茶黄素提取与功效的研究进展

夏锐　刘德和　殷丽琼　肖星　夏丽飞

摘要 茶黄素是一种天然的产物。目前，对于茶黄素的研究主要是从茶黄素的提取、茶黄素与红茶的品质、茶黄素的生理作用、茶黄素的应用4个主要方面进行研究。从近几年对茶黄素在生理作用与提取2个方面的研究进展进行论述。

关键词 茶黄素；功能；红茶；提取

中图分类号 S571 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）20-06532-02

Research Progress in Extracting and Effects of Theaflavin

XIA Rui， LIU Dehe et al

（Tea Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Menghai， Yunnan 666201）

Abstract Theaflavin is a natural substance. At present， researches on theaflavin are mainly conducted from four approaches， including the extracting of theaflavin， the quality of theaflavin and black tea， the physiological effect of theaflavin and the application of theaflavin. The thesis conducts a deep analysis focusing on the recent development of researches on the physiological effect and the extracting of theaflavin.

Key words Theaflavin； Function； Black tea； Extracting

茶黄素是在红茶发酵过程中形成的主要色素物质。这种物质不仅是红茶滋味和汤色最重要的影响因子，而且具有多种药理功效，是一类极具开发潜力的产物[1]。所以，近年来对茶黄素的提取和分离研究得较广泛和深入。对于茶黄素的提取方法，可以直接从红茶中提取茶黄素，或模拟茶黄素的氧化机理，通过儿茶素的氧化来提取茶黄素。

1 茶黄素的提取方法

1.1 茶黄素的粗提

1.1.1 直接提取法。

Collie法的直接提取法过程为：样品用热水浸提→过滤→浓缩→干燥→甲醇、水溶解→三氯甲烷萃取（除去杂质）→水相减压浓缩→乙酸乙酯反复萃取→硫酸镁脱水→蒸馏至干→茶黄素粗提物。该方法工艺技术比较简单，但有机溶剂用量多[2]。

Ullah法的直接提取法过程为：样品用水浸提→过滤→滤液减压浓缩→三氯甲烷萃取（除去咖啡碱等杂质）→磷酸二氢钠和乙酸乙酯混合萃取→乙酸乙酯经减压浓缩干燥，得茶黄素粗提物[3]。该方法简单，只需一次萃取，分离效果较好。

1.1.2 模拟氧化制备。

从红茶中直接提取茶黄素存在着很大的问题，首先就是在红茶中茶黄素的含量很少，且存在分离、纯化困难。为了解决这些问题，人们从茶黄素的形成机理出发，按照儿茶素→醌类→茶色素反应进行，研究出一种高效的茶黄素制备方法。模拟氧化按催化剂的不同分为酶促氧化和化学氧化2种。

1.2 茶黄素的提纯

茶黄素的研究始于Robcrts[4]。迄今为止，已经从红茶或多酚类物质氧化聚合物中分离鉴定出25种茶黄素类物质[5]。其中，有4种茶黄素含量最高，分别是TF及其 TF3G、TF3′G 和 TFDG，而茶黄素的分离制备、药理功效研究也主要针对这 4 种茶黄素单体。目前，4 种主要茶黄素单体的分离是茶黄素提纯的基本方法。

1.2.1 纤维素层析法。

在20 世纪50 年代，Berkowltz等[4]应用乙酸乙酯提取。随着纤维素填料及相关分离技术的发展，梁慧玲[6]应用一种天然、安全、廉價、高效的新型儿茶素类吸附剂木质纤维素对高纯度儿茶素单体进行分离。该纤维素填料尺寸稳定性好，分辨率高，但由于孔径太小，分离范围相对较窄，在实际应用中受到很大的限制。

1.2.2 凝胶层析法。

凝胶层析法设备简单，操作方便，目前普遍应用最为广泛的凝胶材料多属于葡聚糖。葡聚糖同时具有亲水性、亲脂性双重性质。在分离过程中，它具有许多的优点，分离的范围在100～4 000。茶黄素各单体均在此范围内，分离条件温和，具有生物大分子物质的相容性，不会影响茶黄素活性，凝胶材料本身不带电荷，不会与分离物质相互作用，因而溶质回收接近100%[7]。

1.2.3 硅胶层析法。

硅胶为多孔性物质，具有吸附层析与分配层析的双重性质，甚至还有极弱的离子交换作用。硅胶吸附层析法目前使用较广泛，能用于非极性化合物，也能用于极性化合物，同样适用于茶黄素类物质的分离纯化。但是，该方法存在分离的操作复杂，需要经过2次柱层层析，制备量小，不能得到2种单酯型茶黄素单体[7]。

1.2.4 高速逆流色谱法。

高速逆流色谱法是不用固态支撑体或载体的液液分配色谱技术。该技术可以避免分离样品与固体载体表面产生化学反应而变性和不可逆吸附等情况的发生，而且在每次分离样品结束后，管道中残留溶剂均可冲出，不会对后续分离产生任何影响。因此，高速逆流色谱法具有溶剂消耗少、样品回收率高、分离效率高等优点。江和源等[8-9]首次应用高速逆流色谱法分离、纯化茶黄素单体成分。

此外，目前还研究出聚酰胺层析法[10-11]、柱层析法及凝胶柱和硅胶柱结合法[12-14]和高速逆流色谱与葡聚糖凝胶层析结合法[15]。

2 茶黄素的生理作用

2.1 抗心血管系统疾病

2.1.1 心肌细胞保护作用。

在心肌保护作用中，主要是2个方面起到的保护作用。第一方面，细胞内外的离子在正常情况下保持一个平衡状态，但是如果平衡被打破时有许多的细胞内[Ca2+]内流，而增加将导致细胞内钙超载，导致心律失常。茶黄素可抑制电压门控型钙通道所参与的外钙内流，起到保护心肌细胞的作用[16-17]。第二方面，在体内，TF可以清除体内自由基，明显增加内源性超氧化物歧化酶（SOD）的活性，降低脂类过氧化反应产物丙二醛（MDA）的含量，通过增强心肌抗氧化能力，发挥保护心肌细胞作用[18]。

2.1.2 调血脂作用。

在体外试验中，Vermeer等[19]通过电子显微镜和 HPLC 分析，发现茶黄素降低肠道胆固醇的吸收，进而降低血胆固醇。Lin等[20]发现，茶黄素在脂肪酸超载的细胞和动物模型上均显示减少脂质堆积、抑制脂肪酸合成和刺激脂肪酸氧化的作用。此外，吴中松等[21-22]证实茶黄素具有降血脂的效果。

2.1.3 舒张血管作用。

Lorenz等[23-24]研究表明，红茶中的茶黄素（TF）和绿茶中的茶素3没食子酸酯（EGCG）都能使一氧化氮合成酶活化和磷酸化，从而更能促进血管的舒张作用。

2.1.4 抗动脉粥样硬化作用。

饮茶具有降血脂、抗血凝和抗动脉粥样硬化的功效。国内许多学者观察了茶黄素对冠心病、动脉粥样硬化症、高脂血症、原发性高血压等疾病患者血脂水平的影响，证实茶黄素具有调节血脂的作用。

2.2 抗炎和免疫调节作用

邬海桥等[25-26]研究表明，各茶黄素单体可明显降低炎性气道的黏液高分泌状态，其中以TF3的作用最强。在炎症信号通路中，TFs 可抑制炎症信号通路，降低炎症相关基因和蛋白水平。

2.3 抗糖尿病作用

研究表明，高血糖、糖基化終产物、胰岛素抵抗、氧化应激等是导致糖尿病肾病的主要原因。李彩蓉等[27]研究表明，茶黄素可通过调节p38MAPK 信号转导通路而减少细胞外基质的合成，从而延缓糖尿病肾小球肥大和肾小球硬化。

2.4 抗肿瘤作用

癌症亦称恶性肿瘤，为由控制细胞生长增殖机制失常而引起的疾病。在茶黄素抗肿瘤的机理方面，目前研究得比较深入。首先，茶黄素可以阻断细胞信号传导，抑制肿瘤的启动[28]。其次，茶黄素可以诱导肿瘤细胞发生凋亡，抑制肿瘤细胞的增殖和扩散。Adhikary等[29]研究表明，茶黄素可抑制乳腺癌细胞迁移。最后，可以诱导癌细胞凋亡。茶黄素可作为强氧化剂选择性作用于癌细胞，发挥细胞毒效应，促进凋亡[30]。

此外，茶黄素还具有抗病毒[31-33]、抗氧化[34]、健齿防龋[35-36] 、抑制激素性股骨头坏死的作用[37]。

3 结语

茶黄素是茶叶中很重要的生理成分，目前研究得较广泛。茶黄素在茶叶中含量极低，提取成本非常昂贵，将其广泛应用于大规模化的生产中需要开发出低成本、安全、科学化、规范化的茶黄素提取工艺。随着生物技术的不断发展，目前有60%以上的生物技术成本集中应用在医药上，用于开发特色新药物或对传统药物进行改良。利用微生物，可以对微生物的DNA进行切割、引入，以期能获得大量的生物合成而来的茶黄素。这个新的提取茶黄素技术将是茶黄素提取工艺的研究方向。

上述的茶黄素有许多的生理功效。这种天然物质可以应用于医疗保健、食品加工。茶黄素是红茶呈现出汤色“亮”特征的关键化学成分，也是影响红茶茶汤滋味强度和鲜爽度的关键化学成分，还是形成红茶“金圈”现象的主要构成物质。新的功能、作用机理还处于不断的发展和验证阶段，在应用上可以被广泛地应用在养殖业、食品添加剂类、医药业、功能饮料、茶饮料、化妆品等方面。茶黄素几乎无毒副作用，耐药性强，在体内代谢迅速等，使得有关茶黄素的开发应用产业研究已被列入国家科委“九五”重点工程项目。国外研究更为广泛而深入。在不久的将来，我们的日常生活都可能见到茶黄素所开发出的新产品。

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