茶多酚胶囊
(2)茶氨酸提制技术
从儿茶素提制过程的水洗脱液或低浓度酒精洗脱液中,采用离子沉淀法、离子交换吸附法与膜分离法组合分离天然L-茶氨酸的技术日趋成熟,为高茶氨酸茶树资源的高值化利用及茶叶功能成分组合高效提制提供了技术支撑;利用茶叶、枯草芽孢杆菌与硝基还原假单孢菌等不同微生物或混合微生物释放的酶类进行茶氨酸的生物合成,取得了新的进展;以L-焦谷氨酸与无水乙胺为原料,采用含有BHT与维生素C的复合氧化剂为助剂实现了在较温和的条件下化学合成L-茶氨酸。此外,采用化学法先制备中间产物再进行生物酶拆分,获得化学合成L-茶氨酸,解决了化学合成品的DL-消旋体问题。
(3)茶黄素的酶促氧化制备与分离纯化技术
由于红茶中茶黄素含量不高(0.5%~2.0%),加之国内红茶消费热的兴起,导致以红茶为原料提取分离纯化茶黄素的成本缺乏市场竞争力和产业化的可操作性。因此,以儿茶素为原料通过酶促氧化制备茶黄素是一条经济高效可行的新技术途径。采用茶鲜叶、梨和茄子多酚氧化酶(PPO)、Denilite IIS真菌漆酶催化合成茶黄素,牛蒡根PPO氧化EGCG3'Me合成甲基化茶黄素(TF3MeG3'G),均取得了具有可实施产业化应用的技术突破。该项突破使得茶黄素成为继儿茶素和茶氨酸之后最具应用潜力的茶叶功能成分,并在国际健康食品领域全面应用。采用半制备HPLC或中压制备液相色谱技术已较大规模分离纯化出4 种茶黄素单体TF、TF-3-G、TF-3'-G、TFDG。
茶黄素片和茶黄素胶囊
(4)茶皂素提制技术
茶皂素是一类齐墩果酸型五环三萜类糖苷化合物,分子量较大,极性强,易溶于水,起泡性强,是一种性能优良的非离子型天然表面活性剂。中国农业科学院茶叶研究所夏春华和朱全芬研究员自上世纪70年代率先开展茶皂素的提取分离纯化技术与应用研究,并于1984年获国家发明三等奖,成为改革开放以后我国茶叶科学领域第一个获国家发明奖的项目。由于皂苷溶于水及多种有机溶剂,传统的茶皂素提取法有水提法和有机溶剂提取法。近年来,超声波和微波辅助提取技术和混合溶剂提取技术的应用,使得茶皂素的提取收率大大增加。大孔吸附树脂分离、膜分离技术、萃取技术的应用,有效提高了茶皂素的分离纯度、分离效率和产品安全性。
(5)茶多糖提制技术
茶多糖是茶叶中重要的活性成分之一,它的研究始于20世纪80年代,当时由于茶多糖的分离手段不完善,茶多糖中存在大量的脂类,故称作脂多糖。90年代末,汪东风等采用现代分析技术研究发现,茶多糖是一类含有蛋白质的酸性多糖复合物(Tea polysaccharide),其主要功能有降血糖、血脂、抗氧化、抗辐射和提高免疫等作用。粗老茶中茶多糖含量较高,故多用该类茶叶提取茶多糖。茶多糖最常见的制备方法是水提醇沉法,以及一些辅助提取方法,如微波、超声波、酶辅助浸提等;常见的纯化技术有先用Sevag法除蛋白、双氧水法脱色、透析法除盐等,然后用柱层析法、超滤法、季铵盐沉淀法等提纯。目前,规模生产主要使用水提醇沉法制备茶多糖粗品,再进一步分离纯化及开发利用。此外,由于茶多糖组成复杂的特点,原来以葡萄糖为标准测定茶多糖含量的分析结果多有偏差,汪东风等研发了以纯品茶多糖取代葡萄糖为标准的茶多糖含量检测专用技术,使检测结果更趋真实可靠。
3、茶饮料加工技术
茶饮料是指以茶叶的萃取液、浓缩液、速溶茶粉为主要原料加工而成的饮料,具有茶叶的独特风味,含有天然茶多酚、咖啡碱等茶叶有效成分,是清凉解渴的多功能饮料。茶饮料种类繁多,主要分为纯茶饮料(茶汤饮料)、果汁果味茶饮料、奶味茶饮料、复合茶饮料等。纯茶饮料注重茶的原汁原味,代表着茶饮料的加工技术水平。目前,市场上红茶、绿茶、茉莉花茶、乌龙茶、黑茶(普洱茶、茯茶等)的纯茶饮料较多;而果汁果味茶饮料则是国内市场上比例最高的种类。利用各种具有保健作用的药食两用植物材料与茶叶复配制成的混合保健茶饮料,正成为茶饮料新的发展趋势。
中国茶饮料市场于20世纪80年代末起步,90年代中后期进入规模生产,2001年起进入快速发展期,消费市场以每年30%~50%的速度增长。巅峰时期的2013—2015年间,我国茶饮料产销量超过1 500万t,产值达1 000多亿元,占中国饮料消费市场份额的20%以上。
茶发酵饮料
随着茶饮料市场规模的快速崛起,茶饮料生产加工技术水平也得到了快速提升。研究揭示,茶饮料加工过程中会受温度、pH、空气等因素影响,使茶汁中的茶多酚类、生物碱、可溶性糖、色素、维生素、矿物质、香气等物质产生相应化学变化,儿茶素、氨基酸、可溶性糖等物质含量均有相应减少。茶饮料在贮藏过程中,茶多酚总量、儿茶素、游离氨基酸及香气成分等都会发生显著的下降。在茶饮料的护色技术、保质技术、防沉淀技术、保香技术等方面取得了一系列突破,膜分离技术、酶工程技术、非热杀菌技术、无菌灌装技术、芳香物质回收技术等先进技术被全面推广应用。研发了饮料护色技术:化学护色技术主要有包埋法、酶处理法、离子护色法加抗氧化剂法以及pH值调色法等,物理护色技术包括包装技术、灭菌技术和除氧技术等;防沉淀技术:添加酶(木瓜蛋白酶、漆酶、酸性脯氨酸水解酶、单宁酶)、吸附剂(硅藻土、硅胶、壳聚糖、明胶、蛋清蛋白、聚乙烯吡咯烷酮)、包埋剂(β-环糊精)、多聚磷酸盐(三聚磷酸钠和六偏磷酸钠)、促沉剂(金属离子和蔗糖脂肪酸酯等),超滤技术去除部分茶多酚及咖啡碱,碱性条件下转溶及低温贮藏处理等技术,抑制茶乳酪的形成,防止沉淀;茶饮料保香增香技术:添加β-环糊精包埋香精油、适量添加β-胡萝卜素、添加果胶酯酶(Pectin esterase)和多酚氧化酶、香气回收再添加、非热力杀菌技术(冷杀菌技术) 和添加乙基麦芽酚、麦芽酚等香味增强剂等,采用膜浓缩技术替代传统的真空浓缩减少茶浓缩汁中香气物质损耗。
4、功能性终端产品开发
茶多酚在上世纪90年代初被列入食品添加剂中的天然抗氧化剂。进入21世纪以来, 随着EGCG、茶氨酸、茶树花、茶叶籽油被我国列为新资源食品,为茶叶提取物在食品领域的大量应用突破了法规障碍。我国茶叶深加工技术研究开发逐步由过去只专注提取分离纯化技术创新向同时开展茶叶活性成分的功能研究与终端产品研发转移,以茶与健康的最新研究成果为基础,开发以茶叶功能成分为原料的天然药物、健康食品、功能食品、休闲食品、功能饮料、个人护理品、动物健康产品及环境修复产品等,越来越多具有天然、健康特点的茶叶深加工终端产品投入到人类健康、动物健康、植物健康和环境保护的大健康产业中,且产品呈现日益多样化、功能化、时尚化、方便化的趋势。
添加一定比例的茶多酚或茶提取物研制的功能型休闲食品成为茶食品发展的热点,先后研发出茶味糖果、茶味零食、茶味糕点、茶味蜜饯、茶味冷冻制品、茶面条和茶餐等茶休闲食品;茶的药品与健康食品领域,以茶多酚、儿茶素为主要成分开发天然药物、保健食品或膳食补充剂,已经成为过去近20年来国内外茶叶深加工领域终端产品开发的热点和重点。上世纪90年代,浙江大学以茶多酚为主要成分研发的具有清利头目、醒神健脑、化浊降脂功效的“心脑健胶囊”药品,成为我国首例茶叶药物;德国Medigene公司与日本三井农林合作,以湖南农业大学研发的儿茶素90%作为活性制药原料(API),创制了治疗尖锐湿疣的天然药物Veregen(源自中国科学院程书钧院士的发明专利),于2006年在美国FDA获得批准,成为1962年美国修改药品法以来的第一个纯植物药;以茶叶功能成分开发的保健食品涵盖了国家食品药品监督管理局(SFDA) 公布的27个保健食品功能中的绝大部分功能;我国酒业开始关注茶酒的发展空间,并不断推出各种茶酒新产品;茶的个人护理品与生活用品领域,开发面市的产品有防晒霜、护肤霜、美白抗皱霜、沐浴露、口臭消除剂、除臭纸巾、洗发液、洗手液、牙膏、香皂、洗脚液等;茶的动物健康产品领域,成功开发了功能饲料添加剂和茶兽药系列产品,为健康养殖提供新的产品支撑。
未完待续
(详见《中国茶叶》2019年第11期P1-7,10。作者:刘仲华)