茶多酚提取及其在日用化學(xué)品中的應(yīng)用進(jìn)展

黃 琳，馬 爍，趙 華，張朝正

(天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市微生物代謝與發(fā)酵過程控制技術(shù)工程中心，天津 300457)

茶多酚是一種稠環(huán)芳香烴，又名“茶鞣質(zhì)”、“抗氧靈”，是茶葉中多羥基酚類的統(tǒng)稱。在常溫條件下，茶多酚呈淡黃色或淺綠色，一般為粉末狀，含有黃酮、花青素類以及兒茶素等多種化合物。其中兒茶素占茶多酚總量的70%左右，被認(rèn)為是茶多酚的主體[1-3]。兒茶素主要包括酯型兒茶素和簡(jiǎn)單兒茶素[4]。研究表明，茶多酚能夠清除自由基，具有較強(qiáng)的抗氧化性，通過清除活性酶阻止氧化反應(yīng)，具有抗衰老功效。以及抑菌、降血壓血脂、收縮毛孔、保濕等功效[5-8]。并且防治新冠肺炎的可能性[9]。茶多酚作為綠色天然提取物，安全無毒，不僅可以用于食品添加劑，還可應(yīng)用于防曬、保濕乳液、空氣清新劑等精細(xì)化工領(lǐng)域[10-11]。

1 茶多酚的提取方法

茶多酚是茶葉中主要有效成分。將冷凍干燥過的茶葉在沸水中浸泡一定時(shí)間，向提取液中加入活性炭進(jìn)行脫色，再經(jīng)進(jìn)一步處理，可得茶多酚晶體。

1.1 離子沉淀法

離子沉淀法常用的沉淀劑有3種：重金屬堿式鹽，Al3+、Ca2+等和氫氧化物[12-15]。具體實(shí)驗(yàn)方法為：將茶葉在水中浸泡一段時(shí)間，將茶多酚浸提出來。由于金屬離子會(huì)與茶多酚發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，產(chǎn)生絡(luò)合物沉淀，因此采用離心分離、溶劑萃取、酸化、減壓蒸餾、真空干燥等操作，最終能得到較高純度的茶多酚。離子沉淀法不需要使用大量有機(jī)溶劑，生產(chǎn)安全性好，生產(chǎn)成本較低。但該法在酸化等過程中調(diào)節(jié)酸堿度容易使茶多酚氧化，還會(huì)產(chǎn)生大量廢液廢渣，對(duì)環(huán)境造成污染。

1.2 樹脂吸附分離法

樹脂對(duì)多酚類物質(zhì)具有選擇性吸附、解吸的作用。根據(jù)樹脂的類型一般分為離子交換柱分離法、吸附柱分離法和凝膠柱分離法。由于樹脂的極性、孔樹脂的比表面積等一些因素很大程度會(huì)影響茶多酚的吸附容量，所以對(duì)此要求條件較高。樹脂吸附法操作比較方便，可以避免茶多酚有效成分的浪費(fèi)，但該法在操作時(shí)容易造成蛋白質(zhì)等物質(zhì)堵塞樹脂縫隙，從而導(dǎo)致樹脂失活[16-18]。

1.3 溶劑萃取法

茶多酚不溶于氯仿，易溶于水、甲醇、乙醇等溶劑。根據(jù)溶解度的差異，可以采用溶劑萃取的方法將茶多酚從茶葉中分離。具體操作是：將茶葉用與之互溶的溶液浸提，進(jìn)行過濾，再利用有機(jī)溶劑將其脫色、脫咖啡堿，然后用乙酸乙酯萃取濃縮，最終將茶多酚從茶葉中分離出來。溶劑萃取法所提取的茶多酚純度較高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。但此方法生產(chǎn)成本較高、周期長(zhǎng)，且容易造成一定污染[19-23]。

1.4 低溫純化酶提取法

李映等[24]對(duì)比了酶法與不加酶提取茶葉和茶葉渣中茶多酚的有效成分，發(fā)現(xiàn)酶法與不加酶相比提取率分別提高55.94%、15.46%。具體流程為：將低溫冷凍干燥處理過的茶葉用乙醇溶液提取，減壓蒸餾回收溶劑后加水溶解成水溶液，加入絮凝劑脫除色素、多糖等高分子物質(zhì)，加入氯仿除去咖啡因，然后通過乙酸乙酯提取茶多酚，減壓蒸餾回收溶劑，真空干燥得到粉晶態(tài)茶多酚。該法茶多酚損失較少，提取率高，但生產(chǎn)條件較為嚴(yán)格[25]。

1.5 超臨界流體萃取法

超臨界萃取法是一種以超臨界流體為溶劑的新型分離方法。該法通過萃取和蒸餾等操作將茶多酚提取出來。該法回收簡(jiǎn)單，節(jié)省能源，但是為了避免茶多酚在溫度較高條件下被氧化，操作需在低溫下進(jìn)行。另外，整個(gè)工藝應(yīng)處于超臨界狀態(tài)才能達(dá)到萃取分離的效果，對(duì)設(shè)備要求較高[24,26-27]。

2 茶多酚在日用化學(xué)品中的功效

2.1 延緩皮膚衰老

隨著年齡增長(zhǎng)，人的皮膚往往表現(xiàn)越來越松弛，亦會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)老年斑、皺紋等，主要原因可以分為兩方面：1)人的機(jī)體內(nèi)自由基生成增多而發(fā)生沉淀；2)由于人體自由基可以和細(xì)胞內(nèi)多種物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，而清除自由基的酶一旦不足，就會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)和酶等的交聯(lián)、失活，而影響交聯(lián)的重要因素是活性氧(ROS)。ROS過量會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)受損，最終會(huì)降解皮膚的膠原蛋白以及彈性纖維[5]，嚴(yán)重的話甚至?xí)l(fā)皮膚病[28]。茶多酚中含有還原性的酚羥基，供氫能力較強(qiáng)，可清除體內(nèi)有害自由基，防止損害生物膜，從而達(dá)到延緩皮膚衰老的作用。高彤彤等[29]發(fā)現(xiàn)綠茶提取物抗氧化性較強(qiáng)，能夠與自由基相互結(jié)合，阻止自由基反應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎栊晕镔|(zhì)，具有較好清除DPPH自由基、羥基自由基及超氧陰離子的能力。肖紅艷[30]對(duì)茶多酚抗氧化功能研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加茶多酚可以增強(qiáng)奶山羊的血漿和乳清抗氧化能力。

2.2 美白、防曬

茶多酚可抑制人體內(nèi)酪氨酸和過氧化酶的活性，從而抑制黑色素的合成，起到美白效果。羅曉明等[31]發(fā)現(xiàn)化妝品中添加3%茶多酚，可有效改善皮膚色素沉著，并有一定的祛斑功效。日光照射中的紫外線可引發(fā)黑色素的形成，而茶多酚則可有效吸收紫外線等，降低紫外線對(duì)皮膚的傷害，從而起到防曬的作用。張參戰(zhàn)等[32]發(fā)現(xiàn)茶多酚可減輕中長(zhǎng)波紫外線給人體皮膚中成纖維細(xì)胞DNA帶來的損傷。龔盛昭等[33]在制備護(hù)膚霜的研究中發(fā)現(xiàn)，含茶提取液的護(hù)膚霜具有深層護(hù)膚功效，透氣性良好，且具有一定防曬作用，防曬系數(shù)(SPF)約為6。舒慶玲等[34]將1%茶多酚制成霜?jiǎng)?、護(hù)膚霜?jiǎng)偌游⒘糠罆駝┲瞥伤獎(jiǎng)?，紫外線吸收峰最高，防曬效果最強(qiáng)。

2.3 抗菌、除臭

茶多酚還具有抑制口腔齲齒變形鏈球菌及細(xì)菌的生物活性和抗附著作用[35]。時(shí)峰展[36]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，茶多酚能夠有效改善牙周炎患者齦溝液中脂聯(lián)素和內(nèi)毒素水平，含茶多酚的漱液有利于牙周炎的防治。唐裕芳等[37-38]研究發(fā)現(xiàn)，茶葉具有較好的除異味效果，而茶多酚是茶葉中除異味的主要物質(zhì)?；艏t等[39]研究結(jié)果表明，含有茶多酚的牙膏無論是泡沫量還是黏稠度均表現(xiàn)良好，且能夠有效祛除口腔中的異味。

2.4 收斂、保濕

茶多酚含有的多酚物質(zhì)會(huì)與蛋白質(zhì)發(fā)生復(fù)合反應(yīng)。利用該原理，將茶多酚添加到化妝品中，則會(huì)使人的皮膚產(chǎn)生收斂，收縮毛孔，使皮膚更加緊繃[40-41]。茶多酚作為一種天然產(chǎn)物其分子中含有多元醇以及酚羥基結(jié)構(gòu)，具有親水性，減少皮膚中水分流失，保持皮膚水嫩。茶多酚的保濕還在于其能夠抑制酶活性，通過降低透明質(zhì)酸分解能力，從而使其達(dá)到真正生理上的深層保濕功效[41]。

2.5 護(hù)發(fā)功效

茶多酚中的酚羥基對(duì)頭皮中含有的角蛋白有凝固作用，從而達(dá)到護(hù)發(fā)效果，并能改善發(fā)質(zhì)毛躁、易油膩等問題，使毛發(fā)更加順滑、有光澤。在染發(fā)劑中添加茶多酚，能夠使染發(fā)劑顏色更均勻，更持久。

3 茶多酚在日用化學(xué)品中的應(yīng)用

茶多酚是一種來源于茶樹中的多元酚混合物，具有消炎、抗菌、緩慢皮膚衰老、除異味及吸收紫外線等功效。作為綠色天然原料或添加劑被廣泛應(yīng)用于防曬、美白、沐浴等護(hù)膚品及香水、洗滌劑、牙膏及抗氧化劑等日用化學(xué)品中。國(guó)內(nèi)外知名化妝品均研發(fā)了有富含茶多酚的潔面乳、面膜、淡斑精華、防曬霜等特色產(chǎn)品[42-43]；茶多酚具有抗口腔細(xì)菌、消炎、清除異味等功效，添加到牙膏、漱口水等口腔護(hù)理產(chǎn)品中，起到有效護(hù)齒護(hù)齦、祛除異味的作用，如市售綠茶、黑茶、烏龍茶牙膏等[39]；茶多酚具有除臭、抑真菌菌功效，可應(yīng)用于內(nèi)衣、鞋、襪、床上用品等紡織品中及茶紙、普洱茶紙尿褲等衛(wèi)生用品[44-47]，相關(guān)產(chǎn)品不僅清香宜人，而且消毒殺菌效果非常顯著。

4 展 望

茶多酚作為天然提取成份具有多種功效，在日用化學(xué)品領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣，日益受到消費(fèi)者的青睞。但目前對(duì)茶多酚從茶葉中的提取以及其保存等方面研究仍面臨一定問題，如茶多酚易被氧化、提取率較低等[48]。提高茶多酚的提取率，更廣泛地應(yīng)用于日用化學(xué)品等行業(yè)中，將是未來研究茶多酚的主要趨勢(shì)。