普洱茶茶色素的研究进展

普洱茶茶色素的研究进展 周斌星 高林瑞 (云南农业大学茶学系，云南 昆明 650201) 摘 要 本文较全面综述国内外普洱茶茶色素的最新进展，包括茶色素的组成结构、变化特点 、理化性质、生物活 用前景 关键词 普洱茶茶色素；变化特点；生物活性及应用前景 Study on the Puer Tea Pigment s ZHOU Bin-xing， GAO Lin-rui 【Department of Tea Science，Yunnan Agricultural University。Kunming 650201，china) Abstract： The composition and construction，bioactivities，character of variation，and deve1opment of application are summar ized． KeY word,Puer Tea Pigment ：Character of variation：bioactivities：development of application 普洱茶茶色素属于天然色素，是指从普洱茶中提取的一类 水溶性酚l生色素。包括茶黄素、茶红素、茶褐素。它们具有色 泽艳丽、着色效果好、可作稳定剂且富含 vp等特点。目前，茶 色素已经超出了传统色素的食品着色剂的用途，而被应用于医 药领域 。具有较好的药理作用和保健功能。随着人们关心社会、 经济快速发展的热情正逐渐转化为对食品安全和环境恶化的担 忧，以及我国食品行业 “Qs”认证的实施，食品和饮料中 名目繁多的添加剂、激素和重金属，正引起人们的普遍关注，合 成色素在食品中的运用陆续遭到一些国家的禁用或限制使用， 其毒副作用日益受到重视，要求食用色素走天然之路，已迫在眉 睫。普洱茶茶色素以其天然无毒副作用和标本兼治的特色，而倍 受青睐和推广。笔者就普洱茶色素的研究进展做一总述。 1 普洱茶色素的形成 普洱茶是以云南大叶种晒青毛茶为原料，经潮水归堆、渥堆 发酵、陈化、分级复烘等过程而制成的特色茶。茶多酚在渥堆 发酵过程中，在微生物所分泌酶的参与及湿热作用下被氧化成 初级氧化产物邻醌。邻醌极不稳定，既可还原形成黄烷醇类， 也可氧化生成次级氧化产物茶黄素等。随发酵进程、茶黄素类 不断减少，这些物质可进一步氧化缩合生成茶红素 (TR)，因TR 不是反应的终产物，可进一步氧化形成茶褐素 (TB)。 2普洱茶色素的性质和结构 2．1茶黄素的性质和结构：自1957年Roberts 发了应 用双向纸色谱的研究结果，发现了有色的x和Y物质以来，日 本学者应用从茶叶中分离制备的L．EC、L-EGC、L-ECG和L-EGCG 作为反应基质经酶促氧化形成茶黄素、茶黄素单没食子酸酯及 茶黄素双没食子酸酯。后经 Brown 和 Coxon 等人研究；至 今已发现的茶黄素 18种。茶黄素的水溶液色泽橙黄，提纯后成 结晶状粉末，色泽金黄。易溶于热水、醋酸乙酯、正丁醇，不 溶于氯仿和苯。 2．2茶红素的性质和结构：现代研究认为茶红素是一类易溶 于热水、正丁醇的相对分子质量差异极大的异源物， 它既包括 有儿茶素酶促氧化聚合、缩合反应的产物，也有儿茶素氧化产 物与多糖、蛋白质和核酸等产生非酶促反应的产物，是一类复 杂不均的红褐色的酚 化合物。采用Sephadex LH．2O可将茶红 素分为三部分，TR一1(大分子量)；TR一2(中分子量)；TR一3(小 分子量)。茶红素的分子中有两个羧基，因而显酸性，并且茶红 素阴离子的存在会使茶汤颜色变深，故加碱则使茶汤颜色变深 [5] 2．3茶褐素的性质和结构：现代研究认为茶褐素系指一类 能溶于水而不溶于乙酸乙酯和正丁醇的褐色色素。他们是一类 十分复杂的化合物，除含有多酚类的氧化聚合产物外，还含有 氨基酸、糖类等结合物，化学组成及结构有待探明。茶褐素形 成以后，部分能与蛋白质结合而沉淀于叶底，形成叶底的色泽。 3普洱茶色素的变化及其与品质的关系 3．1 品质的关系 水溶性色素 TF、TR和 TB是儿茶素氧化分解聚合的产物。 据罗龙新等嘲研究，在渥堆过程中，其总的趋势是TF和TR显著 下降，TB大量积累。红碎茶中 (TF+TR)／TB=I．52。而云南普洱 茶中 (TF+TR)／TB=O．0 3，因而两者的汤色迥异。当TB含量为 7．85％时，汤色呈现红褐明亮的最佳汤色品质；而TB含量为．5．12 ％，汤色则呈红橙明亮，这在生产上被认为渥堆发酵不足。可见， 普洱茶渥堆中TB的大量形成，对普洱茶的汤色红褐品质的形成 有着至关重要的作用。在渥堆中，茶叶中的化学成分大量减少， 唯独 TB大量增加，且含量较高，并在感官品质中起到十分重要 的作用。 TB是普洱茶中十分独特的品质成分。因此，从普 洱茶的整个加工过程中，系统地研究茶叶中色素物质的变化，将 有助于揭示普洱茶的品质形成机理及保健作用。另据何国藩等 研究表明：在普洱茶渥堆过程中，以黄酮类、茶多酚为主的内 8 维普资讯 http://www.cqvip.com 含成分在湿热、微生物作用下，发生酶促氧化和非酶促氧化， 形成了以茶黄素 (TF)、茶红素 (TR)和茶褐素 (TB、水溶性的) 为主体的水溶l生色素。TB／TR和TB／TF的比值在一定范围内与汤 色、叶底呈负相关。但 TB／(TF+TR)与发酵适度的关系尚需进 一 步探讨。 3．2储藏过程中茶色素的变化及其与品质的关系 一 定时间的自然存放陈化是沱茶品质形成所必需，但并非 存放时间越长越好。据周才琼 研究认为：沱茶加工中形成的成 品茶储存半年后TF、TR和 TB比之原料分别增加了 54．7％、12．6 ％和 25．5％，形成了沱茶橙黄明亮的汤色。可随存放时间延长， 自动氧化作用使茶黄素、茶红素降解或与蛋白质氨基酸等作用 逐步生成茶褐素。储放一年的沱茶的茶黄素、茶红素显著下降， 而茶褐素却增加了2 4．1 ，使汤色转暗，这也是茶滋味变淡 及香气陈化甚至带霉气的主要原因。如下表： 但普洱茶在陈化及干燥过程中，水溶性色素及留在叶底的 非水溶性色素，如何变化及其与普洱茶品质的关系尚有待进一 步研究。 4普洱茶茶色素的生物学活性 自20世纪6O年代我国学者楼福庆 发现茶色素具有显著的 抗凝、促纤溶、抗动脉粥样硬化的作用以来，茶色素的药理作 用的研究取得一些进展。有研究表明，茶黄素是。一种很好的抗 氧化剂 ，具有清除自由基，抗氧化作用。Steel V E[1：t J等 研究表明，茶色素对鼠的乳腺组织、呼吸道上皮细胞的肿痛转 移有强的抑制作用。 在普洱茶加工中，茶褐素的含量一直增加，并且对普洱茶 的品质形成有十分重要的作用，但 目前对其药理方面研究却甚 少。茶褐素的成分和作用及其变化规律需要进一步探讨。 5普洱茶色素的提取，分离 自从 Roberts E．A．H发现茶黄素以来“⋯，已经进行了许多茶 黄素分离、纯化和测定的研究。20世纪五六十年代，Bradfiled Vuataz等曾用硅胶纤维层析和纸层析对红茶多酚物质进行分 离纯化得到没食子酸酯纯品。萧伟祥等啪 利用低档绿茶或茶末、 茶灰制取了纯天然茶黄素 (TYP)和茶绿色素 (TGP)，并分析了 其化学组成和稳定性，并取得较好的效果。在普洱茶的整个加 工过程中色素物质变化较大，茶褐素的分子结构复杂，关于茶 褐素的提取，目前研究较少。 6普洱茶茶色素的应用研究及展望 6．1食品色素 早在4O年前，前苏联、巴基斯坦和英国等 国学者，就进行了此方面的应用研究，认为茶色素是种较好的 食品着色剂。茶色素中的茶黄素类和茶红素类具有较高的色价， 再加上其抗氧化活性．因而茶色素是一类良好的功能性食 色 素。茶褐素具有含量高，色泽稳定等作用，必将随着普洱茶的 研究开发而具有广阔的发展前景 6．2 药物原料 茶色素具有较强的抗氧化能力和清除自 9 由基功能，可预防心脑血管疾病、糖尿病、防癌抗癌、抗菌抗 病毒等药理功能，因而是一种良好的药物原料。江西绿色集团 生产的茶色素胶囊已投放市场，是一种较好的抗心脑血管疾病 药阶”。随着茶色素药理作用研究的不断深入，茶色素中活性成 分配比的完善，特别是茶色素的主体成分之一的茶黄素类含量 的提高以及普洱茶褐素开发力度的不断加强，这必将开拓新的 临床应用领域。 6．3展望 茶色素是一类天然色素，其较强的抗氧化能力、清除自由 基功能和保健作用曰益受到人们的重视，随着研究的不断保人， 必将开拓更多的应用领域，如可将其开发成保健品、牙膏、化 妆品等曰化原料。尽管对茶色素的药理作用展开了大量研究， 但茶色素是一类比较复杂的混合物，尤其茶褐素其有效滑l生成 分的分离纯化存在较大难度，具体有效活性成分的作用机理并 不清楚．特别是茶红素、茶褐素的药理作用研究至今还尚未展 开。另外，茶色素中各活性组分的构效关系、茶色素的定量方 法、茶色素药理作用机制，特别是其在分子水平上的作用机理 等都有待于深入研究，这些研究将可极大地促进茶色素的开发 和生产，开拓其新的应用领域。 参考文献 【1】秘鸣。开发前景广阔的茶叶生化产品茶色素【J】。衣牧产品开发。1997． (8)：39-40 【2】 Roberts E A H，，et al J Science Food Agric，1957，8：72 【3】 Brown AG，et al。 Tetrabedron Letters， 1966。1193 【4】 Coxon D T，et al。 Tetrahedron Letters，，1970。5247 【5】 杨贤强主编。 茶多酚化学 。上海：上海科学技术出版社，2003。1 2 【6】 罗龙新等。云南普洱荼渥堆过程中生化成分的变化及其与品质形成的 关系。 茶叶科学 。1998，18(1)：58—60 【7】 何国藩 林月婵 普洱茶色素类物质及其在渥堆过程中的变化。 中国茶 叶，1 987(4)： 6-7 【8】周才琼。沱茶储藏中品质变化分析。茶叶通讯。1993 (4)：9-1 0 【9】楼福庆等．茶色素对家兔实验}生动脉粥样硬化和人纤维蛋白质增多症的 作用。中华医学杂志，198 3，63(1 0)：632 【10】 李春美等 儿茶素氧化聚合物体内外抗肿瘤作用及对正常小鼠免疫功 能的影响。食品科学，2001，22(11)：23—27 【l1】 谢笔均等。绿茶、乌龙茶、红茶中主要成分和酚类化合物抑制脂肪氧 化酶活性和抗油脂自动氧化特性的研究 天然产物研究与开发，1994， 6(4)：20-23 【12】 韩弛。茶叶与防癌。中华茶人，1999，1(1 3)：29—32 【13】 Steel v E ，kelloff G J，Balentine D et a1．Comporative cbemopreventive mecbani sm polypbeno1 ． Carinogenesi s，2000，Japan，21【1)：63—67 【14】 Wang Z Y，Huang M T，Wu Y R，et a1．Inbibitory effects of black tea green tea，decaffeinated black tea，decaffeinated green tea oil u1trayiolet B ：light—induced skin careinogenesls in 7． 1 2-dimethylbenz(a)anthracene—initiated SKH—lmice．Car c．Res， 1 994．54【3)：3428—3435 【15】 董建文 茶色素的医学评价。中国茶色素临床科研论文专辑。北京： 中国医药科技出版社，1 998：l1 【16】 曹进。茶色素抗菌抗病毒作用的研究进展。中草药，1998，29(9)： 636-639 【17】 杜其珍，江和源。茶色素的药理及其应用 中国苓叶，1 997，19(5)： 36-37 【18】Mi tsui Norrin Co Ltd．Tea polyphenol s for the cont rol of hypergly cemia，CA．，1 99 3，118(4)：27451 【19】 Roberts E．A．H The phenolic substances of manufactured Tea【J]．J．Sci．Food Agric．1958．9：212—216 【20】 萧伟祥等 天然食用茶黄色素与茶绿色素的研究。茶叶科学，1994， 14(1)：49—54 维普资讯 http://www.cqvip.com