茶與人類健康研究的不斷深入，人們對(duì)茶色素的研究十分關(guān)注。研究表明，以茶黃素、茶紅素為主的茶色素具有抗氧化、抗腫瘤、預(yù)防心腦血管疾病、抗菌抗病毒、防治消化系統(tǒng)疾病等功效[4-8]，因而不斷受到茶葉界、醫(yī)學(xué)界和科技界的高度重視，而獲取具有高含量茶黃素、茶紅素成分的茶色素產(chǎn)品更是一個(gè)重要的研究內(nèi)容。為了茶多酚氧化產(chǎn)物的進(jìn)一步開發(fā)與利用，特對(duì)茶色素的制備方法進(jìn)行簡要梳理。

1溶劑浸提法

溶劑浸提法是以紅茶、普洱茶等茶多酚氧化產(chǎn)物相對(duì)較多的茶類為原料，以水、乙醇、乙酸乙酯、正丁醇等為溶劑，從中浸提茶色素的一種方法，工藝路線為：茶葉→溶劑浸提→過濾→除雜→濃縮→真空干燥、噴霧干燥或冷凍干燥→茶色素粗品。

大量學(xué)者對(duì)溶劑浸提法制備茶色素的方法、工藝參數(shù)等進(jìn)行了研究。孫劉根提出茶色素的提取方法并申請(qǐng)了專利保護(hù)，其工藝為：茶葉用熱水提取，調(diào)pH值為8～10，加熱濃縮，調(diào)pH值為3～6，加乙醇回流，重新調(diào)pH值為7～10，沉淀色素，然后干燥得茶色素產(chǎn)品，其中含茶褐素15%～18%、茶黃素1%～4%、茶紅素2%～5%[9]。吳永方等提供了一種茶色素的提取方法，茶葉經(jīng)沸水浸取、濃縮，再用乙醇轉(zhuǎn)溶，并用NaOH調(diào)節(jié)pH值為7.0～7.5后抽濾除雜，濾液經(jīng)三氯甲烷萃取后于60℃恒溫干燥即得到茶色素。經(jīng)抗癌實(shí)驗(yàn)和急性毒性實(shí)驗(yàn)表明，吳永方等提取的該產(chǎn)品是一種安全的防癌、抗癌物質(zhì)，可作為保健藥品、飲料、食品和化妝品的原料[10]。

超聲波、微波等輔助浸提技術(shù)也應(yīng)用于茶色素的提取。李大祥等以斯里蘭卡紅碎茶為原料，按1∶20加入沸蒸餾水，超聲波提取30 min（3次），紗布過濾，濾液經(jīng)抽濾后在50～60℃下減壓濃縮，濃縮液用等體積氯仿萃取3次，水相用等體積乙酸乙酯萃取3次，乙酸乙酯相在40～50℃下減壓濃縮至粘稠狀，經(jīng)乙醇轉(zhuǎn)溶后于70℃真空干燥得茶色素制品。分析表明，該茶色素中含茶黃素10.34%、茶黃素單沒食子酸酯9.57%、茶黃素雙沒食子酸酯4.81%、茶紅素40.93%[11]。龔文瓊等以普洱茶為原料，采用微波輔助提取，其最佳提取工藝為提取時(shí)間9.48 min，微波功率640 W，料液比1∶58.79，茶色素的提取率達(dá)97.5%[12]。

吸附法也用于茶色素的制備。屠幼英提供了一種從紅茶溶液中分離高純度茶黃素的方法，以紅茶色素溶液為原料，以AB-8、NKA-9或Mitsubishisp-207等大孔樹脂為分離介質(zhì)，以乙醇水溶液為洗脫溶液，分離得到高純度茶黃素。該方法工藝簡單、能耗較低、操作簡便、安全，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)[13]。

由于紅茶、普洱茶中茶黃素、茶紅素等成分含量相對(duì)較低，茶色素提取得率相對(duì)較低。同時(shí)，茶色素產(chǎn)品中含有兒茶素、氨基酸、咖啡堿等組分，各組分性質(zhì)差異大，尚需進(jìn)一步分離純化。因此，制備茶色素更多的是采用化學(xué)氧化法和酶促氧化法制備。

2化學(xué)氧化法

茶多酚在氧化劑的作用下，易氧化形成茶黃素、茶紅素等茶色素，故可采用化學(xué)氧化法制備茶色素。常用的氧化劑有K3Fe（CN）6、NaHCO3、FeCl3等[14-16]。蕭偉祥等在茶多酚水溶液中，滴入氧化劑K3Fe（CN）6與NaHCO3，在30℃下攪拌反應(yīng)。反應(yīng)完成后，經(jīng)調(diào)節(jié)pH值、萃取、濃縮、干燥，得到茶色素粉末[17]。同時(shí)，蕭偉祥在茶多酚水溶液中，加入Na2CO3，使其pH值為8～10，通入氧氣，在80℃下進(jìn)行氧化反應(yīng)。反應(yīng)完成后，進(jìn)行減壓濃縮，真空干燥，同樣制得茶色素。蕭偉祥認(rèn)為這種方法未加入任何氧化劑，屬于自動(dòng)氧化；但筆者認(rèn)為該方法改變了茶多酚所在環(huán)境的pH值，通入了氧化劑（O2），仍然屬于化學(xué)氧化。王坤波等以兒茶素為底物，加入pH值為7.7的K3Fe（CN）6與NaHCO3，在25℃下反應(yīng)15 min后，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為2～3終止反應(yīng)，再用乙酸乙酯萃取、濃縮、干燥，得到茶色素產(chǎn)品[18]。

以茶多酚、兒茶素為原料化學(xué)氧化制備茶色素成本偏高，因此降低成本顯得十分必要。楊德同把綠茶或新鮮茶葉的浸出液在堿性條件下進(jìn)行氧化，經(jīng)濃縮得稠膏狀紅茶色素，再用極性溶劑對(duì)其進(jìn)行提純，得紅茶色素的精制品，提取率可達(dá)20%，產(chǎn)品水溶性好，色澤鮮艷[19]。

采用化學(xué)氧化法，盡管其反應(yīng)進(jìn)程快，但原料成本高，且化學(xué)氧化加入了無機(jī)金屬離子，工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)易引起環(huán)境污染，在工藝設(shè)計(jì)上需進(jìn)一步完善。

3酶促氧化法

茶多酚、兒茶素在多酚氧化酶作用下，可被氧化成為茶黃素、茶紅素、茶褐素等茶色素物質(zhì)，是紅茶色澤形成的根本原因所在。因此，可利用酶來催化氧化茶多酚，形成茶色素。影響茶多酚、兒茶素酶促氧化的因素較多，包含催化酶系、反應(yīng)底物濃度、反應(yīng)體系pH值、溫度、時(shí)間等。

首先用于茶多酚、兒茶素酶促氧化是茶葉中的多酚氧化酶。李靜等利用茶鮮葉制得多酚氧化酶粗酶液，氧化產(chǎn)物中茶黃素含量可達(dá)52.73%[20]。李麗霞等以茶鮮葉、冷丙酮、聚乙烯吡咯烷酮等制得茶葉復(fù)合酶，并以速溶綠茶為底物進(jìn)行酶促氧化，在茶葉復(fù)合酶濃度2.0%、速溶綠茶濃度0.5%、pH值為3.5的反應(yīng)體系中，于45℃下反應(yīng)2.5 h，兒茶素轉(zhuǎn)化率為34.79%[21]。龍堅(jiān)、吳心南等將茶鮮葉搗碎、預(yù)冷，將茶多酚配成有機(jī)溶劑溶液或水溶液，再加入酶，攪拌通風(fēng)反應(yīng)，經(jīng)分離、純化、濃縮、干燥后即可得到茶色素混合物[22-23]，該混和物為淡紅黃色至深紅色無定形粉末，含茶黃素8%～53%、茶紅素5%～30%、茶褐素2%～10%。

由于茶葉中多酚氧化酶制備較為困難，因此有學(xué)者用其他植物酶開展了試驗(yàn)研究。岳鹍采用漆酶體外酶促氧化茶多酚合成茶黃素。在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系中，酶促氧化的最佳條件為：反應(yīng)溫度50℃，pH值2.3，漆酶質(zhì)量濃度1.8 g·L-1，反應(yīng)時(shí)間1.5 h，茶多酚轉(zhuǎn)化率可達(dá)30%以上[24]。郝利民等將木犀科連翹屬落葉灌木金鐘葉片打碎后制得多酚氧化酶液并將之與茶多酚的緩沖溶液混合，在通入空氣或氧氣的條件下，經(jīng)反應(yīng)后即得茶黃素[25]。另外，植物葉、蔬菜、水果等作為酶源[26-29]，仍可酶促氧化茶多酚形成茶色素，且植物葉、蔬菜、水果等來源廣泛，可有效解決茶色素合成工藝中高效廉價(jià)催化劑的來源問題。

上述酶促氧化方法均是將液態(tài)酶與底物進(jìn)行混合反應(yīng)，酶呈游離態(tài)，易失活，且不可重復(fù)利用，因此有學(xué)者將固定化酶技術(shù)應(yīng)用到茶色素的制備中。江和源等以樹脂作為載體，采用吸附交聯(lián)法將多酚氧化酶固定在樹脂上，并將固定化多酚氧化酶固定于填充床反應(yīng)器中形成床體，從填充反應(yīng)器的底部將氧氣與茶多酚料液同時(shí)通入床體中，進(jìn)行茶多酚的動(dòng)態(tài)連續(xù)氧化，使兒茶素聚合形成茶黃素，實(shí)現(xiàn)了多酚氧化酶的重復(fù)利用[30]。吳菁等以多孔金屬鋁板為支撐物，經(jīng)戊二醛聯(lián)殼聚糖包埋法制得多酚氧化酶金屬酶膜，與茶多酚溶液在pH值為5.0、37℃條件下通氧反應(yīng)1～2 h，即可制得茶黃素產(chǎn)品[31]；該法利用生物合成法制茶黃素，相比于茶葉提取茶黃素產(chǎn)量大大提高，反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)過程中無污染，適合工業(yè)化生產(chǎn)。岳鹍等采用D152樹脂固定化漆酶體外酶促氧化茶多酚合成茶黃素，在重復(fù)使用10次后，酶催化活性仍然可以保留48%左右，其利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于游離酶[32]。由此可見，固定化酶技術(shù)在茶色素的生產(chǎn)中具有較大的應(yīng)用前景。

4結(jié)論與展望

由于茶色素具有重要的保健功能和臨床應(yīng)用價(jià)值，因此開展茶色素產(chǎn)品的開發(fā)具有現(xiàn)實(shí)意義。茶色素常見的制備方法包括溶劑浸提法、化學(xué)氧化法和酶促氧化法，每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。溶劑浸提法無需氧化劑，直接從紅茶、普洱茶中提取，但制率不高；化學(xué)氧化法加入化學(xué)氧化劑，反應(yīng)進(jìn)程快，產(chǎn)品得率較高，但容易混入無機(jī)金屬離子，存在一定的危害性；酶促氧化法是較為天然的方法，產(chǎn)品得率較高，幾乎無污染，但酶易失活。

從總體上來看，酶促氧化法制備茶色素應(yīng)該是今后的一個(gè)重點(diǎn)方向。為了獲得廉價(jià)、易得、高效、穩(wěn)定的生物催化劑，酶源的選擇、酶的固定等值得在茶色素酶促氧化中進(jìn)行深入研究，而固定化酶技術(shù)具有良好的高效性、穩(wěn)定性和重復(fù)利用性，在茶色素的酶促氧化制備中具有較為廣闊的發(fā)展前景。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）