茶叶功能成分实现绿色高效制备

文本刊记者 杨阳

我国是茶的故乡，也是茶文化的发源地。中国茶的发现和利用已有4700多年的历史，且长盛不衰，传遍全球。茶是中华民族的举国之饮，发于神农，闻于鲁周公，兴于唐朝，盛于宋代，普及于明清之时。茶也已成为全世界最大众化、最受欢迎、最有益于身心健康的绿色饮料。

“茶茗久服，令人有力、悦志”，饮茶具有养生保健、清油解腻、增强神经兴奋、消食利尿的作用。茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，儿茶素是茶多酚的重要功能成分，占茶多酚总量的60%～80%，具有很强抗氧化活性，对心血管疾病等常见疾病具有很好的预防效果，具有广阔的市场前景。儿茶素主要分为四种：表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）和表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）。“现代茶制品加工与贮藏品质控制关键技术及装备研发”项目组（以下简称项目组），针对传统柱色谱分离制备儿茶素工艺存在率低、纯度不高、生产成本高等技术难题展开攻关，取得重要的技术突破。

儿茶素实现绿色高效制备

茶多酚的产业规模与其应用领域的定位密不可分。上世纪九十年代初期，我国茶多酚的应用研究重点是作为天然抗氧化剂，由于茶多酚的水溶性特点及其不稳定性，尽管茶多酚在植物油、鱼肉制品、方便面、奶糖等食品领域表现出较强的抗氧化功能，但是，儿茶素的氧化褐变给所应用产品的色泽带来了不利的影响。茶多酚这一致命的弱点，严重影响了其在食品工业领域的推广应用。

〉 茶叶深加工的基本内涵

九十年代中后期，国外关于茶多酚、儿茶素在抗氧化、清除自由基、抗肿瘤、抗病毒等方面的研究成果，使得国外以茶多酚、儿茶素为主体的健康食品开发快速升温，国际市场对茶叶提取物的需求量不断增加。尤其是关于儿茶素具有调节人体脂肪代谢和控制肥胖功能的发现，使得儿茶素一度成为国际市场上可替代麻黄提取物，开发减肥保健食品的主要天然产物之一，由此也催生了进入二十一世纪后中国又一轮茶叶提取物产业投资热潮。

但是，我国在制备儿茶素过程中存在着诸多问题。制备儿茶素传统工艺使用二氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂，溶剂残留高，有一定副作用，出口受限制。同时，大规模使用有机溶剂对环境有污染；部分工序长时间高温处理，产品中功能成分含量、活性、提取效率，以及产品的颜色、风味受到影响，能耗大；原有生产工艺较简单，产品规格较单一，不能够满足国内外各个层次消费市场的质量标准要求，食品/化妆品/药品对于功能性原料的要求有显著差异；高纯度儿茶素单体产业化制备工艺不成熟，停留在实验室研究水平，价格昂贵，不能满足市场商品化需求。

针对我国儿茶素制备中存在的问题，项目组展开攻关，取得以下重要的技术突破：

构建了高纯混合儿茶素分离制备自动监控系统，显著提升目标产物收率。采用大孔吸附树脂柱色谱分离、高效液相色谱在线检测技术，构建了高效、低耗、稳定的高纯混合儿茶素分离规模化制备技术工艺，实现了茶叶功能成分分离制备在线自动监控，使EGCG等目标儿茶素产物的制备收率达到90%以上，生产成本降低30%以上，产品质量的稳定性显著提高。同时，通过采用连续低温逆流提取、膜过滤、分离和浓缩，并结合冷冻干燥技术，最大程度地保证茶叶中活性成分的稳定。

创建了特种儿茶素的膜法调控制备技术工艺，获得高纯度儿茶素制品。采用纳米膜的分子筛效应，优选了儿茶素组分最佳分离的膜孔径，实现绿色高效分离儿茶素组分，调控儿茶素组成比例，获得了符合不同应用领域需求的高酯型儿茶素（酯型儿茶素/儿茶素总量＞0.75）和高简单儿茶素（简单儿茶素/儿茶素总量＞0.75），可为保健食品及功能饮料开发提供了高纯、高效、安全的儿茶素制品。

〉 湖南农业大学国家植物功能成分利用工程技术研究中心中试生产线

突破了EGCG/EC/ ECG和 EGC单体分离纯化技术瓶颈，大幅降低生产成本。通过茶叶功能成分绿色低碳提制技术与单宁酶酶解技术的集成，创建了生产制备高纯儿茶素（儿茶素总量≥80%，咖啡因≤1%） 以及单体EGCG、ECG、EC、EGC提取物（单体儿茶素含量＞98%，咖啡碱含量＜0.1%）的技术工艺，实现了工厂化分离制备四种单体提取物的技术突破，可达到日产98%EGCG 100 kg的产业规模。产品质量稳定可靠，生产成本大幅度降低，实现了儿茶素高纯单体的批量制备与高值化综合开发利用。

该研究成果为中国茶叶提取物产业的技术升级、规模升级、效益升级提供最先进的技术支撑，对促进我国茶叶深加工领域学术应用创新研究，提升获取茶叶提取物国际商业市场份额，以及增强产业竞争优势具有明显的战略意义。同时，对于茶叶深加工产业影响巨大，能够安全、绿色、低耗、高效产业化加工多种规格的茶叶提取物制品，成本大幅下降，以出口为主的市场转向国内，开发深加工系列产品，造福百姓健康。国内市场的开拓与发展能够更好地消耗茶叶原料，造福茶农与地方经济。

从茶文化到茶深加工产业

茶文化的内涵是中国文化的内涵的一种具体表现。中国素有礼仪之邦之称谓，茶文化的精神内涵即是通过沏茶、赏茶、闻茶、饮茶、品茶等习惯与中国的文化内涵和礼仪相结合形成的一种具有鲜明中国文化特征的一种文化现象，也可以说是一种礼节现象。茶文化是中国具有代表性的传统文化。中国不仅是茶叶的原产地之一，在中国不同的民族，不同的地区，至今仍有着丰富多样的饮茶习惯和风俗。

茶具有丰富的文化内涵，茶叶深加工产业也有非常大的发展空间。

据统计，茶叶深加工领域采用不到我国茶叶总产量5%的中低档原料，创造了我国茶叶1/3强的产业规模（约300亿元人民币），取得了显著的经济效益和社会效益，且存在巨大的拓展空间。

随着茶叶有效成分与人类健康关系的研究深入，使得茶叶功能成分应用的领域越来越广，依据所开发新产品的功能、特性、消费群体不同，对茶叶提取物的质量规格要求越来越细化。

“中国茶叶深加工技术的研究，必须由专注提取分离纯化技术创新转向重点开展活性成分的功能拓展与应用的技术基础研究。”项目组成员肖文军对记者说。

茶叶有效成分功能性终端产品的研究与开发，是实现资源高倍增值的关键环节。肖文军建议，我国茶叶深加工产业的投资，应迅速从大规模建立茶叶提取物工厂转移到建立以茶叶功能成分为原料的天然药物、保健食品、功能饮料、个人护理品的大健康产业上来。功能性终端产品生产的规模化与经营的品牌化，是“十三五”中国茶叶深加工产业发展的重点。

1.茶多酚提取物

2.儿茶素提取物

3. EGCG提取物