茶多酚的抗氧化研究进展

茶多酚的抗氧化研究进展摘要：茶多酚是茶叶特有的最具生物活性的成分，它具有防治心血管疾病、抗肿瘤、抗突变、抗衰老等多方面的保健功能，在现当代，其对人类的生活扮演着越来越重要的角色。本文就茶多酚的常见的重要功能和以及发展前景做综述总结。关键词：发展现状；抗氧化物质；提取；前景前言：饮茶、茶道不仅仅有源远流长的文化，更有其科学道理。茶叶中茶多酚的功效，随着人民认识手段的不断拓展，而逐渐被发掘出来。茶多酚是抗氧化家族的一朵奇葩，为心血管病人带来了福音，它的抗氧化性胜过维生素C、维生素E。一、茶多酚的发展现状茶叶是中华民族传统的保健饮品,对于它的药理作用,早在唐朝的《本划拾遗》、明朝的《茶谱》中均有记载。茶叶中化学成份的研究始于1827年人们在茶叶内发现嘌呤碱化合物。随着科学技术发展和进步,迄今已在茶叶鉴定出450种以上的有机成分和15种以上的无机元素,其中茶多酚就占茶叶重量的15%～30%。近年来,茶多酚的提取技术和应用开发受到了国内外的关注,已成为世界各国的一项热门学科,并迅速发展。我国对茶多酚的研究开始于五六十年代，而专业研究开始于七十年代，目前我国对茶多酚的研究在国际上处与领先水平[1]。茶多酚又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶中含有的一类多羟基酚类化合物的总称，含量约占茶叶干物质总量的20％～30％。茶多酚是一类以儿茶素类为主体的多酚类化合物，除儿茶素类外，有黄烷醇类、黄烷酮类、酚酸类和花色苷及其苷元。其中儿茶素类化合物为茶多酚的主体成分，约占茶多酚总量的65％～80％。儿茶素类化合物主要包括表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯和没食子儿茶素没食子酸酯四种物质，具有保健功能的主要是儿茶素和黄酮类物质。茶多酚为淡黄至茶褐色略带茶香的水溶液、粉状固体或结晶等形式存在，具涩味。易溶于水、乙醇、乙酸乙酯，微溶于油脂。茶多酚耐热性和耐酸性较好，160℃油脂中30min降解20%，pH值2～7范围内十分稳定，PH值≧8时和光照下易氧化聚合，易与铁离子络合成绿色物质，水溶液中长期保存或pH值3～4时的酸性条件下易被氧化成棕色物质[2]。绿色天然提取物茶多酚，在绿色的二十一世纪极具发展潜力。据有关专业人士介绍，目前，茶多酚在全球年消耗量约1800吨，其中，美国约700吨，西欧500吨，日本500吨，其他国家和地区约400吨[3]。近年来除欧美国家需求逐年增加外，东南亚、南亚等消费量也有较快增长。因此，当前茶多酚的市场前景广阔，有关专家预计，未来几年，国内外茶多酚需求量将迅速从目前的1800吨攀升至2100吨以上，其市场规模可达十几亿元。自从新世纪对茶多酚类开展系统研究以来，茶多酚的许多功能被陆续发现。大量的研究表明，茶多酚不仅是一种天然的无毒的抗氧化剂，而且也是一种理想的天然药物，具有清除自由基和抗氧化等生物活性。二、茶多酚中的抗氧化物质及其重要生理功能（一）、茶多酚的抗氧化物质——酚羟基首先，在茶多酚结构中具有活泼的酚羟基,可作为氢供体,将单线态氧还原成活性较低的三线态氧,从而减少氧自由基的产生,并能终止自由基的连锁反应,捕获过量的自由基,因此常作为一种理想的食品抗氧化剂[4]。其次，在中性、酸性条件下,茶多酚的酚羟基极易与金属离子螯合,从而阻止金属离子对自由基连锁反应的催化作用。茶多酚与自由基反应生成较为稳定的酚氧自由基,从而达到直接清除自由基的目的,同时能抑制脂质过氧化作用。茶多酚富含酚羟基,可提供活泼氢使自由基灭活,本身被氧化成含邻苯二酚结构的自由基而具有较高的稳定性,因此茶多酚可直接作为自由基清除剂。自由基对不饱和脂肪酸的作用会产生脂自由基,将进一步引起脂质过氧化作用。通过抑制体内大量存在的氧化酶活性,减少或终止自由基的生成[5]。(二)、重要生理功能根据近十几年来茶科学之研究，已知茶多酚在生化与药理作用之重要性。茶多酚生理功能可归纳为：1、抗氧化作用；2、消除自由基抗衰老作用；3、参与免疫调节；4、抗致突变作用；5、抗细胞增生作用；6、降血脂作用；7、瘦身或抗肥胖作用；8、抗菌、杀菌，抗过敏作用；9、降血糖作用；10、防癌作用；镇静作用；神经保护作用等；抗辐射作用。以下简述其中的几种重要作用：1、抗氧化作用人们通过对茶多酚及其单体和异构体在不同体系清除各种自由基进行的研究，发现没食子酸酯的存在大大加强了茶多酚的抗氧化反应活性，在C环上的双键对增加抗氧化反应活性也起重要作用，茶多酚各成分之间具有抗氧化协同作用。茶多酚清除自由基的活性位点主要在没食子酸酯对位酚羟基处，也有在吡喃环的酚羟基处。在苯并芘喃环和苯酚环之间的大键是茶多酚抗氧化的结构基础[6]。食品方面，茶多酚是我国食品添加剂标准委员会批准使用的天然抗氧化剂之一。（1）、用于高脂肪糕点及乳制品：如月饼、饼干、蛋糕、方便面、奶粉、奶酪、牛奶等，加入茶多酚不仅可保持其原有的风味，防腐败，延长保鲜期，防止食品退色，抑制和杀灭细菌，提高食品卫生标准，延长食品的销售寿命。另外，还可使甜味“酸尾”消失，味感甘爽[7]。（2）、用于饮料生产：茶多酚不仅可配制果味茶、柠檬茶等饮料，还能抑制豆奶、汽水、果汁等饮料中的VA、VC等多种维生素的降解破坏，从而保证饮料中的各种营养成份。（3）、用于水果和蔬菜保鲜：在新鲜水果和蔬菜上喷洒低浓度的茶多酚溶液，就可抑制细菌繁殖，保持水果、蔬菜原有的颜色，达到保鲜防腐的目的。（4）、用于畜肉制品：茶多酚对肉类及其腌制品如香肠、肉食罐头腊肉等，具有良好的保质抗损效果，尤其是对罐头类食品中耐热的芽胞菌等具有显著的抑制和杀灭作用，并有消除臭味、腥味，防止氧化变色的作用[8]。（5）、在食用油贮藏中加入茶多酚，能阻止和延缓不饱和脂肪酸的自动氧化分解，从而防止油脂的质变哈败，使油脂的贮藏期延长一倍以上。在食用油贮藏中加入茶多酚，能阻止和延缓不饱和脂肪酸的自动氧化分解，从而防止油脂的质变哈败，使油脂的贮藏期延长一倍以上[9]。2、消除自由基茶多酚是一类氧化还原电位很低的还原剂，具有供氢能力，氢与自由基结合，使之还原为惰性化合物或较稳定的自由基，从而清除机体内过多的有害自由基。按照自由基学说的理论，衰老的原因是组织中自由基含量的改变，这种改变使细胞功能遭到破坏，从而加速肌体的衰老进程茶多酚对自由基的清除作用使之也能向构成肌体防御脂质过氧化系统的内源成分（过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶）那样阻止体内脂质过氧化进行。茶多酚可以抑制皮肤线立体中脂氧合酶和脂质过氧化作用，从而起抗衰老效应[10]。3、参与免疫调节，提高人体的综合免疫能力茶多酚提高动物免疫力主要通过以下3种途径：1、抗氧化和清除自由基防止脂质过氧化，以保护生物膜、小动脉、中枢神经、肾脏、肝脏以及生物大分子的结构和功能的完整性；2、杀菌、抗病毒、抑制病原体的入侵；3、提高动物机体血清免疫蛋白的含量、胸腺和脾脏的相对重量。茶多酚通过提高人体免疫球蛋白总量并使其维持在高水平，刺激抗体活性的变化，从而提高人的总体免疫能力。并可促进人体的自身调理功能。茶多酚通过调节免疫球蛋白的量和活性，间接实现抑制或杀灭各种病原体、病菌和病毒的功效已经医学实验的证实：茶多酚可抑制和杀灭链球菌、伤寒菌、百日咳杆菌、肺炎双球菌、痢疾杆菌、葡萄球菌等细菌感染；抑制或降低白喉毒素、破伤风毒素的毒力；抗脊髓灰质炎病毒、流感病毒、腮腺炎病毒、麻疹病毒、疱疹病毒、艾滋病毒等对人体的伤害；抑制梅毒螺旋体及白色念球菌对人的侵染；抗类风湿因子等[11]。4、降血脂作用饮茶与减肥的关系是非常密切的，《神农本草》一书早在二千多年前已提及茶的减肥作用：“久服安心益气……轻身不老。”现代科学研究及临床实验证实，饮茶能够降低血液中的血脂及胆固醇，令身体变得轻盈，这是因为茶里的酚类衍生物、芳香类物质、氨基酸类物质、维生素类物质综合协调的结果，特别是茶多酚与茶素和VC的综合作用，能够促进脂肪氧化，帮助消化、降脂减肥。此外，茶多酚能溶解脂肪、而VC则可促进胆固醇排出体外。茶多酚作为一种天然高效抗氧化剂，其清除自由基的能力已被大量实验证实，清除自由基的能力是VC的64倍，血浆中的LDL在茶多酚的存在下，难以被氧化，茶多酚还可以和VC和VE协调作用，更有效地抑制LDL的氧化修饰，从而预防动脉粥样硬化的发生。不少研究已证实，茶多酚还具有抗血凝，促纤溶和抑制血小板凝集作用，以上必对动脉粥样硬化的预防具有积极意义[12]。5、杀菌抗病毒儿茶素类化合物对多种有害细菌、真菌和病毒有杀灭和抑制作用。茶多酚对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌的生长繁殖都有强烈的抑制作用，最佳抑菌浓度为100mg/L。在动物体内，茶多酚在抑制有害菌增殖的同时，能促进有益菌菌群的生长，从而保护肠道微生物环境，改善微生物结构，起益生素的作用。利用茶多酚抗菌、抗病毒的原理，国外已将儿茶素用于空调机[13]。6、用于防癌抗癌目前，世界上用茶多酚作为实验材料进行防癌抗癌的研究方面，得出的较一致结论是：1、茶多酚具有清除体内自由基作用，保持正常生理状态下体内自由基的代谢平衡；2、茶多酚能有效地抑制某些致癌作用的物质，如亚硝基化合物在体外及动物和人体内的合成；3、茶多酚能抑制某些致癌物(如亚硝胺、苯并芘、黄曲霉素等)对动物的致癌作用；4、茶多酚能阻止或抑制某些肿瘤的发生和生长，对某些癌细胞还具有杀伤作用[14]。三、提取茶多酚的方法（一）、溶剂萃取法溶剂萃取法是传统的提取工艺,该法利用茶多酚易溶于水、乙醇、甲醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯等溶剂而不溶于氯仿的性质,将其从茶叶中分离出来。此法经过浸提、去杂、重结晶等主要工艺过程得到茶多酚。溶剂萃取法主要有水提取法和有机溶剂萃取法。水提取法以水为溶剂,采用水浴加热提取多次,合并提取液后用氯仿萃取,分出氯仿相后改用乙酸乙酯多次萃取，合并乙酸乙酯相并减压蒸馏浓缩近干,将其干燥（真空、冷冻或喷雾干燥）后用去离子水重结晶即得产品[15]。（二）、有机溶剂萃取法是将茶叶用有机溶剂（如乙醇、甲醇、丙酮、乙醚等）浸提数次，合并滤液。滤液经减压蒸馏浓缩，加入适量水后用氯仿萃取,脱除其中的咖啡因和色素等，并回收咖啡因。水层用乙酸乙酯进行萃取,得到含有茶多酚的乙酸乙酯溶液，经浓缩、干燥,得到茶多酚粗品[16]。（三）、盐沉淀提取法盐沉淀提取法根据茶多酚能与无机盐中的金属离子反应生成沉淀的特性来生产茶多酚，是一种廉价的生产高纯度茶多酚的方法。此法将茶叶用热水或乙醇溶液浸提过滤，调节滤液的pH值为碱性，在滤液中加入沉淀剂使茶多酚沉淀，过滤后滤液用于提取咖啡因，沉淀用稀H2SO4溶解后用乙酸乙酯萃取,得到含茶多酚的乙酸乙酯溶液，再经减压蒸馏浓缩、干燥得到茶多酚[17]。（四）、树脂法树脂法是利用树脂具有吸附－解吸作用的特性来分离提纯茶叶中的茶多酚。此法将茶叶用热水浸提数次，提取液通过树脂进行吸附,然后用乙醇洗脱,使树脂上吸附的茶多酚脱附在乙醇中，减压蒸馏浓缩后干燥得到茶多酚[18]。（五）、超临界萃取法超临界萃取法是利用超临界流体作溶剂进行萃取分离的方法。超临界流体是物质处于其临界点（TC,PC）以上状态时所呈现的一种高压、高密度流体。超临界流体的密度对温度与压力的变化很敏感，特别是在临界点附近T、P的微小变化可导致溶质溶解度发生几个数量级的突变，因此它能对物质有效地进行萃取分离。目前研究较多的体系包括CO2、水、氨、甲醇、乙醇、氙、戊烷、乙烷、乙烯等。现在人们利用超临界流体代替有毒的有机溶剂来进行高效萃取分离。具体方法是在高压条件下使之与茶叶接触，控制体系的压力和温度使茶多酚溶解在其中，然后通过降压或升温的方法，降低超临界流体的密度,待茶多酚析出便完成了萃取过程[19]。四、茶多酚的发展前景由于茶多酚具有抗氧化、抗肿瘤、降血压、抗衰老、清除人体自由基、降血糖血脂、抗菌、防龋齿、抗紫外线辐射、除去食品中异味等作用，在油脂、食品、医药、日化、化妆、保健等诸多方面具有广阔的应用前景。1990年美国医学基金会主席曾说：茶多酚是21世纪对人类健康产生巨大效果的化合物。中国是世界上最大的茶叶产地之一，茶叶资源十分丰富[1]。在茶叶生产过程中产生的大量灰末、修剪叶、甚至滞销的粗老茶，目前几乎全作废料