摘 要

茶是最受人們歡迎的健康飲料之一,茶葉中含有茶蛋白、茶多酚、茶多糖、咖啡堿、茶葉皂甙等多種功效成分,具有降血糖、降血脂、降血壓、抗血栓、增強機體免疫力、抗氧化、抗菌和抗輻射等生理功能,作為保健食品和藥品具有廣闊的開發前景。筆者對茶葉中主要功效成分的作用及其提取工藝進行了綜述。

關鍵詞

茶葉 | 功效成分 | 提取工藝

茶葉為山茶科植物茶的芽葉,早在唐代陳藏器《本草拾遺》中說：“諸藥為各藥之藥,茶為萬藥之藥。”明代顧元慶茶譜記載：“飲真茶能止渴、消食、除痰、少睡、利尿道、明目益思、除煩、去膩,人固不可一日無茶［1］。”茶葉中的化學成分經分離鑒定的已知化合物有500多種,其中有機化合物有450種以上,構成這些化合物的基本元素有30種,茶葉中不僅含有豐富的維生素和礦物質,而且含有許多對人體有保健作用的功效成分如茶蛋白、茶多酚、茶多糖、咖啡堿、茶葉皂甙、γ-氨基丁酸、茶氨酸、茶色素等。隨著對茶葉成分、藥理作用的深入研究,發現茶葉具有廣泛的醫療保健作用。本文綜述了茶葉的主要功效成分及提取工藝。

1 茶蛋白

茶蛋白（tea protein）的含量約占茶葉干物質總量20％～30％左右。茶葉中的蛋白質絕大多數是非水溶性的,只有1％～2％為水溶性的［2］,而且在制茶過程中,由于蛋白質的變性凝固,使一些蛋白的水溶性進一步降低。茶鮮葉中非水溶性蛋白質主要是谷蛋白,約占蛋白總量的80％,其次是白蛋白、球蛋白和精蛋白等。谷蛋白類不溶于水,只溶于稀酸、稀堿溶液［3］。谷蛋白等非水溶性蛋白質難以直接被人體消化吸收,因此,研究開發茶蛋白,尤其是工業化生產茶蛋白的進展很慢。

1.1茶蛋白的功效

茶蛋白中氨基酸組成豐富、合理,含有人體所需的所有必需氨基酸。將茶蛋白提取純化后適當改性,有望變為消化吸收性較好的食用、飼用蛋白資源,以及加工成食用乳化劑、起泡劑和膠凝劑等產品。茶蛋白還具有清除超氧陰離子的功效,對預防放射治療時引起的致突變效應有保護作用［4］。

1.2非水溶性茶蛋白質提取工藝

茶葉→熱水浸提除雜→過濾→稀堿液提取→過濾→脫色→過濾→調節pH值（使蛋白質沉淀）→離心→蛋白質沉淀→真空干燥→堿液復溶→過濾→調節pH值→離心→蛋白質沉淀→真空干燥→茶蛋白

1.2.1熱水浸提除雜

茶葉中的茶多酚、茶多糖易溶于熱水,咖啡堿易溶于80℃以上的熱水和極性溶劑如三氯甲烷、二氯甲烷等,但在冷水中溶解度較小［5］。筆者采用熱水浸提,可以同時除去茶多酚、茶多糖、咖啡堿等物質。料液比為1∶10,85℃水浴攪拌浸提1h,紗布過濾,將所得的茶葉再同上法浸提2次。

1.2.2堿液提取蛋白質

將除去茶多酚、茶多糖、咖啡堿等物質的茶葉加入稀堿液中,90℃水浴攪拌30min,提取液過濾后用4％活化好的活性炭控溫脫色,過濾后再緩慢加入HCl溶液調節pH值,攪拌后靜置,讓蛋白質充分沉淀后3000r／min離心30min,去上清液,加入蒸餾水,同上法再離心2次,去上清液,將其沉淀移入燒杯,用少量蒸餾水洗滌離心杯2～3次,洗滌液并入燒杯中,沉淀置于60℃真空干燥箱中干燥。干燥好的蛋白質沉淀復溶于稀堿溶液中，90℃水浴2h，并不斷攪拌，使其完全溶解。同上再次調節pH值后離心,將沉淀置60℃真空干燥箱中干燥后即得到茶蛋白。

我國每年在生產大量高中檔茶葉的同時也產生大量的低檔茶、茶梗、茶渣、茶末,以及工廠用熱水提取茶多酚后的茶渣,均可以用來提取茶蛋白。

2 茶多酚

茶多酚（tea polyphenols,簡稱TP）是茶葉中多種酚類及其衍生物的總稱,在茶葉中占14%~24％。其化學組成包括黃烷醇類、羥類-4-黃烷醇類、花色苷類、黃酮醇類和黃酮類等化合物。其中,黃烷醇中的兒茶素類物質是其最主要的成分,含量約占茶多酚總量的70％～80％［6］。自從20世紀60年代初期發現茶多酚具有抗氧化活性之后,茶多酚的提取、分離、檢測以及應用就引起了國內外學者的關注。

2.1茶多酚的功效

茶多酚是茶葉中主要的功能性物質之一,具有極強的抗氧化作用和多種保健功效。

2.1.1抗氧化作用

人體自然衰老與包括腫瘤、心血管等疾病在內的人群退行性疾病都有一個共同的發生過程,即細胞受到氧自由基的氧化損害。人體內的自由基95％以上為氧自由基,氧自由基是損傷生物大分子,參與多種疾病發生、發展、衰老的基礎［7］。茶多酚具有清除超氧陰離子的作用,并隨pH值由3到7,清除自由基的能力逐漸增加。由于茶多酚對超氧化物陰離子自由基具有很強的消除效應和極強的抗氧化活性,可以抑制人體內脂質過氧化作用,因此,它既具有抗衰老的機能,又能提高人體白血球和淋巴細胞數量和活性,從而增強人體免疫功能。我國于1991年將茶多酚作為一種天然抗氧化劑列入國家食品標準［8］。

2.1.2抗菌作用

茶多酚對于葡萄球菌、大腸桿菌、桔草菌、芽孢桿菌、金黃色鏈球菌等自然界中近百種細菌均有優異的抗菌活性,顯示出抗菌的廣譜性［9］。

2.1.3對脂類代謝和心血管疾病的作用

茶多酚不僅具有降低體脂、肝脂數量的作用,并且能降低血液中的膽固醇和具有壞作用的低密度脂蛋白LDL水平,以及降低血壓和阻緩血小板凝結的作用,防止動脈粥樣硬化,預防心血管病等多種藥理功能。

2.1.4抗癌功能

大量的研究表明,茶多酚在活體外具有抗突變作用,能抑制嚙齒類動物多種腫瘤的發生［10,11］。茶多酚還可以提高機體的免疫力,阻斷致癌物質形成的代謝途徑,抑制腫瘤細胞脫氧核糖核酸的生物合成,此外,茶多酚可有效地清除活性氧自由基,可在一定程度上保護機體免受損傷。曹明富研究證明,茶多酚能顯著治療60Co引起的白血球和血小板減少癥,保護小鼠因60Co損傷的脾臟和胸腺的正常免疫功能［12］。

2.2茶多酚的提取

2.2.1沉淀法提取

茶葉→熱水提取→調pH→加金屬離子（Zn2＋、Al3＋、Ca2＋等）→沉淀茶多酚→稀酸溶解沉淀→乙酸乙脂萃取茶多酚→脫色→減壓蒸餾回收溶劑→真空干燥→晶粉態茶多酚。

常用可溶性金屬鹽離子有Ca2＋、Zn2＋、Mg2＋、Al3＋、Ba2＋、Fe3＋等,茶多酚和這些金屬離子生成難溶化合物,采用沉淀法使之從浸液分離出來,再用酸溶沉淀使茶多酚游離析出,金屬離子可循環使用。該法茶多酚提取率可達10.5％,純度大于99.5％,用Al3＋、Zn2＋、Ca2＋最為理想,必須注意調節pH值為堿性,以NaHCO3溶液較為適宜。這種方法的優點是溶劑用量少,工藝簡單,產品純度高,但得率較低。

2.2.2有機溶劑提取法

茶葉→有機溶劑萃取→減壓蒸餾→加水→加石油醚或乙烷脫色→氯仿脫咖啡因→乙酸乙酯萃取→減壓蒸餾→真空干燥→粉晶態茶多酚。

用甲醇、乙醇、丙酮、乙醚等有機溶劑萃取,減壓蒸餾并回收有機溶劑,加水要適量,使提取物溶解成水溶液。實驗時也可以不加石油醚或乙烷,直接用氯仿脫色素及咖啡因。采用有機溶劑提取法,茶多酚得率相應較高,色素、咖啡因分別脫除,便于提純、精制和開展綜合利用,但溶劑用量較大［13］。

3 茶多糖

3.1茶多糖的功效

茶多糖（tea polysaccharide簡稱TPS）是茶葉中一類與蛋白質結合在一起的酸性多糖或一種酸性糖蛋白,由阿拉伯糖、木糖、巖藻糖、葡萄糖、半乳糖等構成。茶多糖平均分子量為107000,真正具有較強生理活性部分的相對分子量約在4×104～10×104,熱穩定性較差,高溫或過酸偏堿使其部分分解,沸水中溶解性較好,純物質為棕黃色透明液體。藥理研究表明,茶多糖具有降血糖、防治糖尿病,降血脂、抗凝血、抗血栓、降血壓,減慢心率,耐缺氧和增加冠狀動脈流動的作用,以及抗炎、防輻射、增加碳粒廓清速度等藥理作用,還能使血清凝集素抗體增加,從而增強機體免疫功能,茶多糖對NaNO2也具有很強的清除作用。其顯著的降血糖效果和免疫活性,使茶多糖有望成為預防和治療糖尿病及心血管疾病、增加免疫功能的天然藥物［6］。

3.2茶多糖提取工藝

水浸提法：茶葉→粉碎→水浴加熱浸提→過濾→濃縮→離心→加水、無水乙醇→低溫靜置過夜→沉淀離心分離→沉淀依次用無水乙醇、丙酮、乙醚洗滌2次→茶葉粗多糖。

酶解提取法：茶葉→粉碎→纖維素酶酶解→高溫去酶活性→過濾→濃縮→乙醇沉淀→離心→沉淀物真空干燥→Sevag法脫蛋白→干燥→茶葉粗多糖。

研究表明,茶葉越粗老、等級越低,多糖含量越高,所以,提取茶多糖可以充分利用粗老茶葉,提高茶葉產業效益。一般認為低溫提取的茶多糖的生物活性最強［14］。用纖維素酶提取的茶多糖,可以在較低的溫度下提高多糖的提取率,由于酶作用的專一性,不會破壞茶多糖的結構,而且提取到的茶多糖仍具有較強的抑制α-淀粉酶活的活性。茶多糖的提取方法還有超聲波輔助酶法、微波法等。

4 咖啡堿

咖啡堿（caffeine）是茶葉生物堿的主體物質,其基本結構是由一個嘧啶環和一個米唑環稠合而成的1,3,7-三甲基黃嘌呤［3］。茶葉中咖啡堿含量在2％～5％,茶末、茶梗等制茶廢料中含量在2.5％左右［15］。

4.1咖啡堿的功效

咖啡堿不僅是構成茶湯滋味的重要組分,而且具有強心、利尿、解毒、平喘等藥理功能,可以用于支氣管喘息的治療,臨床上還應用咖啡堿治療心力衰竭,是一種緊俏的生物堿類醫用原料。咖啡堿還具有促進血液循環的作用,可以使血管平滑肌松弛,增大血管的有效直徑,增強心血管壁彈性,對心臟有陽性收縮效應,因而具有提神益思、降血糖、血脂、血壓的作用［16］。研究表明,咖啡堿對人體是益是害取決于人體攝取的咖啡堿劑量,在低劑量（即不超過人體日正常需要量）時,表現為有益,而在高劑量（往往是遠遠超過人體的日攝取量）時,則表現為有害。

4.2咖啡堿的提取

微波水提結合乙酸乙酯萃取法：茶葉→粉碎→微波水提→固液分離→提取液→乙醇沉淀→分離→上清液→沉淀去多酚→上清液→加NaCl酯萃取→酯層→酯回收（干燥）→粗咖啡堿→升華→精制咖啡堿。

咖啡堿的提取方法主要有溶劑法、升華法、吸附法和超臨界二氧化碳提取法（簡稱SFE）等。目前,溶劑法存在產品純度低、安全性差、工藝復雜等缺點；升華法存在升華的咖啡堿定向定位富集困難、收集時損耗大等缺點；吸附法存在洗脫劑用量多或有毒洗脫劑的使用；SFE法生產成本較高,尚處在實驗室研究階段。分離提取咖啡堿新技術有待于進一步研究［17］。

5 茶葉皂甙

茶葉皂甙（tea saponin）是一類較復雜的甙類衍生物（又稱茶皂素）,屬于三萜皂甙中的齊墩果烷型,其基本結構是由配基和糖體兩部分組成。茶葉皂甙的研究始于1931年青山新次郎的首次分離,至今已有70多年歷史。其中,前40年的研究大部分側重于茶葉皂甙的分離提純、結構鑒定及理化性質方面。自20世紀70年代末開始,夏春華等在總結前人研究的基礎上,研究并解決了茶葉皂甙的工業提取技術及定量方法［18］。

5.1茶葉皂甙的功效

茶葉皂甙的生物活性是多方面的：

（1）降低膽固醇的作用皂甙可防止膽固醇在腸道內的吸收,從而降低血漿脂質中的膽固醇；

（2）溶血作用茶葉皂甙能與大分子醇如甾醇類結合形成復鹽而表現出溶血作用；

（3）抗菌作用皂甙具有抗細菌和抗霉菌的活性,茶葉皂甙還具有殺軟體動物、抗炎、鎮靜等活性［19］；

（4）表面活性劑茶葉皂甙有很強的起泡力,是一種非常好的天然表面活性劑,在工業、醫藥及日用化工方面有廣泛的應用前景［1］。

5.2茶葉皂甙提取工藝

茶葉→粉碎→水提取→過濾→正丁醇萃取→減壓濃縮（并回收正丁醇）→真空干燥→溶于97%甲醇→環乙烷萃取→甲醇層→減壓濃縮（并回收甲醇）→真空干燥→溶于水→過葡聚糖凝膠柱→15%甲醇洗脫一減壓濃縮(并回收甲醇)→真空干燥→茶葉皂甙。

6 其他成分

此外,茶葉中還含有維生素及F、Fe、Se、γ-氨基丁酸、茶氨酸、茶色素等多種有效成分,它們對人體都有一定的保健功效。我國大部分地區屬于低氟區,補充適量的氟對人體硬組織（骨胳、牙齒）構成是有利的,特別是對兒童常見病齲齒及老年常見病骨胳疏松癥的防治有利；γ-氨基丁酸對于增加葡萄糖磷酸酯化酶的活性、降低血壓和血中氨的含量、恢復腦細胞功能以及治療肝性腦病有著顯著的作用［20］。

茶氨酸是綠茶中特有的一種氨基酸,20世紀50年代首次從茶葉中提取精制出茶氨酸,并確定了它的化學結構,此后許多學者對其進行了大量的研究,包括在體內的吸收與代謝、檢測方法、生理功能及在食品中的應用研究。茶氨酸的生理作用是：

（1）顯著的降低血壓的作用；

（2）對某些抗腫瘤藥物具有生理調節作用；

（3）與神經遞質物之間有相互作用；

（4）對人體有放松作用。

茶色素色彩艷麗,著色效果好,本身又含有多種營養保健成分,對食品中的維生素等具有保護（防止降解）作用,是食品、飲料最理想的著色劑之一。茶色素還可以改善晚期腫瘤病人的血液高凝狀態,提高血液中白細胞的含量,增強病人的免疫功能。

7 結束語

隨著人們生活質量的提高,飲食消費觀念逐漸向天然化、營養化、保健化的方向發展,茶葉作為天然的三大無酒精飲料之一,因其獨特的保健功效而越來越受到人們的青睞。利用現代生物、醫藥、食品加工、分離純化等技術開發茶葉產品及保健制品,將使茶葉這一古老的傳統產業煥發出新的活力。

原創作者：李娟、活潑、楊海燕。首發于《浙江科技學院學報》2005年04期。