茶多酚的研究进展及发展前景

茶多酚的研究进展及发展前景
郑婧、李昌洋、张海洋
摘要：本文介绍了国内外对茶多酚的研究进展情况，从茶多酚的原料、提取工艺、分离纯化、检测方法及应用等方面作了详细的论述，为茶叶的开发利用提供参考。

关键词：茶多酚提取工艺分离纯化检测
The research progress of tea polyphenols and development prospects
Zheng Jing,Li Chang yang,Zhang Hai yang Abstract: this paper introduces to tea polyphenols are from tea polyphenol raw materials, extraction technology, purification, test method and application makes a detailed discussion, for the development and utilization of the tea to provide the reference.
Keywords: tea polyphenols extraction technology purification test
茶多酚(Tea-Poiyphenols,简称TP),又名茶单宁,儿茶酸,属多酚类物质,是一种新型的天然抗氧化剂,是从茶叶中提取的多羟基酚类衍生物的混合物,占茶叶干重的13%-30%, 鲜叶的2%-5% 以儿茶素为主体成分,占总酚含量的60%-80%; 主要由表儿茶素(EC),没食子儿茶素(GC) 表没食子儿茶素
(EGC),表儿茶素没食子酸酯(EGCG),表儿茶素没食子酸酯(ECG)组成。

自从世纪年代初发现茶多酚具有抗氧化活性激素后，茶多酚的提取、分离、检测应用就引起了国内外广大学者的关注。

经研究表明它是一种高效、天然安全的抗氧化剂。

目前它在油脂、食品、医药、日化、轻化、化妆品、保健等诸多方面已有广泛应用，并被专家誉为21世纪将对人类健康产生巨大影响的化合物。

1991年被我国食品添加剂标准化技术委员会正式批准为食品抗氧化剂和保鲜剂。

我国是茶叶生产大国，从茶叶中有效提取茶多酚，并研发成保健食品、药品、不仅能增强人类身体健康，而且能创造出良好的社会效益。

此外，它还具有清除自由基防癌治癌、抗疲劳、抗辐射等功能。

.1 茶叶的选择
茶多酚中的主体成分儿茶素的含量因地理位置、气候、所属种类和采摘期不同而不同。

地理位置北移，纬度升高，含量下降，南方温暖地区，累积时间长，含量就多。

在所属种类中，大叶种中ECG、EC的含量比小叶中的含量要高#，而EGC、EGCG却相反。

儿茶素的含量高低与鲜叶原料的老嫩度有密切的关系，一般呈嫩高老低趋势，其多酚中儿茶素的成分随着叶子的老化有所变化（ECG、EGCG含量减少,EGC含量有增高趋势)。

据资料显示#老叶和嫩叶中儿茶素的含量相差一倍之多；但也有资料报道，茶树老叶与新茶相比儿茶素总
含量仅降低5.07mg/g。

茶叶采摘期一般呈春茶低于夏茶而高于秋茶的趋势，即三四月份较低（头茶采摘期），7月份（二茶采摘期）含量最高。

日本滋贺县茶业指导所报道，在各季茶叶中以春茶的儿茶素含量最高，提出二茶采摘的时间（初夏）以二茶期开始后14天左右最适宜，此时鲜叶儿茶素含量约为16%，秋茶在10月中旬采摘#此时儿茶素含量在10%左右。

EGCG在二茶期含量最高，与陆锦时所做的报道中提出的EGCG 的仲夏期反应最为激烈相吻合。

所以提取茶多酚用茶叶一般采用鲜叶（两叶一芽），二茶采摘期为宜。

作为提取茶多酚的茶叶，因加工、杀青等过程会影响茶多酚的提取效果。

有资料报道，在10℃以下，才能较好地抑制茶叶褐变（氧化或形成高聚合物），在零下20℃的条件中冷冻, 几乎能完全防止茶叶变质；其次，茶叶含水量在3%可防止茶叶发生化学变化；再者，茶叶受光线影响较大，受光后能免使一些辛烯醇、戊醇等未知成分增加。

所以，提取时应采用新鲜茶叶作为原料，经冷冻干燥后粉碎，过筛备用。

2 茶多酚提取方法
目前茶多酚粗品的提取方法有溶剂萃取法、金属离子沉淀法、萃取-沉淀法、微波浸提法、超声波浸提法、超临界萃取法等。

2.1溶剂萃取法
溶剂萃取法是目前国内外使用最传统的方法之一，提取
溶剂多达十多种，一般采用回流提取，所选溶剂大多是水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等，去杂方法有氯仿脱咖啡碱、活性炭脱色、石油醚脱色素、低温静置去杂（叶绿素、多糖）等。

此工艺复杂，溶剂消耗大，提取率低，且有毒，安全性低。

产品质量较差、纯度低、咖啡因和残留溶剂含量高。

茶叶粉碎，浸提，滤液，浓缩，氯仿、石油醚等脱色，乙酸乙酯萃取、乙酸乙酯层浓缩，浓缩液干燥，粗茶多酚2.2沉淀法
沉淀法是利用茶多酚在一定条件下可以和某些无机碱、盐中的金属离子形成络合物而沉淀的性质，起到与水& 咖啡因、单糖、氨基酸等组分分离的效果。

此方法的关键之处在于沉淀剂的选择与使用。

目前，常用沉淀剂有三种：1.重金属碱式盐，如Pb（OH）Ac、Cu（OH）Ac等；2.氢氧化物，如Ca（OH）、强碱，均有腐蚀作用；3.离子，如：Ca、Mg、Al、Zn等，可在碱性条件下沉淀，在酸、中性条件下转溶，但Al不能过量，否则，会造成茶多酚的氧化，使其成品的颜色转深。

沉淀法较萃取法提取率高，杂质相应减少，但应避免有毒重金属离子的使用，其使用成本也较高。

2.3萃取-沉淀法 [6]
萃取沉淀法从茶叶中分离提取茶多酚的收率较单纯的
萃取法或沉淀法要好得多。

提取处理时比较适宜的条件为：80%乙醇作为浸提剂，萃取回流时间在2h左右，萃取介质的
Ph值,3-4以Zncl3作为沉淀剂处理浓缩液，对沉淀进行转溶处理，最后得到茶多酚粗品的含量约在70%左右，呈棕色结晶性粉末，精品茶多酚含量在85%以上，呈浅黄色结晶。

2.4微波浸提法[7][8]
微波浸提法是最近几年发展的一种新方法。

其原理是利用物质在微波场中分子发生变频运动#扩散速率增大，大大减少了茶多酚长时间处在高温下的氧化，提高产品品质与得率。

经研究表明，微波短时处理茶叶对茶多酚的化学结构无影响，但对其组分有一定影响，EGCG和ECG含量各有下降,下降率分别为3.5%和3.4%并出现了GCG,增加量达5.2%,但与沸水提取相比,儿茶素组分变化是较小的。

周志等人以水为介质，对绿茶进行微波处理，结果得出茶多酚浸出率达90%以上。

与传统水煮法及溶剂法相比，此法提取率高，节约了溶剂，大大提高了提取效率。

2.6超临界CO2萃取法[9]
超临界CO2萃取法是一种处于积极开发阶段的新型分离技术，它是利用温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力介于气体和液体之间的流体作为萃取剂，以固体或液体中萃取某种高沸点和热敏性成分，以达到分离和提纯的目的，由于其介质通常为无毒的CO2对产品没有毒害，特别适合于医药、食品添加剂等产品的提取。

国外已有专利用超临界气
体脱除咖啡碱的方法提取茶多酚。

优点：超临界流体萃取所得茶多酚的纯度很高，精品经简单精制即可得95%以上的茶多酚，萃取过程中茶多酚不易被氧化，有相当广泛的应用前景。

缺点：设备要求高，一次性投资大，提取儿茶素效果不很好，尚存一定的技术障碍，有待对超临界萃取剂、助溶剂在超临界状态下的溶解度进行研究，才能从实验室走进规模化生产。

3 茶多酚分离纯化
茶多酚主体成分是儿茶素。

儿茶素早期的制备方法主要有三种1959年L.Vuataz报道的纤维素柱色谱法，1969年
j.David报道的逆流分配法，C.K.Wilkns报道的Sephedex LH-20柱色谱法。

近期儿茶素的单体制备有以下几种分离纯化法。

3.1制备HPLC法[12]
有两种方法:一是将儿茶素粗品用亲脂性凝胶或吸附树脂多次层析纯化;另一种是制得粗品后接用制备HPLC法分离纯化（以FTA：丙酮：水洗脱）。

方法一操作过程复杂，周期长，条件不易控制;方法二难以得到大量的多种高纯儿茶素,而且柱子总负载量巨大,制备效果不高,色谱柱容易污染,寿命短。

但如把两种方法结合起来，将粗提品先经柱层析分离，再用制备HPLC纯化精制，使分离效应和产品纯度提高，
分离周期短，所用的溶剂价格低廉，毒性小，易回收，精确度高。

3.2吸附树脂法
吸附树脂法是使用硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺或大孔树脂等固态物质作吸附剂!用适当溶剂洗脱分离混合物。

这种方法工艺简单，操作方便，能耗较低，操作条件温和，避免了有效成分失活，产品收率和纯度高，尤其是整个过程使用有机溶剂主要是乙醇，回收容易、无毒、安全，而且可持续性生产，有利于大规模工业化生产。

湖南农业大学选择了12种大孔吸附树脂
就其对儿茶素的静态吸附和动态吸附进行了研究[13]发AB-8树脂对儿茶素吸附较好，产品得率为,65%,纯度高于95%.同时也发现以上树脂对咖啡因也有显著性吸附。

但萧伟祥等人利用大孔吸附树脂分离儿茶素研究表明[14],AB-8，S-8，NAK-9，NKA-Ⅱ四种树脂中,NAK-9，NKA-Ⅱ较适宜茶多酚分离纯化,可制得4%-9%咖啡因、ECGG20%儿茶素总量为34%的样品，分别用二氯甲烷和80%洗脱，则可制得总儿茶素为63%，EGCG37%，咖啡因小于2%的产品。

另外，徐向群等人通过对比4种离子树脂和16种树脂对茶多酚的交换或吸附以及解吸性能[17]，得出92-2和92-3吸附树脂对茶多酚有较强的吸附能力和较好的吸附性能，并且还优于Ambelit XAD-7和日本
的HP-21，经其静态吸附，其提取物的茶多酚含量达60%。

也有报道，NK-S3树脂对茶多酚吸附解吸吸性良好，吸附量可达
81.55mg/g用乙醇乙酸乙酯的混合洗脱机解析，其解析率近100%。

湖南省轻工业学校研究了用聚酰胺分离制备茶多酚的工艺条件[17]，发现聚酰胺对茶多酚有较强的吸附能力,用复合洗脱液洗脱其茶多酚的回收率平均为59.4%,咖啡因的脱
除率为96.3%用1K8#分析其儿茶素的含量为EGCG33%、
EGC18.8%、ECG8.8%、EC2.6%、C0.5%、GA1.0%,儿茶素总含量为65.1%
咖啡因仅为1.04%。

但陈劲春等人在研究树脂吸附过程中发现，虽然聚酰胺对儿茶素有较好的吸附作用，吸附量达
76.43mg/g，但同时得出此树脂对咖啡碱的吸附量也比较大，达到53.67mg/g，难以达到真正纯化的目的。

另外，PA/XDA膜包络复合树脂和聚酰胺/硅胶吸附剂对茶多酚的吸附分离效果较好[15][16]。

3.3凝胶柱层析技术
分离机理类似于分子筛，样品中大分子化合物不能进入凝胶颗粒内部，只能在颗粒间移动，阻力小，移动快，小分子化合物能自由扩散到凝胶内部，透过层析柱时阻力大，由此经过一段时间洗脱，混合物组分按大小而分离。

无锡轻工大学中央研究所利用Sephadex LH-20层析分离[18],并结合制备型HPLC分离纯化,得到7种儿茶素的单体化合物,用UV、
IR、NMR及MS等方法鉴定和验证了其化学结构，7种儿茶素化合物的纯度均大于99%，总得率为66%，总回收率为82.1%。

3.4膜技术[14]
膜技术是以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧组分存在推动力时，原料侧组分选择性地透过膜，从而达到分离的目的。

以压力为推动力的膜分离过程共有四种：微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤(NF)、反渗透（RO）。

应用于儿茶素分离的现处于初步阶段，主要是利用UF及NF对儿茶素的选择分离,主要利用超滤、微滤对蛋白质#可溶性多糖#胶质等大分子物质进行截取以及用反渗透，纳滤进行浓缩。

近期，郑州工大蒋元力以低档茶叶为原料，采用超滤膜(离子沉淀法成功地进行了高纯茶多酚的提取，纯度达99.89%收率达11.3%。

3.5高速逆流色谱制备技术
HSCCC是一种较新型的液液分配技术,避免了使用固体
吸附材料造成的样品不可逆吸附或降解等缺点。

1982年由Yionchiro ito博士首创[17],1994年后ito将其改进，使HSCCC进样量加大,能使其分离g量级样品，其原理同逆流色谱技术一样。

目前，该技术被广泛应用于天然药物成分的分离制备和中药的分析鉴定。

中国农业科学院茶叶研究所利用双机高速逆流串联分离儿茶素混合物[19]，分别得到纯度为81%EGCG、90%GCG、87%ECG、75%EGC并用甲醇-乙醚结晶得到97.2%EGCG、97.7%GCG、98.5EGC、97.8%EGC。

4 茶多酚的含量测定
4.1 TLC检测法
薄层检测法简单、直观。

但因茶多酚是一种混合物，其单体结构性质相似，很难达到彻底分离的效果，目前国内外对薄层的报道甚少，国内黄洋等人以异丁醇：醋酸：水（4：1：5）的展开系统对EGCG进行层析分离[20],其酯型儿茶素和简单儿茶素之间的Rf差值达到了0.3。

但因有关这方面的报道不多，此种分离体系还有待验证。

4.2 UV检测法
在用UV对儿茶素进行检测过程中，一般选在270-280nm的波长下测定，但是作为茶多酚中的一种主要杂质咖啡因在
280nm处也有较强的吸收。

很多资料显示[21]，在紫外检测时加入香兰素盐酸溶液，能形成有色溶液，可以在505nm处对儿茶素进行检测，以避免咖啡因的干扰。

另有资料报道[22]，因多酚类物质能与亚铁离子形成紫外蓝色络合物，在其最吸收波长
540nm处，用紫外分光光计也可较好的测定儿茶素的含量。

4.3 HPLC检测法
高效液相色谱法是目前应用最广泛#最有效的分离分析技术之一,具有分辨率高、分析速度快、重复性好、定量分析精确度高等优点。

香港的朱勤艳用HPLC法对茶多酚进行了分离分析[23],结果表明HPLC能有效分离茶多酚和其组
分:EC、EGC、ECG、EGCG并精确定量，相对标准偏差小于5%。

无锡轻工业大学筛选出Hypersill BOS C18和Zorbax SB C18
两种适合同时分离茶叶和茶多酚中4 种儿茶素和咖啡因的
反相柱[24].采用甲醇-水醋酸(三氟醋酸)作流动相,分别以等强度洗脱和梯度洗脱(均在30min)内分离测定了我国6种
不同产地茶叶样品和3种茶多酚样品中7种儿茶素的含量。

另外，浙江大学茶学系建立了一种非梯度洗脱的儿茶素HPLC定性定量分析方法[25],同时对茶多酚中的四种主要儿茶素(EC、ECGC、EGC、ECG)考察了其方法，得到最佳色谱条件ODS 柱,以重蒸水:乙腈:乙酸乙酯=86：12:2的比例为流动相(浓硫酸调ph值至3.0-4.0,流速为1.0ml/min此。

此方法是一种分离效果良好的快速非梯度洗脱的方法，值得推广。

其次，中国医学科学院药物研究所建立了以恒组成溶液为流动相
的HPLC同时分析茶中5种儿茶素(C、ECG、EC、EGC、EGCG)和3种生物碱的定量方法[26],色谱条件为ODS柱,以柠檬酸水
溶液-N,N-二甲基甲酰胺-四氢呋喃(90：16：4)，为流动相，UV检测器,以二氯磺胺为内标.此方法用恒组成HPLC虽使8种化合物同时得到了较好分离，但分析时间较长。

罗晓明等人就快速测定茶叶中儿茶素的含量做了一定的研究[27],确定了采用C18反相柱,以水-甲醇-乙酸(73，O/23,0/2,0)为流动相,流速为I,Oml/min,柱温30℃,检测波长为280nm时等梯度洗
脱分析样品,分析时间仅
为25min,回收率在98.2%-100.3%之间。

5 茶多酚及应用前景[28][29][30]
茶多酚作为一种保健品广泛应用于食品加工中,具有抗菌消炎、抗衰老、抗辐射等27种保健功能，其具体应用如下：
一、在食品工业上可作抗氧化剂、保鲜剂、除臭剂
茶多酚有很强的抗菌、抑菌性能。

据国内外文献报道，茶多酚对自然界中19类群的近百种细菌均有优异的抗菌活性，,显示出茶多酚抗菌的广谱性及强抑制能力。

因而茶多酚可广泛应用于肉制品、腌制品表面以延长产品保质期；还可作用于采摘后的水果、蔬菜以减缓生化活动，推迟其成熟；可作用于各色糕点、乳酸饮料、水产品深加工等的保鲜剂。

同时作为一种优异的保色剂!可防止天然色素氧化褪色现象。

其次，茶多酚可作为除臭剂有效的除去肉类、粮、油作物及其制品的异味，如大豆制品的豆腥味#大麦异味的去除等等。

二、在日用化工产品上作保质剂、护肤（发）剂和香烟解毒剂
茶多酚可抑制细胞膜中不饱和脂肪酸被自由基引发氧
化反应生成过氧化物与膜蛋白交联而形成脂褐质，从而防止雀斑的生成，延缓皮肤的老化，并具有很好的洗涤、去头屑、美发、护发等作用。

另外，由于茶多酚具有极强的还原性和消除自由基特性，可使烟碱和烟雾诱变，降解有害物质，国
外已开发出用茶多酚加入香烟滤层中的解毒香烟新产品。

茶多酚还可作为脱墨剂用在造纸中作废纸脱油。

三、在医疗保键上具有防治癌症等多种疾病和抗衰老增强免疫等功能
据现代科学研究，人体内过多的自由基是引起人体衰老，
致病，致癌的重要因素之一，而茶多酚能清除人体过多的自由基，提高人体抗衰老#抗肿瘤的能力。

另外，随着现代化科技的迅速发展，电子产品的应用日益广泛!人体受电磁辐射击的危害越来越来重，而茶多酚就具有抗辐射的作用。

有报道指出，给遭受辐射刺激的大鼠服用茶多酚就具有明显的保护作用，且长期服用无毒性作用。

茶多酚的抑菌抗菌功能可对人体起到洁牙护齿防龋的作用。

四、在农业上的应用
茶多酚对农作物的细菌性病原菌有独特的抑制作用，如对水稻的斑病菌孢子萌芽具有强烈抑制消灭作用。

同时，茶多酚还是一种新型的生化激素农药。

有报道指出，茶多酚植物可作为发根活化剂：仅用1ppm茶多酚处理胡萝卜种子,在25℃条件下,其发根的增长率为14,3%。

总之，茶多酚研究发展于80年代,90年代形成高潮，其应,用领域不断开拓，对于茶多酚的提纯和应用研究仍处于一种热门阶段，有待于进一步开发研究。

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