祝苗，李志洲

（陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000）

茶葉中富含許多化學(xué)物質(zhì)，其中茶多酚就是茶葉的主要成分之一。茶多酚又稱為“茶單寧”，是一種多元酚類化合物[1]。茶多酚可以從茶樹尖梢、茶葉、茶果、茶花、茶籽以及茶湯中提取，不同原料提取出來(lái)的茶多酚含量也各不相同。因?yàn)槠洫?dú)特的分子結(jié)構(gòu)，茶多酚已經(jīng)成為茶葉中最具生物活性的成分，同時(shí)它也是決定茶葉顏色、味道、健康功能和藥理作用的主要成分之一[2]?？茖W(xué)家通過(guò)對(duì)茶多酚的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚不僅具有良好的抗菌功能，同時(shí)它也具備良好的抗氧化功能。經(jīng)科學(xué)研究證實(shí)，茶多酚的抗氧化功能超過(guò)維生素E，它對(duì)魚油、色拉油及其他含動(dòng)植物油脂的食品都有很好的抗氧化活性。茶多酚主要由兒茶素類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、花青素類物質(zhì)以及縮酚酸類物質(zhì)構(gòu)成[3]，其中兒茶素類化合物在茶多酚眾多組成物質(zhì)中占比最大，約占茶葉干重的30% 左右，在茶多酚組成物質(zhì)中占其含量的70%左右[4]。兒茶素類主要由6 種多酚類化合物組成，其中包括兒茶素、表兒茶素、表沒(méi)食子兒茶素、表兒茶素沒(méi)食子酸酯、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯和沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯。研究發(fā)現(xiàn)，表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯是茶多酚組分中含量最多的單體物質(zhì)，同時(shí)它又是綠茶兒茶素類的重要生物活性成分[5]。近年來(lái)，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，傳統(tǒng)的食品保鮮劑已經(jīng)不能滿足食品安全的需求，天然抗氧化劑已逐漸成為食品添加劑領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。

1 茶多酚的功能活性

茶多酚對(duì)各類病菌均有相當(dāng)?shù)目咕钚?，如?duì)傷寒沙門氏球菌、桔草桿菌、志賀氏痢疾桿菌、銅綠色假單胞球菌、大肚埃希氏球菌等多種細(xì)菌都具有抗菌活性[6]。此外，茶多酚的抗氧化性能也非常顯著，經(jīng)科學(xué)研究證實(shí)，茶多酚具備抗氧化、防瘤抗癌、抗輻射、預(yù)防心血管疾病、降低血糖血脂等諸多養(yǎng)生作用[7]，是一類全新的天然抗氧化劑[8]，同時(shí)茶多酚也對(duì)活性氧自由基有著較強(qiáng)的消除效應(yīng)，對(duì)在細(xì)菌中形成的活氧自由基的消除效應(yīng)明顯高于維生素E 和維生素C[9]。目前，茶多酚引起了國(guó)內(nèi)外眾多科學(xué)家的關(guān)注，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的持續(xù)探究，茶多酚的提取分離技術(shù)水平得到了有效提升。

2 茶多酚的提取方法

2.1 溶劑萃取法

溶劑提取法主要是根據(jù)茶多酚具有溶于水、醇類、醚類、酮類和酯類等的特點(diǎn)，運(yùn)用相似相溶原理來(lái)提取茶多酚，而按照浸提液的不同，溶劑萃取法又可分為水提取法和有機(jī)溶劑萃取法。水提取法的提取率一般在5% 左右，與其他提取方法比較，水提取法的產(chǎn)物純度低且含有大量雜質(zhì)，提取的茶多酚的氧化程度也高。有機(jī)溶劑萃取法提取率為7% 左右，與水提取法比較而言，利用有機(jī)溶劑提取茶多酚的氧化程度相對(duì)來(lái)說(shuō)較低，但是它同樣具有雜質(zhì)含量較高的缺點(diǎn)[32]。楊金偉[33]以70% 的甲醇水溶液作為浸提液，在實(shí)驗(yàn)溫度為70℃的條件下，用70% 的甲醇水溶液浸提綠茶60 min，獲得含量高達(dá)19% 的茶多酚。馬紅青[34]利用乙醇萃取綠茶后再用乙酸乙酯和氯仿萃取，通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)干燥，能夠獲得含量可達(dá)24.19%的茶多酚。與其他提取茶多酚的方法相比，溶劑提取法具有成本低、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)條件容易控制的優(yōu)勢(shì)。溶劑提取法雖然整體實(shí)驗(yàn)較為穩(wěn)定化，但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，且后期對(duì)茶多酚的分離純化比較困難，需要多次蒸餾，執(zhí)行多步流程才可以獲得相對(duì)純度較高的茶多酚，且在制備過(guò)程中溶劑消耗過(guò)大，回收再利用的困難較大，容易對(duì)環(huán)境造成污染。

2.2 金屬離子沉淀法

金屬離子沉淀法是利用茶多酚在特定的條件下易與某些金屬離子產(chǎn)生絡(luò)合物沉積現(xiàn)象[35]，利用離心、酸轉(zhuǎn)溶、萃取等過(guò)程獲得最終產(chǎn)物茶多酚[36]。目前，沉淀劑主要包含三種類型：重金屬堿式鹽沉淀劑、氫氧化物沉淀劑以及金屬離子沉淀劑[37]。在制備茶多酚的過(guò)程中主要是以沉淀原理為基礎(chǔ)，通過(guò)茶多酚在特定的條件下使某種物質(zhì)產(chǎn)生沉淀物的方式，進(jìn)而從中獲得各種沉淀物，對(duì)各種程序進(jìn)行優(yōu)化處理。韓齊[38]用復(fù)合沉淀劑的方法提取茶多酚的提取率最高可達(dá)21.4%。金屬離子沉淀法雖然較其他提取法具有選擇性強(qiáng)、純度高的優(yōu)勢(shì)，但使用的沉淀劑對(duì)人體有損害，因此在實(shí)際操作應(yīng)用中需要嚴(yán)格把控有機(jī)溶劑的含量，若有金屬鹽殘留在產(chǎn)品當(dāng)中，會(huì)對(duì)產(chǎn)品安全構(gòu)成極大危害。

2.3 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取法是指在萃取過(guò)程中利用超聲波獨(dú)特的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)及熱效應(yīng)的特點(diǎn)，使所需萃取的物質(zhì)在液體中傳播時(shí)，大大提高對(duì)材料的擠壓與拉伸效率，同時(shí)通過(guò)超聲波的機(jī)械粉碎和空化作用所產(chǎn)生的巨大沖擊波和剪切力使得物質(zhì)細(xì)胞破碎，進(jìn)而提高多酚類物質(zhì)的溶出速度和數(shù)量[39]，促進(jìn)茶葉細(xì)胞內(nèi)茶多酚的釋放、擴(kuò)散及溶解的速度，從而獲得相對(duì)純凈的茶多酚[40]。劉芬[41]以乙醇水溶液為提取劑，以茶樹尖梢為原材料，利用超聲波輔助提取茶多酚，當(dāng)在料液比1∶32（g/mL），超聲溫度36℃，超聲波功率350 W 的條件下，茶多酚提取率最高，可達(dá)30%。超聲波輔助浸提法較其他提取法工藝簡(jiǎn)單，茶多酚氧化損耗低，產(chǎn)品得率較高，但是在利用超聲波輔助浸提法來(lái)提取茶多酚的過(guò)程中，超聲波會(huì)有所減弱，導(dǎo)致超聲波的有效面積改變而形成超聲空白區(qū)，進(jìn)而影響茶多酚的提取效率，同時(shí)超聲波輔助浸提法的成本也十分昂貴，因此限制了該方法的使用。

2.4 超臨界流體萃取法

超臨界萃取法作為一種新型的化學(xué)分離技術(shù)[42]，早早已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。超臨界流體萃取技術(shù)是指通過(guò)壓強(qiáng)和水溫對(duì)超臨界流體溶解能力產(chǎn)生作用而使得基質(zhì)和萃取物有效分離、提取和純化的過(guò)程[43]。在對(duì)物質(zhì)進(jìn)行萃取的過(guò)程中一般將超臨界CO2作為主要萃取溶劑，由于超臨界CO2的溶解能力強(qiáng)、萃取能力高的特點(diǎn)，因此該方法在各種領(lǐng)域中都發(fā)揮著不可替代的作用[44]。李林[45]利用超臨界CO2（SCF-CO2）來(lái)萃取綠茶中的茶多酚，當(dāng)設(shè)定CO2壓力為25 MPa，萃取溫度為80℃時(shí)，利用超臨界流體萃取綠茶2.5 h，SCF-CO2可將綠茶中47.50%的茶多酚提取出來(lái)。超臨界萃取方法作為一種新型的綠色分離技術(shù)，雖然使用成本高，但在應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)⒆陨淼膬?yōu)勢(shì)進(jìn)行最大化的發(fā)揮，因此相較于其他提取方法，超臨界流體萃取具有非常大的應(yīng)用前景。

2.5 膜分離法

膜分離法是指通過(guò)選擇適合的選擇性透過(guò)膜為隔離媒介，通過(guò)利用選擇性膜兩端不同的電位差、濃度差、壓強(qiáng)差，實(shí)現(xiàn)溶劑中各種物質(zhì)組分的分離[46]。該技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用于茶多酚的萃取過(guò)程中時(shí)，首先是利用超濾膜和微濾膜對(duì)物質(zhì)進(jìn)行除雜和澄清，而后再使用反滲透膜和納濾膜經(jīng)過(guò)濃縮獲得茶多酚產(chǎn)物。研究證實(shí)[47]，反滲透膜對(duì)茶多酚的截留率比納濾膜高10%左右。在實(shí)際應(yīng)用中膜分離法較其他方法提取效率低，在實(shí)際操作中還存在一定難度，需對(duì)不同薄膜材料的選擇進(jìn)行嚴(yán)格把控，同時(shí)過(guò)濾效率較低，精制工藝過(guò)程比較繁雜，需要結(jié)合其他的分離純化技術(shù)才能夠得到品質(zhì)較高的茶多酚，因此用膜分離法來(lái)提取茶多酚受到許多限制，無(wú)法大量投入使用。

2.6 樹脂吸附分離法

樹脂具有優(yōu)異的選擇性分離特性，能夠?qū)Σ瓒喾舆M(jìn)行有效的吸附，實(shí)現(xiàn)茶多酚與其他不同種類物質(zhì)的有效分離，從而能夠?qū)Σ瓒喾舆M(jìn)行提取和純化。樹脂吸附分離法是根據(jù)大孔樹脂優(yōu)良的選擇分離的特性，對(duì)茶多酚進(jìn)行吸附，從而實(shí)現(xiàn)分離茶多酚的目的。依據(jù)樹脂類型的不同，樹脂吸附分離法可分為凝膠柱分離法、吸附柱分離法和離子交換柱分離法[48]。牛志平[49]從8種不同類型的樹脂中篩選出最適合分離純化的CG-8 樹脂，利用這種樹脂來(lái)吸附分離茶葉中的茶多酚，茶多酚提取率可以達(dá)到80%左右，且純度可以達(dá)到98%。對(duì)比其他方法，樹脂吸附分離法提取茶多酚的方法過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)便，提取效率較高，不對(duì)環(huán)境造成污染，十分契合綠色化學(xué)的理念，但是該方法對(duì)樹脂的要求十分苛刻，且樹脂的成本較高，同時(shí)在操作過(guò)程中樹脂十分容易失活，造成堵塞，導(dǎo)致提取效率低下，因此樹脂吸附法還無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模使用。

3 茶多酚的應(yīng)用

3.1 茶多酚在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，食品保鮮已成為眾多研究人員爭(zhēng)相研究的課題。食品在超過(guò)一定的保質(zhì)期后就會(huì)腐爛變質(zhì)，原因有以下四點(diǎn)：①因微生物的繁殖引起食品腐敗變質(zhì)；②因食品與空氣中氧氣作用，從而引起食品成分的氧化變質(zhì)；③因食品內(nèi)部所含氧化酶、過(guò)氧化酶、淀粉酶、蛋白酶等的作用，促進(jìn)食品代謝，產(chǎn)生熱、水蒸氣和二氧化碳，致使食品變質(zhì)；④因昆蟲的侵蝕繁殖和有害物質(zhì)間接與直接污染，致使食品腐爛變質(zhì)。從天然產(chǎn)物中提取的保鮮劑不僅可以提高食品的保鮮程度，還可以避免對(duì)身體造成負(fù)面影響。茶多酚對(duì)數(shù)百種天然病原體具有優(yōu)異的抗菌活性，其含有的抗菌活性物質(zhì)具有殺菌、抑菌作用，同時(shí)茶多酚也含有天然抗氧化物質(zhì)，這些天然抗氧化物質(zhì)可延緩食品氧化過(guò)程，防止食品的氧化變質(zhì)。因此在食品工業(yè)中，茶多酚主要用于生產(chǎn)抗氧化劑、清新劑和除臭劑。茶多酚脂肪乳是一種可以保護(hù)脂肪產(chǎn)品的物質(zhì)，它可以延長(zhǎng)保鮮期限，不但可以保護(hù)肉食、腌制品、乳制品，而且在延長(zhǎng)物質(zhì)保鮮期限的同時(shí)還可以保存食物中的營(yíng)養(yǎng)成分，有效防止果蔬肉類變質(zhì)。在發(fā)酵肉制品中，茶多酚對(duì)生物胺、雜環(huán)胺和丙二醛等有害物質(zhì)有較好的抑制作用，能較好地抑制發(fā)酵肉制品脂質(zhì)氧化和雜菌的生成，從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期[10]。除此之外，茶多酚在發(fā)酵乳制品中也能夠充分發(fā)揮特性，不僅能夠較好地抑制酪蛋白的水解，還能增強(qiáng)乳制品的抗氧化性和穩(wěn)定性。在制備酸奶乳制品的過(guò)程中，添加茶多酚不僅可以提高酸奶乳制品的抗氧化活性，還能夠在一定程度上對(duì)酸奶乳制品的風(fēng)味產(chǎn)生影響，改變酸奶的品質(zhì)，賦予酸奶獨(dú)特的風(fēng)味和抗氧化功效[11]。除此之外，茶多酚在對(duì)有機(jī)蔬果的保鮮作用上也格外顯著，有機(jī)蔬果能夠有效地利用光合作用來(lái)進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存，但當(dāng)貯存方式、溫濕度等外界因素發(fā)生改變時(shí)，有機(jī)蔬果自身的光合作用會(huì)受到一定程度的影響。茶多酚在減緩病原菌生化活動(dòng)的同時(shí)，還能夠抑制細(xì)菌的繁殖速度，使得在果蔬上繁殖的病原菌的生化活動(dòng)減緩，進(jìn)而減緩色素和維生素C 的降解，從而保持有機(jī)蔬果的色澤穩(wěn)定，延長(zhǎng)有機(jī)蔬果的保鮮期[12]。有科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究表明，1 g/L 茶多酚溶液對(duì)鮮切蘋果的保鮮與抑菌具有良好效果[13]。在鮮嫩的果品蔬菜的表層涂抹或噴灑一定濃度的茶多酚溶液，可以降低蔬菜瓜果的呼吸強(qiáng)度，阻止部分病菌增殖，保留蔬菜瓜果本身的顏色，延長(zhǎng)蔬菜瓜果貯藏期，一般能達(dá)到食品保質(zhì)期的1~6 倍[14]，同時(shí)還能夠減少蔬菜瓜果中維生素C 的流失，維持蔬菜瓜果的營(yíng)養(yǎng)[15-16]。王靈昭等[17]以沙光魚片失水率為響應(yīng)值，通過(guò)響應(yīng)面法的Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步研究茶多酚的復(fù)配保鮮液對(duì)魚片的保鮮效果，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)茶多酚處理的沙光魚片，貨架期得到一定程度延長(zhǎng)，同時(shí)經(jīng)過(guò)處理的產(chǎn)品對(duì)細(xì)菌的抑菌性也更強(qiáng)。此外，茶多酚在發(fā)揮其抗氧化性和抑菌性的同時(shí)，也能更高效地去除肉類、糧、油作物及其制品的異味[18]。隨著研究人員對(duì)茶多酚的深入研究發(fā)現(xiàn)，如果長(zhǎng)期使用單一茶多酚對(duì)食品進(jìn)行保鮮，無(wú)法達(dá)到十分理想的效果。如果將茶多酚和其他天然活性產(chǎn)物保鮮劑復(fù)配使用，就能夠彌補(bǔ)茶多酚的不足，更好地提高茶多酚的活性，提高對(duì)食品的保鮮效果。比如茶多酚在對(duì)遷西板栗保鮮的過(guò)程中，以羧甲基殼聚糖溶液為主劑，添加復(fù)配茶多酚制成復(fù)合保鮮劑，不僅能夠使板栗外殼鮮嫩，而且果仁也沒(méi)有失水皺縮，最大程度保持其原有的色香味[19]。王岳飛等[20]研究表明，不同濃度的茶多酚和西洋參之間均存在協(xié)同增效作用，并且協(xié)同增效作用隨茶多酚濃度的上升而增強(qiáng)。劉開(kāi)華等[21]通過(guò)1.0% 殼聚糖和0.3% 茶多酚的復(fù)合保鮮劑使鳙魚肉的保鮮效果達(dá)到最佳，可延長(zhǎng)魚肉冷藏貨架期10 d 以上。茶多酚不但能夠作為活性保鮮劑來(lái)延長(zhǎng)蔬菜水果的保鮮期，還能夠應(yīng)用于罐頭保存、鮮食菌等的栽培過(guò)程中，能夠高效控制細(xì)菌的繁殖滋生[22]。由于天然化合物殼聚糖具有很強(qiáng)的成膜作用，因此它在蔬菜瓜果及肉類的保鮮中也被經(jīng)常使用，科研人員將它與茶多酚搭配用于保鮮產(chǎn)品，以增加保鮮效益和效率[23]。配制殼聚糖和茶多酚的混合溶液，均勻地涂刷于聚丙烯上，能夠獲得一種新型活性包裝材料[24]，廣泛應(yīng)用于保健食品的包裝[25]。在0℃冷藏條件下，向魚糜制品（梅魚魚丸）中加入0.20~0.30 g/kg 茶多酚，可以降低細(xì)菌總數(shù)，從而增加魚丸的硬度，并維持魚丸的彈性[26]。

3.2 茶多酚在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

茶多酚除了在食品領(lǐng)域有所應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中也具有十分重要的意義和作用，研究人員對(duì)茶多酚預(yù)防和治療癌癥進(jìn)行了深入研究。茶多酚在醫(yī)療保健功能方面也有所涉獵，它主要通過(guò)以下幾種方式達(dá)到保健作用：去除自由基，抑制烏氨酸脫梭酶的功能活性和脂氧化酶的正常代謝；控制亞硝化物與細(xì)胞增殖的過(guò)程，增強(qiáng)或改善有益酶的功能活性；抗衰老，去脂減肥，降低血糖血脂和膽固醇，阻止動(dòng)脈血管粥狀硬化，預(yù)防心血管疾病，增加免疫功能；控制腎小球細(xì)胞增長(zhǎng)速度的同時(shí)對(duì)腎功能進(jìn)行一定的改善[27]。茶多酚能夠?qū)ρM(jìn)行調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)血脂的過(guò)程中，茶多酚能夠和脂類物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)人體體內(nèi)的循環(huán)代謝，通過(guò)糞便將代謝產(chǎn)物排出體外，在代謝排出體外的過(guò)程中茶多酚能夠有效阻止脂質(zhì)斑塊的形成；同時(shí)茶多酚還可以促使人體血管內(nèi)膜斑塊中的膽固醇較好地逆向轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟，膽固醇到達(dá)肝臟后通過(guò)人體本身的新陳代謝將形成的膽固酸排出體外，通過(guò)人體代謝的方式，起到調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防心血管疾病的功效[28]。除此之外，茶多酚也可以對(duì)人體糖代謝功能存在的障礙進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效預(yù)防和治療高血糖及其并發(fā)癥，因此它也成為眾多糖尿病患者的首選保健品[29]。茶多酚的獨(dú)特特性決定了它在預(yù)防和治療癌癥方面的應(yīng)用，茶多酚在預(yù)防癌癥的過(guò)程中，一方面通過(guò)阻斷體內(nèi)致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，抑制人體內(nèi)癌細(xì)胞的代謝轉(zhuǎn)化來(lái)預(yù)防癌癥，在抑制人體內(nèi)癌細(xì)胞代謝轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，茶多酚產(chǎn)生活性因子作用于能夠產(chǎn)生促癌作用的蛋白酶，使其活性受到抑制，降低其促癌作用；另一方面提高人體免疫能力，茶多酚通過(guò)降低癌細(xì)胞DNA 的復(fù)制速度，對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，對(duì)癌癥放療、化療而導(dǎo)致白細(xì)胞、血小板數(shù)量銳減的情況進(jìn)行明顯的改善，通過(guò)茶多酚上述兩個(gè)方面的調(diào)節(jié)作用使得癌細(xì)胞凋亡，從而達(dá)到預(yù)防治療癌癥的效果[30]，因此茶葉對(duì)于各類腫瘤癌癥都具有不同程度的預(yù)防和治療效果[31]。

4 展望

茶多酚的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不僅在醫(yī)學(xué)、食品方面得到廣泛應(yīng)用，相信未來(lái)其還能在更多的領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，茶多酚復(fù)合保鮮劑也將會(huì)在食品領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。隨著研究人員對(duì)茶多酚提取方法的深入研究，單一的提取方法還存在缺陷，為提高提取效率，研究人員將多種提取技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用來(lái)提取茶多酚，取得了良好的效果。目前，茶多酚的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已經(jīng)呈現(xiàn)出功能化、時(shí)尚化、多樣化的特征，且產(chǎn)品市場(chǎng)也還在探索階段，相信在不久的將來(lái)，茶多酚在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用將會(huì)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。