紅茶茶色素的提取、功效及應(yīng)用研究進(jìn)展

楊 延 楊酈婷 查銀娟

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

20世紀(jì)80年代以來(lái)，就不斷有研究者對(duì)紅茶中茶色素的生物活性及保健功能進(jìn)行探索并發(fā)現(xiàn)：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(yī)藥領(lǐng)域均有較好的應(yīng)用前景[2]。以紅茶，特別是經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對(duì)較低的庫(kù)存紅茶、低檔碎茶和下腳料為原料，利用適當(dāng)?shù)姆绞教崛∑渲械牟枭?，并將其?yīng)用于食品、醫(yī)藥以及其他各個(gè)領(lǐng)域，可以提高紅茶的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn)我國(guó)紅茶深加工，減少浪費(fèi)。本文在查閱資料的基礎(chǔ)上，分別對(duì)紅茶中茶色素提取技術(shù)、功效，以及其在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)論述，以期為創(chuàng)新茶色素提取工藝、促進(jìn)茶色素應(yīng)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(xiàn)“金圈”。因該色素對(duì)紅茶品質(zhì)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(jīng)檢測(cè)分析證明：TFs 主要由茶黃素-3（3’）-單沒(méi)食子酸酯、茶黃酸、茶黃素-3-3’-雙沒(méi)食子酸酯等幾類色素按一定比例組成。與TFs 相似，TRs 也對(duì)紅茶湯濃及湯色有積極影響，它由TFs 經(jīng)后續(xù)多步氧化、縮合反應(yīng)后生成，其結(jié)構(gòu)較其他色素而言更為復(fù)雜。目前，該種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)仍未得到確定，仍待后續(xù)進(jìn)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(jīng)后續(xù)多步氧化、縮合后生成。TBs 對(duì)紅茶品質(zhì)具有較為消極的影響，當(dāng)紅茶中TBs 含量較多時(shí)，其湯色將發(fā)暗，從而會(huì)降低紅茶品質(zhì)[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(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)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(chǎng)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(gè)浸提溫度和浸提時(shí)間對(duì)紅茶中茶色素進(jìn)行提取，以探究其最佳浸提方案。研究結(jié)果顯示：室溫條件下，以純凈水為提取溶劑，浸提時(shí)間保持10 min，此時(shí)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(chǎng)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(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，乙醇濃度、浸提時(shí)間、料液比、微波功率是影響紅茶茶色素提取率的4 個(gè)重要因素，當(dāng)乙醇濃度為40%、浸提時(shí)間為5 min、料液比（m/v）為1:25、微波功率為490 W 時(shí)，茶色素的浸提效果最佳，提取率可達(dá)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(chuàng)造出能夠促使茶多酚發(fā)生氧化反應(yīng)的條件或環(huán)境，從而模擬紅茶中茶多酚發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成茶色素的過(guò)程。根據(jù)操作原理的不同，可將該方法再細(xì)分為：體外模擬酶促氧化、體外模擬化學(xué)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(fā)酵體系，并給予該體系一定的溫度、氧氣和pH，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間發(fā)酵后，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)發(fā)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(fā)酵時(shí)長(zhǎng)維持55.5～58.9 min時(shí)，此時(shí)發(fā)酵效果最佳，發(fā)酵體系中TFs 和TRs 的積累量最高[6]。俞露婷在對(duì)比了22 個(gè)茶樹(shù)品種的茶鮮葉酶活性的基礎(chǔ)上，利用體外模擬酶促氧化法分別以高酶活性茶樹(shù)品種茶鮮葉和外源酶為酶源，對(duì)不同兒茶素組分進(jìn)行了體外酶促發(fā)酵，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：不同兒茶素組分在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)酵之后均表現(xiàn)出逐漸下降的變化趨勢(shì)，而發(fā)酵體系中的TFs 積累量則均表現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢(shì)。推測(cè)出現(xiàn)以上變化趨勢(shì)的原因是發(fā)酵體系中的兒茶素首先在酶的作用下發(fā)生酶促氧化反應(yīng)，生成TFs 等發(fā)酵產(chǎn)物。因此，一開(kāi)始隨著兒茶素含量降低TFs積累量反而會(huì)升高，之后，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，生成的TFs 將進(jìn)一步氧化形成TBs 等發(fā)酵產(chǎn)物，最終導(dǎo)致TFs的積累量又呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，而盡量阻止此變化趨勢(shì)出現(xiàn)的有效手段就是合理控制發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)[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(cè)其抗氧化機(jī)理為：紅茶中的茶色素可刺激機(jī)體內(nèi)的生物酶系統(tǒng)，提高各生物酶的活性，進(jìn)而抑制機(jī)體內(nèi)各種氧化反應(yīng)的發(fā)生，最終發(fā)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(shí)驗(yàn)小鼠體內(nèi)的GPx 和GST 的活性，并且還可有效抑制實(shí)驗(yàn)小鼠體內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)[8]。Das 等用TFs 對(duì)兩株白血病癌細(xì)胞進(jìn)行處理，經(jīng)檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，兩株實(shí)驗(yàn)癌細(xì)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(diǎn)，可推測(cè)其抑制機(jī)理為：茶色素可通過(guò)抑制某些病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶、某些細(xì)菌的RNA 聚合酶和DNA 聚合酶活性，從而阻止病毒和細(xì)菌的增殖，最終發(fā)揮抗病毒、抗菌的作用[2]。Nakano等研究證明：TFs 能同時(shí)抑制HIV-1 病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶活性和各種細(xì)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(fā)現(xiàn)，茶色素能夠通過(guò)刺激Capases8 基因和Capases3 基因的表達(dá)，進(jìn)而誘發(fā)K-562 和HL-60 癌細(xì)胞的凋亡，并且無(wú)副作用存在[9]；Lu 等證實(shí)，茶色素能夠通過(guò)刺激RGS 基因的表達(dá)，進(jìn)而誘發(fā)相關(guān)癌細(xì)胞的凋亡。根據(jù)目前已有的研究資料，推測(cè)茶色素的抗癌機(jī)理為：通過(guò)阻斷癌細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)、癌細(xì)胞增殖、阻止癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移和促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡等多個(gè)方面發(fā)揮抗癌作用[9]。

3.4 降血糖、血脂

在調(diào)節(jié)脂代謝方面：李四季等研究證實(shí)，茶色素能夠減少甘油三酯和總膽固醇的積累量[9]；Huang 等經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，茶色素可通過(guò)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(diào)節(jié)糖代謝方面：王文祥等研究發(fā)現(xiàn)，茶色素能夠在一定程度上降低實(shí)驗(yàn)大鼠的空腹胰島素水平[9]。

4 茶色素的應(yīng)用

4.1 在食品工業(yè)中的應(yīng)用

目前，茶色素在食品領(lǐng)域主要被當(dāng)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(shí)還能夠提高食品的營(yíng)養(yǎng)及保健功能。

4.2 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

在醫(yī)藥領(lǐng)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(yōu)點(diǎn)[2]。臨床研究表明，茶色素對(duì)于消化系統(tǒng)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(fā)放給患慢性腹瀉的病人服用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的治療后，這些服用了茶色素膠囊的實(shí)驗(yàn)者中，有71%的患者其慢性腹瀉的癥狀得到了有效改善。經(jīng)進(jìn)一步研究推測(cè)，茶色素對(duì)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(qiáng)免疫細(xì)胞活性和調(diào)節(jié)腸道菌群有關(guān)。胃黏膜癌前病變的顯著特征是上皮細(xì)胞發(fā)生了增生，有研究者將茶色素應(yīng)用于胃黏膜癌前病變的治療，治療前，重度上皮細(xì)胞增生者比例：中度上皮細(xì)胞增生者比例：輕度上皮細(xì)胞增生者比例為26.7%：70%：3.3%；治療后，重度上皮細(xì)胞增生者比例：中度上皮細(xì)胞增生者比例：輕度上皮細(xì)胞增生者比例為21.4%：42.8%：33.3%，以上結(jié)果表明，茶色素對(duì)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(méi)食子酸酯、茶黃酸、茶黃素-3-3’-雙沒(méi)食子酸酯等幾類色素按一定比例組成；TRs 和TBs 的結(jié)構(gòu)較TFs 要更為復(fù)雜，目前，這兩種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)仍未得到確定，仍待后續(xù)進(jìn)行更為深入的研究。關(guān)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(lái)應(yīng)加強(qiáng)這三種茶色素的分離提取研究，同時(shí)鑒定其結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)其生物活性功能的研究，并從分子、基因、蛋白質(zhì)等方面闡明其作用機(jī)理和構(gòu)效關(guān)系。