茶儿茶素氧化聚合物研究进展

茶儿茶素氧化聚合物研究进展王静 戚向阳（华中农业大学食品科技学院，武汉 430070）E-mail:kiki91094@摘 要：自Roberts发现儿茶素氧化产物茶黄素以来，人们对茶儿茶素氧化聚合物的研究已取得一系列可喜进展。

本文就国内外关于茶儿茶素氧化聚合物的研究作一综述，包括儿茶素氧化聚合物的生物活性，提取制备及其分离纯化的方法，旨在为儿茶素氧化聚合物的研究提供新的思路。

关键词：茶儿茶素氧化聚合物；生物活性；制取；分离纯化1.引言茶多酚又名茶单宁，属多酚类物质，是从茶叶中提取的多羟基酚类衍生物的混合物，以儿茶素为主体成分，占总酚含量的60%-80%[1]。

儿茶素具有2-苯基苯并吡喃的结构，主要包括四种儿茶素类物质，即表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）。

大量研究表明，儿茶素具有抗氧化、抗癌、抗突变、降血糖、抑菌、抗病毒等多种生理功效[2-5]。

其中儿茶素的抗氧化作用最为突出，被公认为高效低毒的天然抗氧化剂。

但儿茶素性质不稳定，易发生氧化。

过去人们常认为其酚羟基氧化后会导致其活性降低或丧失，但随后对儿茶素氧化产物的研究发现，其氧化产物表现出更为优异的生物活性。

因此对儿茶素氧化产物的研究越来越受到人们重视。

儿茶素氧化聚合物种类繁多，最为常见的是茶黄素、茶红素等茶色素类物质。

其中茶黄素的各种性质已被研究的较为透彻。

茶红素及其他儿茶素氧化聚合物的研究虽然不如茶黄素研究的深入，但也正处于不断的摸索发展中。

2.儿茶素氧化聚合物的生物活性儿茶素氧化聚合物的抗氧化作用研究表明，茶儿茶素氧化聚合物在体外对不同体系产生的活性氧自由基有极强的清除作用，其清除率不低于茶多酚复合体。

李春美等人用分光光度法测定了茶多酚及其氧化产物对不同体系产生的活性氧自由基O2·-和·OH的清除作用。

结果表明，茶多酚及其氧化产物对邻苯三酚自氧化产生的O2·-均表现出较强的抑制作用，氧化产物的效果强于茶多酚；对脱氧核糖体系产生的·OH的最大清除率分别为83.4%和88.5%[6]。

谢笔钧等人对儿茶素氧化产物——茶黄素进行研究，茶黄素中茶黄素单酯2B(TFM-2B)和茶黄素双酯(TFDG)对5-大豆脂肪氧合酶活性的抑制作用超过了EGCG，IC50分别为0.57µmol/L、0.23µmol/L、10.0µmol/L[7]。

她们还用Na2S2O32I2滴定法测定了茶儿茶素氧化聚合物对猪油和豆油的抗氧化作用，并以茶多酚作比较。

结果表明，儿茶素氧化聚合物可有效地螯合过渡金属离子，从而达到抑制油脂的自动氧化的效果。

并得出结论：轻度的氧化聚合(聚合度≤5)不但不会破坏儿茶素类化合物的抗氧化活性，还有可能提高其抗氧化能力[8]。

儿茶素氧化聚合物的高抗氧化活性是由于儿茶素的氧化过程中，酸性增强，而使氧化产物能形成更大的供氢体，因此儿茶素氧化产物有可能比儿茶素单体的抗氧化活性更强。

Yoshino K.等应用纯化的茶黄素和茶红素对叔丁基过氧化氢诱导鼠肝匀浆脂质过氧化进行抗氧化活性研究。

结果显示TF1、TF-3-G和TRs抑制脂质氧化的IC50分别为4.88×10-4％、4.09×10-4％和4.95×10-4％(W/V)，其抗氧化活性比谷胱甘肽、抗坏血酸、生育醇、BHT、BHA强，但比ECG、EGC和EGCG弱[9]。

自楼福庆1983年发现茶儿茶素氧化产物具有促纤溶，有效预防动脉粥样硬化症以来，学者们对其在心血管疾病方面的药效进行大量实验。

李树裕等人用放射免疫分析法检测32例缺血性心脑血管病患者茶色素治疗前后血浆内皮素（ET）、降钙素基因相关肽（CGRP）含量的变化。

ET是迄今所知体内最强的缩血管多肽，它与脑梗塞、急性心肌梗及高血压有密切关系[10]；CGRP具有加强心肌收缩力、舒张血管、降低血压等作用，是目前已知的最强的扩血管物质[11]。

治疗后与治疗前比较，血浆ET及E/C比值显者降低(P＜0.01)，而血浆CGRP显著升高(P＜0.01)，表明茶色素能显著降低ET，升高CGRP，调整E/C比值失衡[12]。

彭兰等对茶色素改善血液流变的研究表明，10项血液流变学指标中，除红细胞压积(HCt)下降不明显外，全血比粘度(Gb)，血浆比粘度(Gp)，纤维蛋白原(Fb)，全血还原粘度(Gr)，红细胞电泳时间(EPT)，血小板粘附率(PAD)，血栓长度(EL)，血栓湿重(EMW)，血栓干重(EDW)，九项均较治疗前有明显降低(P＜0.05)[13]。

儿茶素氧化聚合物还能阻断癌细胞增殖，抑制癌基因的表达。

茶色素对T淋巴细胞转化、自然杀伤细胞活性有明显的增强作用，还可明显抑制黄曲霉素、苯并芘等诱导的细胞突变、基因与染色体突变，以及放射线诱导的细胞癌变。

它对香烟诱导的突变的抑制作用比维生素C、E、β胡萝卜素更强。

吴永方等人首次对从茶色素中分离出的单一组分TP-91进行抗肿瘤实验。

研究发现，TP-91对小鼠s-180抑瘤率达43%；TP-91对荷瘤宿主的血浆凝固性、cAMP、免疫和SOD均有影响，给药后血浆凝固性下降，cAMP活性升高，SOD活性增强，外周血T 淋巴细胞百分率上升[14]。

韩驰等人用一组体外短期检测试验，检验了茶色素在肿瘤的起动、促进、增殖阶段的作用。

结果发现茶色素在肿瘤发生的起动、促进和增殖各阶段均显示出明显的保护作用。

茶色素可诱导醌还原酶(QR)活性和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性；在用二乙基亚硝胺(DEN)诱导的大鼠肝癌前病变，阳性对照组的GST水平有一定程度的降低，饮用0.1%茶色素可显著诱导大鼠肝GST活性，诱导率为18%，而且GST1-1、1-2、3-3蛋白表达均有明显升高，说明茶色素具有很好的抗肿瘤作用[15]。

日本科学家1996年报道，使用儿茶素和红茶提取物（茶色素），观察了其对大鼠肝癌致癌过程的抑制效应。

结果发现，茶色素可明显减少肝脏中肿瘤前期的谷胱甘肽S-转移酶胎盘形式病灶的数量和面积，从而表明茶色素对肝癌的化学预防作用。

儿茶素氧化聚合物还同茶多酚一样有抑菌、抗病毒的功效。

马庆一等报道了从茶叶中提取的天然色素的抑菌活性，茶色素对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC为0.025g/mL，对枯草杆菌的MIC为0.05g/mL；纯茶黄素和茶红素抑菌效果均比茶原液好[16]。

Toed M.等也证实了TFs对金黄色葡萄球菌的抑制作用。

TF-3，3′-DG在0.5 mg/mL的浓度下可抑制须发癣菌和红色发癣菌的生长[17]。

Massao H.等研究发现TF1、TF-3-G、TF-3′-G和TF-3，3′-DG在1×10-3-10×10-3mol/mL浓度时对导致龋齿的细菌GTF(葡萄糖基转移酶)有强烈抑制活性，其抑制作用强度TF-3，3′-DG>TF-3-G>TF-3′-G> TF1> CG> GCG> ECG> EGCG[18]。

3.儿茶素氧化聚合物的制取儿茶素氧化聚合物具有如此强大的生物活性，可作为很好的医药材料，因此对其高效的提取及制备方法成为人们关注的问题。

众所周知，红茶、乌龙茶等属于发酵、半发酵型茶，在其制造过程中，儿茶素经多酚氧化酶及过氧化物酶氧化而形成茶黄素、茶红素等儿茶素类氧化聚合物，称为茶色素。

最早人们对此类氧化产物的提取主要是通过从红茶茶汤直接用沸水提取，再经浓缩、脱脂、干燥后而得，但从红茶茶汤中沸水提取的方法得率极低，茶黄素仅为0.2%-2.0%。

李大祥等人以斯里兰卡红碎茶为原料，用乙酸乙酯萃取制备了茶黄素、茶红素，其得率分别为10%和40%，并通过控制不同制备条件，来达到茶色素制品化学成分的最佳配比[19]。

后来人们常采用体外模拟氧化方法来制取儿茶素氧化产物，如体外酶促氧化。

其实早在1957年，Roberts就对儿茶素进行体外酶促氧化实验，得到了茶黄素等氧化聚合物[20]。

随着科技的发展，对体外酶促氧化体系的研究出现一些创新。

夏涛等人对茶鲜叶匀浆悬浮发酵，探讨了发酵体系中温度、pH及悬浮液浓度对红茶色素形成的影响，并证明该体系具有发酵均一、操作性强等优点[21]。

为了增加发酵体系中的溶氧量，提高酶活，促进儿茶素的酶促氧化，人们又进一步创建出了双液相酶促系统，使得茶黄素的制取得率提高，茶黄素含量可达45%[22]。

屠幼英等人还利用固定化技术提高多酚氧化酶的稳定性，催化高纯度的茶多酚生产出高纯度的茶黄素，茶黄素总量为78.94%[23]。

化学氧化方法同样也被用来模拟儿茶素体外氧化。

与酶促方法相比，它可消除酶提取纯化的难度，酶性质的不稳定性，反应程度难以控制以及受氧气的制约等因素的影响，大大简化了反应体系，可控性较强，而成为研究茶儿茶素氧化机理及其氧化产物形成的一种简便而有效的方法。

李大祥等人通过研究茶儿茶素的化学氧化与酶促氧化的反应途径以及氧化产物，证实了化学氧化同样可以生成茶黄素类物质，但在氧化途径上，与酶促氧化存在差异，指出化学氧化由于消除了酶促氧化的二个主要因子(酶、氧气)的影响，从而使化学氧化变得简便、迅捷[24]。

并探讨了pH、温度、氧化时间对茶黄素类生成量的影响，表明pH主要是影响TF2的形成，而温度则主要是影响TF1、TF3、TF4的形成，氧化时间对其影响不大，且在生成的茶黄素类中，TF1+TF2的生成量远远大于TF3+TF4的生成量[25]。

王坤波等人以K3Fe(CN)6和NaHCO3为氧化剂，在碱性条件下氧化儿茶素，以茶黄素总量为指标，探索了儿茶素的组成、反应物浓度与氧化剂的量比对氧化途径和氧化产物的影响。

结果表明，以大叶儿茶素为材料，儿茶素浓度为10 mg/mL，儿茶素︰K3Fe(CN)6︰NaHCO3为2:3:1时，有利于最大茶黄素总量的形成[26]。

儿茶素同样也可在酸性条件下发生氧化，但此类研究并不多。

李立祥对茶多酚进行了酸性氧化研究，发现茶多酚在有机酸及无机酸性盐环境中均可氧化，无机酸性盐更有利于茶多酚氧化形成茶黄素[27]，酸性条件下的氧化机制还需进一步研究。

体外模拟发酵体系中，还有一种自氧化的方法，即不加入任何氧化剂来制取儿茶素氧化聚合物，可消除氧化剂毒性残留的影响。

自氧化方法一般是在绿茶浸出液中通入氧气，在加热的条件下使之转化成茶色素等氧化聚合物。

但得到的茶色素中缺少茶黄素物质，存在较多高聚合茶红素类物质[28]。

自氧化方法并不常用，还有待于进一步探讨和发展。

4. 儿茶素氧化聚合物的分离纯化随着对儿茶素氧化产物药理作用认识的不断深入，愈来愈多的学者开始注意对儿茶素的氧化产物的分离分析，现在已形成了较为完善和成熟的分离分析方法，并对有些氧化聚合物单体的结构作出鉴定。