王偉偉，陳琳，2，張建勇，江和源，*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省茶葉加工工程實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310008；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京100081）

茶末、茶片主要是在茶葉加工的揉捻、烘焙等工序時(shí)脫落下來(lái)的片末。茶葉加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的茶末、茶片，約占茶葉總產(chǎn)量的10%～30%[1-2]。許多茶葉加工企業(yè)并未將茶片和茶末分開，且現(xiàn)有研究多數(shù)未對(duì)兩種副產(chǎn)物進(jìn)行區(qū)分，本論文以茶末代表茶葉片末進(jìn)行綜述。茶末中的游離氨基酸、茶多酚、兒茶素、糖類和咖啡堿等含量與茶葉相近，甚至高于茶葉中的含量[3]，因此，茶末可作為功能成分提取純化的優(yōu)質(zhì)原料。研究表明，茶末具有較多的功能活性，如抗氧化、調(diào)節(jié)血糖和血脂等功能，以及降低魚類的脂肪和膽固醇含量[4-11]，可用于開發(fā)功能性的食品、飼料和保健品。

目前，茶末的利用途徑主要有以下幾個(gè)方面：（1）名優(yōu)茶加工過程中產(chǎn)生的少量茶末，以嫩芽、嫩葉為主，滋味醇厚，通常用于直接沖飲；（2）低檔茶原料較為粗老，機(jī)械加工過程中會(huì)產(chǎn)生較多的茶末，該類茶末苦澀味較重，主要用于茶多酚、兒茶素、茶氨酸、茶多糖等成分的提?。唬?）茶末還可以用于動(dòng)物飼料、卷煙和茶酒等產(chǎn)品的開發(fā)。本文對(duì)茶末的不同利用途徑研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為今后茶末的深入研究和應(yīng)用作參考。

1 茶末功能成分的提取純化

1.1 茶多酚的提取

茶多酚是茶葉中最主要的活性成分之一，具有良好的營(yíng)養(yǎng)和藥坯價(jià)值，有抗氧化、抗輻射、抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化等功效[12]，茶多酚主要有兒茶素、黃酮及黃酮苷類、花青素和花白素類、酚酸和縮酚酸類[13]，茶末中的茶多酚含量高，是提取利用的優(yōu)質(zhì)原料。

茶末中提取茶多酚的方法主要有溶劑提取法、離子沉淀法、吸附樹脂法、超聲波浸提法、超高壓提取法和超臨界流體萃取法等[14]。溶劑提取法一般用乙醇溶液或水浸提，應(yīng)艷杰等[15]優(yōu)化了綠茶末中茶多酚提取的工藝條件，得到乙醇濃度45%，提取溫度67.5℃、料液比15∶1（g/mL）時(shí)兒茶素提取率最高。離子沉淀法采用氯化鋅和硫酸鋅作為沉淀劑，沉淀時(shí)要求調(diào)節(jié)pH值為中性或偏酸性，過濾后采用鹽酸轉(zhuǎn)溶，然后用乙酸乙酯萃取，濃縮干燥后得到純度較高的茶多酚[16-17]。超聲波輔助浸提能加速浸提物的擴(kuò)散速度，縮短提取時(shí)間和降低提取溫度，薛麗群等[18]研究了超聲波輔助提取茶末中的茶多酚，提取溫度60℃，料液比1∶15（g/mL）、提取時(shí)間21 min，兩次浸提茶多酚的浸出率較高，經(jīng)殼聚糖吸附純化，茶多酚的純度可達(dá)到90.95%。李棟林[19]研究了超聲波耦合雙水相提取技術(shù)，采用乙醇/硫酸銨雙水相體系提取，乙醇濃度50%、硫酸銨25%、溫度45 ℃、料液比 1∶70（g/mL）、超聲時(shí)間 16 min，茶多酚的提取率為17.58%，該方法無(wú)污染，提取時(shí)間短，提取率高。超高壓技術(shù)用于提取茶末中的茶多酚具有效率高、能耗小、溫度低等優(yōu)勢(shì)，李素云等[20]采用乙醇濃度50%、料液比 1 ∶20（g/mL）、壓力 200 MPa、保壓時(shí)間5 min時(shí)，茶多酚的提取率達(dá)到37.7%。此外，馮歡歡等[21-22]采用機(jī)械化學(xué)法和β-環(huán)糊精輔助法研究了茶末中總黃酮的提取分離工藝，利用β-環(huán)糊精對(duì)黃酮的包合或吸附作用，提高黃酮的水溶性，β-環(huán)糊精添加量8.27%，總黃酮的提取率為7.84%，發(fā)現(xiàn)機(jī)械化學(xué)輔助提取能縮短提取時(shí)間，節(jié)約能源，提高提取率。Münevver S?kmen等[23]采用超臨界流體萃取法分離得到純度為94.28%的兒茶素，且分離時(shí)間短。

1.2 咖啡堿的提取

咖啡堿是茶葉中含量最高的生物堿，能刺激神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)，具有提神、去疲勞、提高記憶力、降低Ⅱ型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)、抗癌等功效，但在過量使用時(shí)會(huì)引起高血壓、心律不齊和鈣流失等不良反應(yīng)。茶葉中的咖啡堿含量一般為2%～4%，高于咖啡和可可屬植物，是咖啡堿利用的的優(yōu)質(zhì)原料[24-25]。

茶末可用于咖啡堿的提取。20世紀(jì)90年代研究采用分段提取法，熱水浸提，減壓過濾后濾液進(jìn)行濃縮，濃縮液加入生石灰去除單寧酸，然后用60%～70%的乙醇溶解，過濾濃縮后冷卻結(jié)晶即可得到咖啡因粗品，粗品采用沸水溶解后活性炭脫色，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶后過濾，干燥結(jié)晶，即得到咖啡堿的純品[26-27]。馬森[28]改進(jìn)了茶葉中咖啡堿的提取方法，以武夷巖茶茶末為原料，采用95%的乙醇90℃回流提取，加入氧化鎂或氧化鈣，90℃烘干水分和乙醇，得到咖啡因粗品，再將粗品放置于180℃～190℃油浴中，使得咖啡堿升華，結(jié)晶在漏斗上，即得到純度為80%以上的咖啡堿。

總的來(lái)看，咖啡堿自身性質(zhì)較穩(wěn)定，能在適當(dāng)高溫下進(jìn)行提取，溶于熱水，微溶于冷水，溫度高于178℃時(shí)可大量升華。因此，水提和乙醇提取均可，純化后冷卻結(jié)晶和高溫升華均可得到純度較高的咖啡堿。

1.3 茶多糖的提取

茶多糖是茶末中重要的活性物質(zhì)，具有降血糖、降血脂、降血壓、增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、防輻射等功效[29]，6大茶類的茶末中茶多糖含量均較高。庫(kù)爾班吾斯曼等[30]研究發(fā)現(xiàn)3%的碳酸鈉溶液在85℃條件下可從綠茶、紅茶和茯茶中提取較多的茶多糖。趙叢叢[31]對(duì)云南綠茶茶末中茶多糖的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得到料液比 1 ∶10（g/mL）、提取溫度 85℃、時(shí)間 100 min，提取 3次條件下提取率為93.82%。鄭霖華等[32]優(yōu)化了安溪鐵觀音茶末中茶多糖的提取工藝，得到料液比1∶80（g/mL）、提取溫度90℃、時(shí)間130 min，茶多糖的得率最高，浸提后離心、抽濾、濃縮、醇沉可得到茶多糖的粗提液。綜合來(lái)看，茶多糖的提取以水溶液為主，也有采用鹽溶液和酸堿溶液浸提的，浸提溫度一般為85℃以上，且pH值對(duì)茶多糖提取影響較大，不同茶末最佳提取工藝略有差異。茶多糖的純化工藝主要包括Sevage法去蛋白、活性炭或樹脂法去色素、透析法去小分子雜質(zhì)、柱層析法去纖維素和凝膠柱層析分離不同分子量的茶多糖等[33-34]。

1.4 茶氨酸的提取

茶氨酸是茶葉中含量最高的氨基酸組分，是茶葉的特征氨基酸，占茶葉干重的1%～2%，具有提高免疫力、調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)和預(yù)防心血管疾病等功效[35]，是近年來(lái)茶保健品市場(chǎng)的新寵。茶氨酸制備的方法以水提為主，結(jié)合超聲波、微波和酶處理等輔助提取方法，茶氨酸可通過活性炭吸附、樹脂動(dòng)態(tài)吸附和洗脫等方法得到茶氨酸純品[36]。陳義勇等[37]采用超聲波和微波協(xié)同輔助法提取綠茶茶末中的茶氨酸，當(dāng)料液比1∶40、提取時(shí)間50 min、微波功率80 W、超聲波功率50 W時(shí)，茶氨酸得率最高。陳政旭等[38]研究了鐵觀音茶末中茶氨酸的提取，發(fā)現(xiàn)料液比1∶23（g/mL）、提取溫度80℃、提取時(shí)間20 min條件下茶氨酸的得率最高。

1.5 其他成分的提取

茶末中水溶性膳食纖維、茶蛋白和多肽的提取和純化也有研究，水溶性膳食纖維具有減緩消化速度、調(diào)控血糖和膽固醇含量等功效[39]，王明元等[40]研究了堿法提取茶末中水溶性膳食纖維的工藝，發(fā)現(xiàn)影響提取率的因素依次是溫度、堿濃度和時(shí)間，當(dāng)提取溫度90℃，NaOH含量8%和時(shí)間75 min時(shí)膳食纖維的提取率最高。

茶葉蛋白具有抗氧化、防輻射和降血脂等功效，蛋白中含有18種氨基酸，其中必需氨基酸占40.68%，是一種優(yōu)質(zhì)蛋白。茶葉中的多肽有調(diào)節(jié)激素、免疫、酶等功能，又可以抗氧化、抗病毒，且人體吸收率高于氨基酸[41-42]。茶葉蛋白和多肽提取方法主要是堿法提取和酶法提取，賀弘[43]的研究表明NaOH濃度0.1 mol/L，料液比 1 ∶60（g/mL）、溫度 80 ℃、時(shí)間 1.5 h，茶蛋白的提取率最高，為54.29%，然后用0.05%的堿性蛋白酶水解，經(jīng)10 000 Da超濾膜過濾，分子篩柱分離后可得到3種抗氧化能力強(qiáng)的茶多肽。

2 茶末的應(yīng)用研究

2.1 動(dòng)物飼料

茶末中富含茶多酚、粗纖維、蛋白質(zhì)等成分，用于動(dòng)物飼料，能降低成本，提高禽畜的抗病能力，目前已有將茶末用于豬、雞和魚等飼料中的研究。

茶末添加在豬飼料中的影響。茶末能影響育肥豬胴體性狀，添加茶末能促進(jìn)豬的消化器官發(fā)育和生長(zhǎng)速率，研究表明，添加3%的茶末，能使育肥期縮短11 d，體重增加14%[44-45]。茶末添加在豬飼料中還能提高豬肉品質(zhì)，茶末中的茶多酚和茶多糖能降低豬肉中膽固醇和脂肪含量，減少豬背部脂肪含量，提高豬的廋肉率，提高豬肉的抗氧化能力，延長(zhǎng)保鮮期，并且增加豬的肌肉中水分含量，保持豬肉鮮嫩，改善豬肉口感[46-47]。綠茶末改善豬肉品質(zhì)效果更好，綠茶添加飼料喂養(yǎng)的豬體重增長(zhǎng)速率和谷胱甘肽過氧化物酶含量高于烏龍茶添加的飼料[48]。

茶末添加在雞飼料中的影響。茶末添加在雞飼料中可以提高產(chǎn)蛋個(gè)數(shù)、平均蛋重、產(chǎn)蛋率，提高雞蛋色級(jí)，提高飼料利用率、健雛率和出雛公雞率[49-52]。茶末添加能增強(qiáng)雞蛋蛋黃的黏聚性、咀嚼型、硬度、恢復(fù)性和彈性等指標(biāo)[53]。茶末添加還能降低母雞的丙二醇、甘油三酯和膽固醇含量，提高蛋黃卵磷脂和維生素A含量，提高母雞體內(nèi)超氧化物歧化酶活力，提高母雞的抗病性，提高血清中總蛋白含量[54-55]。

茶末添加在魚飼料中的影響。研究表明，綠茶、紅茶、黃茶和黑茶添加在魚飼料中，均能降低肌肉中的脂肪和膽固醇含量，減少飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸含量，促進(jìn)魚的生長(zhǎng)，提高飼料的利用率，降低血清中低密度脂蛋白含量[56]。茶末還能提高魚肝臟中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性和維生素E、還原性谷胱甘肽含量，使得魚對(duì)環(huán)境刺激的抵抗力和抗應(yīng)激能力增強(qiáng)[10]。

2.2 吸附材料

茶末是一種好的吸附材料，許多人會(huì)在新房裝修或購(gòu)買新車后選擇放一些低檔茶葉或茶末用于吸附異味和甲醛，且茶末的物理結(jié)構(gòu)適合制備活性炭，可用于去除廢水中的污染物。有研究表明，茶末可以吸附水體污染物亞甲基藍(lán)、孔雀石綠和酚紅等染料，茶末經(jīng)過浸提去除部分化學(xué)物質(zhì)后干燥粉碎，即可作為染料的吸附劑，其中顆粒大小和pH值均會(huì)影響吸附量，茶末對(duì)亞甲基藍(lán)、孔雀石綠和酚紅的吸附量達(dá)到19.37、16.50、218.40 mg/g，孟加拉國(guó)的學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)茶末對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附高達(dá)85.16 mg/g，可能是采用的原料、pH值和吸附時(shí)間的差異[57-59]。綜合來(lái)看，茶末對(duì)廢水中的有毒有害染料具有較好的吸附效果。

茶末還可以用于重金屬元素的吸附。茶末能吸附廢水中的 Cu、Pb、Zn、Cr和 Cd等金屬元素，其中 Cu和Pb吸附速率快，當(dāng)pH值為5～6時(shí)，15 min～20 min吸附率可達(dá)到90%，Cu和Pb的最大吸附量分別為48mg/g和65mg/g[60]。重金屬元素中茶末對(duì)Cr的吸附量最大，當(dāng)pH值為7、溫度30℃時(shí)，吸附12 h，Cr的吸附量高達(dá)199.52 mg/g[61]。茶末對(duì)Zn也有一定的吸附效果，當(dāng)pH值為4.2時(shí)，Zn的吸附率為8.9 mg/g[62]。茶末還可以吸附污染物中的Cd，如10%的茶末可減少沉積物中67.7%的Cd，使軟體動(dòng)物和鳳眼蓮根部對(duì)Cd的攝取分別減少83%和75%[63]。由此可見，茶末對(duì)多種重金屬元素均有吸附去除效果，是治理水中重金屬污染的綠色途徑。

此外，茶末還可以吸附廢水中的氟離子，經(jīng)過胺交聯(lián)制備撐生物可以吸附劑去除水溶液中的磷酸根和硝酸根離子，還能用于生物柴油的凈化等[64-66]?？偟膩?lái)看，茶末的吸附效果好，適用范圍廣，包括燃料、金屬離子、鹽離子等，是一種新型的吸附劑材料。

2.3 卷煙行業(yè)

茶葉副產(chǎn)物在卷煙行業(yè)中的應(yīng)用也有較多研究，茶末可用在卷煙的濾棒、煙絲和卷煙內(nèi)襯紙中。將茶末直接應(yīng)用在煙絲上，或?qū)⒉杼崛∫簢姙⒃跓熃z上，可起到降低焦油、尼古丁，以及煙氣中有害成分含量的效果[67]；將茶末應(yīng)用于濾棒中，不參與燃燒，可以吸附煙氣的異味，截留有害物質(zhì)，減少對(duì)人體的損傷，還可以增加煙氣中的致香成分[68]；將茶末應(yīng)用于內(nèi)襯紙中，能使煙香細(xì)膩、柔和，刺激性減弱，茶韻凸顯，改善抽煙品質(zhì)[69]。此外，添加不同茶類的茶末能開發(fā)出差異化風(fēng)味的卷煙產(chǎn)品。因此，將茶末應(yīng)用于卷煙行業(yè)具有可行性，是推出高質(zhì)量卷煙產(chǎn)品的一種重要途徑。

2.4 其他應(yīng)用

茶末在其他領(lǐng)域也有應(yīng)用研究報(bào)道，例如，茶末可用于開發(fā)茶飲料、冰淇淋、面條、堅(jiān)果、零食、點(diǎn)心等新型茶食品[70-71]；可以替代棉籽殼制備培養(yǎng)基，用于食用菌類的栽培[72]；茶末用于棉織物染色具有較高的色牢度，且無(wú)毒無(wú)害，滿足人們對(duì)高品質(zhì)和回歸自然的需求[73]；茶末添加入粘土磚中，可提高磚的抗壓力，生產(chǎn)出成本低、更環(huán)保建筑用磚[74]；茶末可以作為原料用于單寧酶的制備，變廢為寶，可以制得活性高達(dá)104 U/g的單寧酶[75]；茶末還可以用于生物質(zhì)燃料的加工原料、通過氣化可以產(chǎn)生氫氣，合成活性炭納米粒子后作為陽(yáng)極鋰電池的材料具有較高的性能[76-78]。由此可見，茶末的應(yīng)用研究領(lǐng)域廣，是一種生態(tài)、環(huán)保、健康產(chǎn)品開發(fā)的優(yōu)質(zhì)原料。

3 結(jié)論與展望

茶葉副產(chǎn)物的綜合利用一直是茶產(chǎn)業(yè)關(guān)注的重要研究方向。茶末的應(yīng)用覆蓋了食品、日化品、保健、卷煙、吸附劑、建筑等行業(yè)，具有較好的開發(fā)利用前景。茶末的應(yīng)用以天然產(chǎn)物的提取為主，如茶多酚、兒茶素、茶氨酸、茶黃素、茶褐素等成分和速溶茶的提取，每年用于提取的原料有數(shù)萬(wàn)噸。其次，有部分茶末用于飲用和袋泡茶產(chǎn)品的開發(fā)。動(dòng)物飼料、吸附劑、煙草、菌類的培養(yǎng)基、染色劑等方面還處于研究階段，相應(yīng)的產(chǎn)品并不多，應(yīng)用前景好，但仍有許多問題需要攻關(guān)，例如添加茶末對(duì)飼料口感的影響，茶多酚影響動(dòng)物對(duì)微量元素的吸收，長(zhǎng)期食用是否有負(fù)面作用，高添加量對(duì)雞產(chǎn)蛋和繁殖性能、蛋殼厚度和強(qiáng)度的影響，新的吸附劑和煙草產(chǎn)品開發(fā)等。整體來(lái)看，茶末的開發(fā)利用尚有待深入拓展研究。