茶叶中酚类物质的研究进展

茶叶中多酚类物质的研究进展王丽，夏丽飞，蔡丽，梁名志*（云南省农业科学研究院茶叶研究所，勐海666201）摘要：茶多酚为茶叶的主要功效成分，对人体具有独特的保健功能和治疗作用。本文介绍了茶多酚的组成及理化性质，从茶多酚的提取分离鉴定、生物活性、抗氧化机理等几个方面的研究进行了综述，并对茶多酚的发展前景作了展望。关键词：茶叶；茶多酚；分离分析；生物活性；抗氧化机制ResearchAdvancesonTeaPolyphenolsWANGLi,XIALi-fei,CAILi,LIANGMing-zhi*TeaResearchInstitute,YunnanAcademyofAgriculturalSciences,Menghai666201,ChinaAbstract:Theteapolyphenols(TP),animportantfunctionalcompositionoftea,possessesparticularhealthyandtherapeuticfunctionsforpeople.Inthisarticle,thecomposition,thechemicalandphysicalpropertiesofTPwereintroduced.Besides,thedevelopmentanalyticalmethods,biologicalactivity,antioxidtivemechanismofTPwasalsoreviewed.Attheendofthearticle,thedevelopmentprospectsofTPareprospected.Keywords:Tea;Teapolyphenols;Analyticalmethods;Biologicalactivity;Antioxidtivemechanism茶叶是世界三大饮料作物之一，兼有药用、食用等多种功能。茶叶对人体生理机能的调节作用和对重大疾病的预防效应，已赢得了广泛的重视。我国是茶树原产地，也是世界上第一个生产茶叶的国家，我国历代药书中均有茶叶入药的记载。饮茶有利于人体健康,这与其特定的化学成分是分不开的。近年来,随着研究的深入,逐步揭示了茶叶中多酚类、咖啡碱、脂多糖等均具有一定的药理效应。其中茶多酚的研究最为关注,这是因为它具有显著的生物活性[1]。作者简介：王丽（1979-），女，研究实习员，硕士，主要从事茶叶检测分析工作，E-mail:[e-mail],*为通讯作者。1茶多酚的特性茶多酚（TeaPolyphenols，简称TP）是茶叶的主要有效成分，是茶叶中儿茶素、黄酮、酚酸、缩酸和花色素类物质的总称，约占茶叶干重的15％～25％。茶多酚中最重要的成分是黄烷醇类的儿茶素。儿茶素主要由表没食子儿茶素（EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表儿茶素（EC）等几种单体组成。茶多酚又名茶单宁、茶鞣质，易溶于热水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯等，不溶于石油醚、苯、氯仿等；略有吸潮性，在潮湿的空气中能被氧化成棕色产物；对酸较稳定，pH4～8稳定，pH8和光照下易氧化聚合；遇铁变绿黑色络合物。茶多酚类物质中除酚酸和缩酚酸外，均具有2-苯基苯并吡喃为主的结构，正是这种结构使其抗氧化活性高于一般非酚类或单羟基酚类化合物[2,3]。2茶多酚的分离分析方法目前茶多酚粗品的提取方法有溶剂萃取法、金属离子沉淀法、萃取-沉淀法、微波浸提法、超声波浸提法、超临界萃取法等。在早期的研究中，非色谱法只能测定茶多酚的总量；五、六十年代，纸色谱法PC[4]、薄层色谱法TLC[5]开始用于茶多酚的测定，直到1976年，Hoefler和Coggon[6]首次将高效液相色谱法HPLC用于茶多酚的分析。此后，在对茶多酚的分析研究中，HPLC法不断得到改进和发展。目前，茶多酚组分的分析方法主要有：化学法（Folin-Denis法、硫酸铈氧化法、苯酚比色法、电位计法）、色谱法（高效液相色谱HPLC、薄层色谱TLC、气相色谱GC、纸层析PC）、毛细管电泳法CE（毛细管区带电泳CZE、胶束毛细管电动色谱MEKC、微乳电动色谱MEEKC、高速逆流色谱法HSCCC）、原子吸收、紫外光谱法UV、红外光谱IR、核磁共振NMR、质谱法及联用技术等[7-12]。我国原轻工业部于1995年制定了茶多酚产品的行业标准（QB2154–1995），规定了茶多酚产品的检测方法。纸层析PC虽可以分离茶多酚，但操作费时，且定量可靠性差；茶多酚经衍生后可供气相色谱GC分析，但难以进行定量衍生，故茶多酚的气相色谱法研究至今仍无多大进展；近年来，毛细管电泳（CE）成为一种强有力的分离技术[13]，它具有分离效率高，分析速度快，样品和溶剂消耗量少等突出优点，越来越广泛地被用于茶多酚的分析，但同时也有检测灵敏度不足和再现性差等问题；而高效液相色谱法HPLC以其样品预处理简单、色谱柱选择范围宽、选择性好、鉴别能力强、分析速度快、灵敏和准确度高、检测方式多样等特点得到迅速发展和广泛应用，是最常见的定量和定性分析茶多酚的方法[14-16]。在早期的结构研究中，化学法占主导地位。茶多酚由碳、氢、氧三种元素组成，故水分的含量将影响元素的组成，在进行元素分析前需充分脱水，然后进行水解和醇解才可以获得茶多酚的有关结构信息。衍生物制备是茶多酚结构研究的常用方法。通常将茶多酚制成甲醚、乙酸酯、苄醚、三甲基硅醚、甲基醚乙酸酯等[17]。进入20世纪的60年代后，在茶多酚的鉴定结构上由于波谱法提供的信息丰富、准确，且仅需微量样品，基本上取代了化学法。目前核磁共振法是研究茶多酚结构的强有力工具，是所有波谱鉴定方法中提供信息最丰富的，而且样品还可以回收，仅用核磁共振法就可完成大约90%的茶多酚的结构鉴定工作[18]。3茶多酚的主要生物学活性茶多酚具有酚类抗氧化反应通性，具有显著的清除自由基能力，也能提高细胞免疫功能。现代医学和分子生物学已经证明茶多酚具有的多种生物活性都与其清除自由基的抗氧化效果密切相关[19,20]。大量研究表明茶多酚具有[21-26]：抗癌及抗辐射作用；增强微血管韧性，降低血压和血糖，防止冠状动脉粥样硬化的作用；抑制病原菌及病毒生长发育的作用；缓和肠胃紧张，消炎止泻的作用；促进维生素C吸收，防治坏血病的作用；抗脂质过氧化，延缓衰老的作用；解重金属盐和生物碱中毒的作用；消除口臭、护齿、固齿、坚齿的作用；此外茶多酚在解酒、美容、利尿、防紫外线等方面，也表现出令人满意的保健功能。在茶多酚抗氧化性研究中,研究得较为深入的是其主体物质儿茶素，儿茶素类物质抗氧能力与其结构相关，环上羟基愈多其抗氧化能力愈强，此外可能与它们的空间位阻也有一定的关系[27]。自从20世纪60年代初，日本科学家发现茶多酚具有抗氧化活性以来，其分离制取、应用研究受到广泛的关注。1989年我国批准使用茶多酚作为抗氧化剂。抗氧化剂的使用可以延长食品的贮存期、货架期，给生产者、经销者带来良好的经济效益。近年来，由于人们对化学合成品的疑虑，随之而来的便是对天然抗氧化剂的重视，茶多酚是我国近年来开发的天然抗氧剂，在国内外颇受欢迎。作为一种天然抗氧化剂，茶多酚具有以下基本特点：抗氧化效力强，对油脂的氧化抑制率达96%以上；强于维生素E和维生素C；与维生素E和维生素C具有协同作用；能提高维生素和胡萝卜素的稳定性[28]。4抗氧化作用机理茶多酚抗氧化作用的机理，国内外都有研究。总体上讲，氧化和络合是抗氧化的两个主要要素，这两个要素发挥抗氧化作用的途径归纳起来主要有如下几个方面：作用于与自由基有关的酶（抑制氧化酶系、对抗氧化酶系的激活作用），直接作用于自由基（清除无机自由基、清除脂自由基），诱导氧化的过渡金属离子络合，再生体内高效抗氧化剂，与其他成分的协同增效，提高机体的免疫功能[29]。自由基可直接攻击生物分子，由其诱发的脂质氧化产物进一步交联生物分子而损伤皮肤[30]。茶多酚结构中富含酚羟基，可提供活泼氢使自由基灭活，本身被氧化成酚氧自由基而具有较高稳定性，因此茶多酚能够消灭活性较强的自由基，防止其损伤作用；此外它还能竞争性地与自由基结合，终止自由基的链式反应，预防或减轻自由基的危害[31]。生物体内许多氧化酶与自由基的生成有关，茶多酚对多种氧化酶都有抑制作用，从而抑制自由基的生成，起到抗氧化作用[32]。何冰等[33]用结扎大鼠试验证明，在脑缺血再灌注损伤时，茶多酚能改善SOD、GSH-Px、CAT活性，同时降低脑水肿和MDA含量。茶多酚由于多酚结构，具有较强的络合金属离子的性能。郭炳莹[34]等研究结果证明茶多酚可以络合Ca2+、Cu2+、Fe3+及Fe2+等10种金属离子。5现状与展望自从20世纪60年代初发现茶多酚具有抗氧化活性后，茶多酚的提取、分离、检测、应用就引起了国内外广大学者的关注。目前它在油脂、食品、医药、日化、轻化、化妆品、保健等诸多方面已有广泛应用，并被专家誉为21世纪将对人类健康产生巨大影响的化合物。我国是茶叶生产大国，以茶叶为原料生产茶多酚将具有广阔的市场前景，但目前茶多酚在生产技术和应用上还存在若干问题，如茶多酚虽具有较强的抗氧化性，但其极性较强，脂溶性差，使其在食品中的应用受到一定限制。总之，茶多酚的提纯和应用研究仍处于热门阶段，有待于进一步的开发研究，相信在不久的将来，随着诸多研究工作的不断深入，茶多酚必将得到充分的开发和利用。参考文献：1袁晔蓉.浅谈茶多酚的研究进展[J].中国药房,2007,18(9):700～701.2陈睿.茶叶功能性成分的化学组成及应用[J].安徽农业科学,2004,32(5):1031.3宛晓春.茶叶生物化学[M].中国农业大学出版社第三版,2003,9～10.4BhatiaIS,UllahMR.Qualitativeandquantitativestudyofthepolyphenolsofdifferentorgansandsomecultivatedvarietiesofteaplant[J].Sci.FoodAgric.,1968,19:535～542.5ForrestGI,BendallDS.Thedistributionofpolyphenolsintheteaplant[J].Biochem,1969,113:741～755.6HoeflerC,CoggonP.Reversed-phasehigh-performanceliquidchromatographyofteaconstituents[J].ChromatographyA,1976,129(22):460～463.7周建，周春山，郑先君，欧阳曦.茶多酚的提取和应用研究进展[J].湖南化工,2000,30(6):16～18.8BronnerWE,BeecherGR.Methodfordeterminingthecontentofcatechinsinteainfusionsbyhigh-performanceliquidchromatography[J].ChromatographyA,1998,805(1):137～142.9马俊蓉.云南大叶茶的化学指纹图谱及茶多酚含量的快速分析研究[D].[硕士论文].昆明:云南大学,2008.10.VaherM,KoelM.Separationofpolyphenoliccompoundsextractedfromplantmatricesusingcapillaryelectrophoresis[J].ChromatographyA,2003,990(1):225～230.11PrasongsidhBC,SkurrayGR.Capillaryelectrophoresisanalysisoftrans-andcis-resveratrol,quercetin,catechinandgallicacidinwine[J].FoodChemistry,1998,62(3):355～358.12朱勤艳,陈振宇.茶中茶多酚的高效液相色谱法分离分析[