茶副產(chǎn)物的綜合開發(fā)利用研究進(jìn)展

陳曉維，余元善*，鄒波，胡騰根，方廣平，黃通余

1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（廣州 510610）；2. 東源縣仙湖山農(nóng)業(yè)發(fā)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(guó)具有悠久的飲茶歷史，飲茶被認(rèn)為有助于健康。我國(guó)作為世界產(chǎn)茶大國(guó)，茶葉產(chǎn)量是世界第一，截至2019年已出口至128個(gè)國(guó)家和地區(qū)，茶葉總產(chǎn)量也呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[1]。隨著食品加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，茶鮮葉被加工成各種液態(tài)茶飲料、高品質(zhì)茶葉等進(jìn)入市場(chǎng)，但隨之每年產(chǎn)生成千上萬(wàn)噸的低檔茶、茶下腳料、茶末、茶梗等茶副產(chǎn)物被填埋和丟棄，這是一種資源上的浪費(fèi)，更會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。合理利用茶副產(chǎn)物，不僅能獲得經(jīng)濟(jì)效益，還能夠推動(dòng)茶葉工業(yè)的資源循環(huán)發(fā)展[2]。

茶葉深加工主要是指以茶葉生產(chǎn)過程中的茶鮮葉、茶葉、茶葉籽、修剪葉，以及由其加工而來(lái)的半成品、成品或副產(chǎn)品為原料，通過集成應(yīng)用生物化學(xué)工程、分離純化工程、食品工程、制劑工程等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)及加工工藝，實(shí)現(xiàn)茶葉有效成分或功能組分的分離制備，并將其應(yīng)用到人類健康、動(dòng)物保健、植物保護(hù)、日用化工等領(lǐng)域的過程[3]。文章主要綜述綜合開發(fā)利用低檔茶、茶末、茶梗等茶副產(chǎn)物，經(jīng)過精深加工后應(yīng)用于食品、飲料、飼料、日用化工等多個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，旨在為進(jìn)一步開發(fā)茶副產(chǎn)物的高價(jià)值利用提供一定科學(xué)參考。

1 在飲料中的利用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及生活水平逐步提高，人們對(duì)低檔茶的需求隨之減少，我國(guó)低檔茶占茶葉總產(chǎn)量的20%左右，大部分積壓庫(kù)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(yīng)用領(lǐng)域的重要途徑[4]。利用低檔茶進(jìn)行深加工，研究開發(fā)利用的產(chǎn)品主要如下。

1.1 速溶茶

根據(jù)生產(chǎn)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(diào)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(zhì)，并且兼具衛(wèi)生、方便等特點(diǎn)，深受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)的青瞇[5]。近年來(lái)，人們更加注重飲食的安全性和保健性，傳統(tǒng)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(lǐng)域的應(yīng)用，速溶茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)，“功能性”是其進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)[6]。速溶茶的新型提取技術(shù)主要有微波輔助浸提、超聲波輔助浸提、酶法輔助浸提，已經(jīng)取得初步進(jìn)展。農(nóng)紹莊等[7]研究發(fā)現(xiàn)用微波萃取生產(chǎn)速溶茶可有效地保護(hù)茶浸提液中有益功能成分，且提取時(shí)間短、得率高；Xia等[8]研究超聲波浸提對(duì)茶湯功能成分和感官品質(zhì)的影響，結(jié)果表明茶多酚、氨基酸、咖啡堿等主要功能成分及芳香物質(zhì)的浸出量明顯高于常規(guī)浸提，而且能夠抑制蛋白質(zhì)和果膠物質(zhì)的浸出；王家健等[9]以綠茶為原料，通過酶法輔助浸提技術(shù)，研究纖維素酶和果膠酶雙酶組合對(duì)速溶綠茶提取率及品質(zhì)的影響，結(jié)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(jīng)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(diào)配加工而成的飲品[10]。依據(jù)生產(chǎn)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(fù)合茶飲料等。液體茶飲料具有茶葉的獨(dú)特風(fēng)味，含有一定量的茶多酚等功能成分，受到廣大消費(fèi)者的歡迎，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，茶飲料已成為我國(guó)第三大飲料類，僅次于碳酸飲料和純凈水，市場(chǎng)規(guī)模占飲料整體規(guī)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(shí)茶飲料種類單一，限制了茶飲料的進(jìn)一步發(fā)展，在未來(lái)中國(guó)茶葉飲品市場(chǎng)上，方便、快捷、無(wú)糖、天然、健康成為茶飲料的必然趨勢(shì)。

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(tǒng)主食為基礎(chǔ)，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(jié)合，能夠起到解膩去腥、調(diào)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(duì)某些疾病有一定的療效[13]。由此開發(fā)出來(lái)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(jiān)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(dú)特清新的風(fēng)味，與同類型的傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，在口感、滋味、感官品質(zhì)上更勝一籌。伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、消費(fèi)觀念升級(jí)以及“健康中國(guó)”發(fā)展戰(zhàn)略的提出與實(shí)施，營(yíng)養(yǎng)與健康成為消費(fèi)市場(chǎng)的新關(guān)鍵詞，休閑食品的健康營(yíng)養(yǎng)化是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。茶葉中的營(yíng)養(yǎng)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(fèi)者追求營(yíng)養(yǎng)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(fēng)味獨(dú)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(diào)節(jié)機(jī)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(chǔ)上進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化，提高營(yíng)養(yǎng)素或功能性物質(zhì)的含量，從而達(dá)到保健功能。利用茶葉生產(chǎn)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(jìn)行濃縮后，可被單獨(dú)制成方便食用的膠囊或含片，也可作為成分之一被應(yīng)用于各類保健品中。

2.3.1 茶多酚

茶葉副產(chǎn)物中含有15%～20%的茶多酚，茶多酚又名茶鞣質(zhì)、茶單寧，是茶葉中多酚類物質(zhì)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(xiàn)有的茶多酚提取方法主要分為化學(xué)提取法、物理提取法、生物工程提取法和協(xié)同提取法四類。其中，化學(xué)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(fā)現(xiàn)，茶多酚制劑能提高茶多酚在人體內(nèi)的生物利用度。陳繼英[15]研制出能在體外持續(xù)釋放12 h的茶多酚緩釋片，并對(duì)影響因素進(jìn)行探索，指出高濕度對(duì)緩釋片的外觀和釋放度有明顯影響。威?？屏λ股锕こ逃邢薰旧a(chǎn)的茶多酚軟膠囊，采用先進(jìn)技術(shù)增加茶多酚的穩(wěn)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(jīng)系統(tǒng)的重要藥物，也是一種利尿劑，具有興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)、助消化、利尿、醒酒、促進(jìn)血液循環(huán)、增強(qiáng)心血管壁彈性、松弛平滑肌、強(qiáng)心、解熱鎮(zhèn)痛等作用[17]。20%～25%咖啡堿被用于工業(yè)，其余大部分用于醫(yī)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(fā)利用帶來(lái)無(wú)限商機(jī)。茶葉中的生物堿以咖啡堿為主，一般含量為2%～5%，在茶副產(chǎn)物中含量為2.4%～2.8%，是天然咖啡堿的主要原料來(lái)源?？Х葔A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?？Х葔A可顯著改善食品、飲料的口感，同時(shí)提高人的精神活力，作為一種天然的添加劑，被應(yīng)用于食品、飲料的生產(chǎn)中[18]。從茶副產(chǎn)物中提取的咖啡堿在醫(yī)藥上多用作興奮劑、強(qiáng)心劑、利尿劑和麻醉劑，也被廣泛用于臨床上的鎮(zhèn)痛、止血領(lǐng)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(zhì)、糖醛酸等結(jié)合形成的復(fù)合物質(zhì)[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(diào)節(jié)、減肥、調(diào)節(jié)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(jìn)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(chǎn)物中提取出茶多糖，制成的茶多糖含片、茶多糖泡騰片、復(fù)方硒茶多糖、茶多糖膠囊等初級(jí)茶多糖保健產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，拓寬茶多糖的醫(yī)療、保健方面的應(yīng)用，減少茶副產(chǎn)物的浪費(fèi)，提高我國(guó)茶副產(chǎn)物的綜合利用技術(shù)。

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(gòu)成茶葉自然品質(zhì)的主要成分。茶氨酸具有顯著提高機(jī)體免疫力、抵御病毒侵襲、抗焦慮、抗抑郁、鎮(zhèn)靜等作用，又被稱為21世紀(jì)“新天然鎮(zhèn)靜劑”，此外茶氨酸還具有增強(qiáng)記憶力、延緩衰老、改善女性經(jīng)前綜合癥、增強(qiáng)肝臟排毒功能、抗癌、抗疲勞等功能[20]。國(guó)際茶葉市場(chǎng)上，我國(guó)是出口大國(guó)，在目前低檔茶滯銷、茶副產(chǎn)物積壓丟棄的情況下進(jìn)行茶氨酸的提取和應(yīng)用研究，將有助于改善我國(guó)茶葉資源的綜合利用，緩解環(huán)境的壓力。因此可利用低檔茶、茶末、茶梗等茶副產(chǎn)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(fā)緩解疲勞保健品、增強(qiáng)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(dòng)癥保健品、更年期綜合征及用于預(yù)防和治療阿爾茨海默病等[21]，拓寬茶氨酸在功能食品領(lǐng)域的應(yīng)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(jīng)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(yīng)用于面包、蛋糕、餅干、果凍、果醬、口香糖、飲料等產(chǎn)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(diào)節(jié)血糖血脂等保健功能，從低檔茶和茶副產(chǎn)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(tǒng)疾病的預(yù)防和治療。如江西綠色集團(tuán)生產(chǎn)的茶色素膠囊投放市場(chǎng)，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(yīng)用于飲料、食品、保健品、醫(yī)藥外，還應(yīng)用于日用品。茶日化產(chǎn)品是指利用茶鮮葉、成品茶，或是茶園、茶廠的副產(chǎn)物、下腳料為原料，利用相應(yīng)的加工技術(shù)制成日用產(chǎn)品并運(yùn)用在生活中。茶日化產(chǎn)品按照用途劃分為洗漱用品、家居用品、廚衛(wèi)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(zhì)變性且具有很強(qiáng)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(chǎn)物中提取的茶多酚作為一種添加劑應(yīng)用到牙膏產(chǎn)品中，具有防齲齒作用?；艏t等[23]報(bào)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(xiàn)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(chǎn)品作為枕芯制成茶枕，枕芯茶葉散發(fā)出清新的香味，能夠調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)，改善睡眠質(zhì)量，受到廣大消費(fèi)者的喜愛。王艷麗等[24]利用茶葉的可吸附異味特性開發(fā)出的茶枕對(duì)甲醛具有良好的吸附作用，并且能夠凈化室內(nèi)空氣。茶籽是茶葉的一種主要茶副產(chǎn)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(yáng)等[25]在洗滌劑配方中加入茶皂素，并與市售洗滌劑進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)配型茶皂素洗滌劑泡沫穩(wěn)定性較好，去污能力強(qiáng)，具有良好的洗滌效果。

此外，茶副產(chǎn)物還應(yīng)用于化妝品領(lǐng)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?nèi)粘Ｊ褂玫南疵婺獭⒎罆袼?、護(hù)膚品等中[26-29]。

4 在畜牧業(yè)中的利用

我國(guó)茶葉資源豐富，茶葉生產(chǎn)與消費(fèi)量均居世界第一，隨之產(chǎn)生的茶副產(chǎn)物量也巨大，每年都有數(shù)十萬(wàn)噸的茶副產(chǎn)物產(chǎn)生。茶副產(chǎn)物不僅來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，且與茶葉營(yíng)養(yǎng)成分相差無(wú)幾。所以低檔茶在畜牧業(yè)中應(yīng)用具有很大的市場(chǎng)潛力，如王志耕等[30]用市場(chǎng)購(gòu)買的低檔綠茶經(jīng)沸水沖泡后的茶湯飼喂14日齡的肉仔雞，結(jié)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(jià)和酸度值分別低于對(duì)照組8.7%和20.5%。低檔茶制成的飼料不僅可以改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)，還能增強(qiáng)畜禽抵抗疾病的能力、提高畜禽生產(chǎn)性能、減少畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染。

除了將低檔茶應(yīng)用于動(dòng)物飼料中，還可利用茶末、茶梗、茶下腳料等茶副產(chǎn)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(guān)于茶多酚應(yīng)用于動(dòng)物飼料中的研究最多、最深入，茶多糖、茶皂素的研究報(bào)道相對(duì)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(zhǎng)性能，還能促進(jìn)畜禽腸道健康、改善肉類品質(zhì)。如：李明元等[31]研究表明：添加0.1%茶多酚復(fù)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(jié)果表明，茶多酚能提高生蛋雞生產(chǎn)性能和雞蛋品質(zhì)，尤其在生蛋雞日糧中添加600 mg/kg茶多酚后，產(chǎn)蛋率顯著提高（P＜0.05），料蛋比降低（P＜0.05）。

將提取的茶副產(chǎn)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(yīng)用潛力巨大，是對(duì)茶副產(chǎn)品資源的充分綜合利用。茶副產(chǎn)品作為綠色添加劑用于動(dòng)物生產(chǎn)上，無(wú)殘留、無(wú)毒副作用，符合大眾的消費(fèi)心理和環(huán)保意識(shí)，但對(duì)于不同畜禽其最佳使用劑量有待研究?？梢钥隙?，隨著各項(xiàng)研究的深入，茶副產(chǎn)物在畜牧飼料中的應(yīng)用前景將會(huì)十分廣闊。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

茶副產(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。茶副產(chǎn)物的應(yīng)用主要有天然產(chǎn)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(shù)萬(wàn)噸。其次，茶副產(chǎn)物還用于飲用和袋泡茶產(chǎn)品的開發(fā)。此外，通過利用茶下腳料、茶末和茶梗等茶副產(chǎn)物提取茶多酚、茶皂素等天然活性成分還能應(yīng)用于洗面奶、手工皂和防曬霜等日化產(chǎn)品上。動(dòng)物飼料、吸附劑、菌類的培養(yǎng)基、臨床醫(yī)藥等方面還處于研究階段，相應(yīng)的產(chǎn)品較少，應(yīng)用前景好。

綜上所述，我國(guó)對(duì)茶加工下腳料的開發(fā)利用還停留在相對(duì)淺顯的層面，主要應(yīng)用于天然產(chǎn)物提取、速溶茶提取和袋泡茶等行業(yè)。而茶加工過程中產(chǎn)生的下腳料有很大的研究?jī)r(jià)值與意義，例如在臨床和醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用，因而利用低檔茶、茶末、茶梗等茶副產(chǎn)物開發(fā)的產(chǎn)品成本不高，且茶葉茶副產(chǎn)品中含有和茶葉相似的化學(xué)組成，能有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，既有益于人類健康，又能充分利用茶葉資源，還能保護(hù)環(huán)境。相信隨著生物與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，茶副產(chǎn)物將能夠被充分地開發(fā)與利用。