田采云,周承哲,傅海峰,朱晨,郭玉琼
(福建农林大学园艺学院,福建福州 350002)
茶树(Camellia sinensis)是多年生木本植物,在中国拥有悠久的栽培历史。茶树花着生于茶树新梢叶腋间,为两性花,由花柄、花萼、花冠、雄蕊以及雌蕊5部分组成。至2018年底,我国茶园总面积293.04万hm2,一株80~100 cm高的茶树可生长3 000~4 000枚花蕾,估计全国茶园每年的茶树干花产量可达到659.34 万~879.12 万 t,产量巨大、资源丰富[1]。
目前,茶树的研究利用主要集中在叶片,对茶树花的研究较少。近年来,随着对茶树花研究的不断增多,发现茶树花具有大量的氨基酸、茶多糖、茶多酚及蛋白质等生化成分,其含量随茶树花品种、产地、茶树花开放状态和部位的不同而有所差异[2]。同时研究发现,茶树花在抗氧化、增强免疫力、抗癌、降血糖血脂以及抑菌等方面具有突出的保健功效[3]。李博[4]通过对茶树花的安全性评价,发现茶树花提取物在测试剂量范围内安全,这为茶树花安全应用于各个领域奠定基础。2013年卫生部将茶树花批准为一种新资源食品,在此之前,已有学者研发出花茶[5]、茶树花冰茶[6]和花酒[7]等产品,在茶树花的产品开发上,已经从传统的食品领域扩展到香皂[8]、洗手液[9]等日洁用品领域。同时国内外对活性成分关注的提高,对推动茶树花活性成分开发利用,延长茶叶生产链,增加产品附加值具有重要作用。该文通过对茶树花的保健功效及其开发应用现状进行综述,以期为今后茶树花应用于医药、保健以及其各种深加工产品领域提供理论依据。
茶树花含有大量的氨基酸、茶多糖、茶多酚和蛋白质等生化成分,比较不同学者对茶树花主要化学组分的测定(表1)发现,不同学者所测定的同一化学组分的含量存在差异,这可能是测定的茶树品种、产地、方法、茶树花部位及开放时间的不同导致的。
表1 茶树花主要化学组分的比较%
茶树花氨基酸含量与茶鲜叶比较接近,徐人杰等[10]研究发现,茶树花中含有16种游离氨基酸,其中茶氨酸含量明显高于茶树鲜叶,而茶氨酸作为茶叶中最主要的氨基酸,在抗癌、安神、保肝、提高免疫力等方面有着有益功效。
黄阿根等[2]和张星海等[11]研究表明,茶树花多糖的含量明显高于茶鲜叶,进一步分析茶树花多糖具体组分,发现其由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸、木糖、甘露糖、鼠李糖、岩藻糖、果糖、核糖以及葡萄糖醛酸构成,其中以葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、甘露糖和木糖为主。多糖的药物作用位点在细胞表面,对细胞和机体的干预较少,其副作用也相对较小。而茶树花多糖的含量明显高于茶鲜叶,因此加大茶树花多糖的分离、提取、纯化力度,对于茶树花多糖应用于医药、保健等领域具有重要意义。
茶树花中对茶多酚的分析研究主要集中在儿茶素类,茶树花中儿茶素类化合物的组分与茶叶相似。黄阿根等[2]对不同茶树花品种进行测定后发现,儿茶素类主要为 EGC、EGCG、EC、GCG、ECG;徐人杰等[10]发现茶树花还存在C和2种甲基化儿茶素EGCG3’Me和ECG3’Me,而甲基化的儿茶素对抗过敏具有重要作用。
茶树花蛋白质含量高于茶树鲜叶,茶叶中可被直接吸收利用的水溶性蛋白质约占总蛋白的3.5%。而侯玲等[12]研究发现,茶树花中的水溶性蛋白约占蛋白质总量的53.86%。
茶树花香气清甜带有蜜香,具有较好的感官体验。目前,国内外对于茶树花香气成分的研究较少,傅丽亚等[13]、王丽丽[14]和陈美伴等[15]做了关于茶树花香气成分的相关报道。傅丽亚等[13]对茶树花香气成分进行定性分析,鉴定出89种化合物,主要聚为醇类、酮类、醛类、烯类、烷烃类和酯类等六大类化合物,其中烷烃类化合物种类最多。王丽丽[14]对初开茶树花香气成分进行分析,表明芳香醇类、萜烯醇类、脂肪醇类和芳香酮类化合物是其主要成分,其中α-苯乙醇、2-苯乙醇、2-戊醇、芳樟醇、苯乙酮是初开茶树花的主要香气成分。不同颜色茶树花的香气成分存在差异,对比粉红色和白色紫芽茶树花的香气成分发现,2种颜色的茶树花的芳香物质大致相同,但在苯乙酮、芳樟醇及水杨酸甲酯等物质含量相差明显[15]。除颜色差异外,茶树花的品种、产地以及开放时期也是影响茶树花香气成分的重要因素。
茶皂素在茶树花中含量丰富,能发泡、乳化,具有抗氧化、抑菌的功效,可应用于医药、农药以及轻化工领域。茶树花中含有较其他花卉丰富的黄酮类化合物,而黄酮类化合物在抗氧化、抗癌、降血糖和消炎等方面具有突出功效[16]。
茶树花作为茶树的副产物,含有大量的活性成分,其中茶多糖、茶氨酸等重要活性成分的含量明显高于茶鲜叶,茶树花丰富的活性成分使得其和茶叶一样,具有较强的保健功效。许多研究表明,茶树花在抗氧化、抗癌、降血糖、降血脂、抑菌以及美白等方面具有突出的保健功效。
茶树花具有极强的抗氧化功效,其抗氧化作用与国际公认的抗氧化植物迷迭香相当[25]。茶树花中的茶多酚、茶多糖、黄酮类化合物等主要的活性成分对超氧阴离子以及羟基自由基具有极强的清除作用,其抗氧化功效明显。对比茶树花提取物及其主要活性物质与其他抗氧化剂,如丁基羟基茴香醚(BHA)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、二丁基羟基甲苯(BHT)以及维生素 C、维生素 E 对羟自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)以及超氧阴离子自由基的清除能力,发现茶树花提取物的抗氧化能力高于BHA与BHT,但低于TBHQ[26],茶多酚提取物对羟自由基的清除能力高于维生素E[27]和维生素C[28],黄酮类提取物对羟自由基的清除能力高于维生素C[1]。茶树花多糖和茶树花精油同样具有较强的抗氧化功效,韩铨等[29]发现茶树花多糖-2(TFP-2)相比茶树花多糖-1(TFP-1)具有更强的清除自由基能力,且对DPPH自由基的清除能力接近维生素C的96.90%,抗氧化性能明显,而茶树花精油对DPPH自由基的清除能力则优于薄荷精油与天竺葵精油[30]。Yang等[31]研究发现,8种儿茶素类物质和5种黄酮醇糖苷类物质存在于茶树花乙醇提取物中,对DPPH自由基具有较强的清除作用,其中EGCG和EGC是其主要的抗氧化活性物质,而茶树花的抗氧化功效除与茶多酚、EGCG、EGC以及黄酮类化合物含量的多少有关外,还与其提取方法相关,使用乙醇对茶树花进行提取得到的提取物的抗氧化效果更明显。
关于茶叶中茶多酚、黄酮类化合物以及茶多糖在抗癌等方面的作用早有报道,研究表明,茶多酚在抗肺癌、肝癌、胰腺癌、膀胱癌等方面具有显著作用[32],黄酮类化合物可以调节芳香化酶的活性,抑制雌激素的生物合成,对乳腺癌和前列腺癌具有抑制效果[33],而茶多糖对宫颈癌的抑制作用显著[34]。作为茶树的副产物,茶树花中茶多糖的含量高于茶鲜叶,同时含有较其他花卉丰富的黄酮类化合物,具有显著的抗癌功效。研究表明,茶树花多糖的抗癌作用明显,对S180 肿瘤[35]、BGC-823 胃癌细胞[36]和结肠癌[37]具有一定的抑制作用。韩铨等[35]对荷瘤小鼠连续灌胃茶树花多糖后,发现小鼠体内的S180肿瘤受到显著抑制,同时发现树花多糖所具有的免疫调节功能,对促进茶树花多糖发挥抗肿瘤机制具有重要作用;徐人杰等[36]在接种有BGC-823胃癌细胞的培养基中添加茶树花多糖液,BGC-823胃癌细胞在72 h后受到明显抑制;向明钧等[38]利用茶树花中黄酮提取物处理癌细胞MCF-7时发现,72 h后MCF-7细胞基本死亡,表明茶树花黄酮提取物对癌细胞具有明显的抑制作用,且抑制作用随着茶树花黄酮提取物的浓度的提高得以增强;邓宇杰[39]研究发现茶树花提取物对HepG2人肝癌细胞的增殖活性具有抑制作用。茶树花良好的抗癌的功效,使其在医药、保健品等领域具有较大的应用价值。
茶树花和绿茶、普洱茶一样,具有明显的降血糖、血脂的功效。研究表明,茶树花中的多糖对大鼠体内血清中总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇含量的具有抑制作用,皂苷可以通过抑制胰脂肪酶合成达到降低血糖的功效,对预防肥胖症、高血压以及动脉血管粥样硬化具有重要作用[40-41]。同时许多研究发现,茶多酚、茶多糖以及茶树花皂苷等对促进胰β细胞修复,刺激胰β细胞再生从而降低血糖具有重要作用[42-43]。
茶树花富含的多酚类化合物、皂苷等活性成分对细菌具有抑制作用。研究表明,茶多酚、茶皂素和其中的EGCG及其氧化物对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、枯草杆菌以及四联球菌等细菌有明显抑制作用[44-45]。许兰等[46]利用不同浓度的茶树花提取物对黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行处理,结果表明,茶树花提取物对黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有较强的抑制作用,且抑菌效果与茶树花提取物浓度成正相关。因此,对茶树花中的多酚以及皂苷等活性成分的开发利用,使其应用于清洁、化妆用品领域具有巨大的市场潜力。
黑色素沉积是人体皮肤产生色素的主要原因,酪氨酸酶在催化形成黑色素的过程中起关键作用。研究表明,EGCG及其氧化物茶黄素能抑制酪氨酸酶的催化活性,减少黑色素细胞的增殖以降低细胞中黑色素的含量,从而达到美白效果[47]。许兰等[46]研究发现茶树花提取物能抑制酪氨酸酶活性并对与人体正常黑色素细胞生化代谢相似的小鼠B16黑色素瘤细胞的抑制作用明显,且在低浓度下,其抑制作用优于VC。
茶树花清香宜人,具有氨基酸、蛋白质、茶多酚、黄酮类化合物、皂苷等多种活性物质,在抗氧化、抗癌、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抑菌、美容养颜以及美白等方面均具有突出的功效,可应用于食品、药品、保健品以及日洁用品等多个领域,但目前茶树花主要应用在食品和日洁用品领域,在药品、保健品等领域应用较少。
茶树花在食品领域的应用较多,主要以干花、花茶、花饮料、花酒以及花糖等为主。茶树花干花清香独特,应用市场广阔,葛智文等[48]发现花苞型茶树花干花香浓郁、滋味甘醇,且以真空冷冻干燥工艺制成的干花品质最优。凌彩金等[5]研究发现,茶树花均能制作花茶,但茶花茶的品质随茶树花品种、部位以及加工方式的不同具有明显差异。同时茶树花可用于红碎茶制作与红茶的窨制,茶树花可以改善红碎茶的品质,使红茶蜜香明显,香气明显提高[5]。赵旭等[6]将茶树花加水浸泡成汁后加入柠檬酸、白糖以及薄荷香精制成清凉爽口茶树花冰茶。研究者对茶树花制酒进行研究,发现以茶树鲜花或干花制得茶树花酒的效果最佳,茶树花酒主要可以分为茶树花泡制酒、茶树花果酒以及茶树花保健酒[7]。张文杰等[50]发明了独具特色的茶树花软糖,产品呈橙黄色、外表光滑、滋味可口、花香幽雅,富有弹性和咀嚼性。而白晓莉等[51]研究发现,茶树花精油可以和卷烟相结合,在卷烟中加入茶树花精油,可以提高卷烟的香气,使各香韵更加协调。
茶树花美白、抗菌及其皂素类物质去污、抑菌等功效使茶树花应用于日洁用品成为可能。张丹等[8]通过筛选不同的茶花香皂配方,研制开发出质地均匀、具有明显茶花香气,保湿控油、美白功能显著的茶树花香皂,同时张丹研究发现茶树花可用于洗手液研发,与茶花香皂原理相似[9]。
茶树花富含氨基酸、蛋白质、茶多酚、茶多糖以及黄酮类化合物等活性成分,其中茶多糖、茶氨酸等重要活性成分的含量明显高于茶鲜叶。随着国内外对天然活性物质的关注,茶树花活性成分的开发具有极大潜力。我国茶树花资源丰富,开发价值巨大,但目前对茶树花的利用主要集中在食品和日洁用品领域,在药品、保健品等领域的开发利用较少。茶叶中已有较多的活性成分应用于医药、保健品领域,茶叶的研究应用为茶树花的进一步深入开发及应用提供了宝贵的借鉴经验。茶树花丰富的活性成分和内含物质使得茶树花具有较强的保健功效,对其有益成分的研究、提取及利用,为茶树花的保健功效提供重要的理论支撑,使得茶树花功能性成分进一步应用于药品、功能食品、保健品以及相关的深加工食品有较为良好的前景。