itives,tea chemistry
茶叶作为中华民族的传统保健饮料已有四五千年的历史。开发
茶叶的新用途,开展
茶叶的综合利用,尤其是利用低档
茶叶或
茶叶加工的下脚料来生产高附加值的精细化学品,是一个具有重要意义的研究课题。60年代初,日本科学家发现
茶叶提取物中含有一种抗氧化活性成分,各国科学家相继深入研究,证明它是一类多酚化合物,即茶多酚(TP)。
茶多酚不仅是一种新型的天然抗氧化剂[1],还具有明显的抗衰老、消除人体过剩的自由基,去脂减肥,降低血糖、血脂和胆固醇,预防心血管疾病,抑制肿瘤细胞等药理功能,在食品加工、医药、日用化工等领域具有重要的应用[2~4]。茶多酚的提取和应用受到国内外的广泛关注[5~8],开拓了
茶叶化学研究的新领域,发展以农副产物为原料的精细化学品,开发“绿色技术”,发展“绿色工程”已成为热门课题。
1 茶多酚的组成和性质茶多酚是
茶叶中多酚类物质的总称。为白色无定形粉末,易溶于水,可溶于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯,不溶于氯仿。
绿茶中茶多酚的含量较高,占其质量的15%~30%。茶多酚类物质大致可分为6种[8]:黄烷醇类,4-羟基黄烷醇类,花色苷类,黄酮类,黄酮醇类和酚酸类。其中以黄烷醇类(主要是儿茶素类化合物)最为重要,占茶多酚总量的60%~80%。其次是黄酮类,其它酚类物质含量比较少。
儿茶素类化合物是茶多酚的主要成分,其结构式可表示为
若R1=OH,
,则为左旋-表没食子儿茶素没食子酸酯(L-EGCG);
R1=OH,R2=H,则为左旋-表没食子儿茶素(L-EGC);
R1=H,
则为左旋-表儿茶素没食子酸酯(L-ECG);
R1=H,R2=H,则为左旋-表儿茶素(L-EC)。
儿茶素类化合物的基本结构均为2-连(或邻)苯酚基苯并吡喃衍生物,正是这种结构中具有连或邻苯酚基,作为抗氧化剂的活性就高于一般非酚类或单酚羟基类抗氧化剂。其等摩尔浓度的抗氧化能力依次为L-EGCG>L-EGC>L-ECG>L-EC。从
茶叶中提取的茶多酚抗氧化剂是这些儿茶素的混合物。其抗氧化性优于丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)等。国内外学者对茶多酚进行了急性毒性、亚急性毒性和各种药理实验研究,结果表明茶多酚安全无毒。
2 茶多酚的提取方法2.1 有机溶剂萃取法[6,9,10]
溶剂萃取法提取茶多酚的工艺流程见图1。首先将绿
茶叶(或
茶叶末)用热水或85%乙醇溶液浸提3次,合并滤液。滤液经真空浓缩,所得的浓缩液用氯仿萃取,脱除其中的咖啡碱和色素等,进而回收咖啡碱。水层用乙酸乙酯进行萃取,得到含有茶多酚的乙酸乙酯溶液。经真空浓缩、干燥,得到茶多酚粗品,并回收乙酸乙酯溶剂。粗茶多酚经过凝胶柱层析等精制提纯,得到茶多酚精品。该法工艺技术比较简单,对TP的提取率为10%~15%。但是有机溶剂用量多。溶剂回收设备及所消耗的能量比较大。
图1 有机溶剂萃取法提取茶多酚工艺流程
2.2 离子沉淀提取法[11~13]
离子沉淀法提取茶多酚的工艺流程如图2。将绿
茶叶(或
茶叶末)用热水或乙醇溶液浸提,过滤。在滤液中加入沉淀剂使TP沉淀。不同沉淀剂使TP沉淀完全的最低pH值和TP的提取率见表1[13]。过滤,滤液用于提取咖啡碱。沉淀用稀H2SO4转溶,转溶液用乙酸乙酯萃取,得到含TP的乙酸乙酯溶液。经真空浓缩干燥得到茶多酚。该法的特点是减少了有机溶剂的使用量,所得产品中茶多酚含量较高,可达95%以上[11,13]。但是工艺操作控制比较严格,废渣、废液处理量较大。
表1 不同沉淀剂的提取率和沉淀最低pH值