黃 琳,馬 爍,趙 華,張朝正
(天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院,工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點實驗室,天津市工業(yè)微生物重點實驗室,天津市微生物代謝與發(fā)酵過程控制技術(shù)工程中心,天津 300457)
茶多酚是一種稠環(huán)芳香烴,又名“茶鞣質(zhì)”、“抗氧靈”,是茶葉中多羥基酚類的統(tǒng)稱。在常溫條件下,茶多酚呈淡黃色或淺綠色,一般為粉末狀,含有黃酮、花青素類以及兒茶素等多種化合物。其中兒茶素占茶多酚總量的70%左右,被認為是茶多酚的主體[1-3]。兒茶素主要包括酯型兒茶素和簡單兒茶素[4]。研究表明,茶多酚能夠清除自由基,具有較強的抗氧化性,通過清除活性酶阻止氧化反應(yīng),具有抗衰老功效。以及抑菌、降血壓血脂、收縮毛孔、保濕等功效[5-8]。并且防治新冠肺炎的可能性[9]。茶多酚作為綠色天然提取物,安全無毒,不僅可以用于食品添加劑,還可應(yīng)用于防曬、保濕乳液、空氣清新劑等精細化工領(lǐng)域[10-11]。
茶多酚是茶葉中主要有效成分。將冷凍干燥過的茶葉在沸水中浸泡一定時間,向提取液中加入活性炭進行脫色,再經(jīng)進一步處理,可得茶多酚晶體。
離子沉淀法常用的沉淀劑有3種:重金屬堿式鹽,Al3+、Ca2+等和氫氧化物[12-15]。具體實驗方法為:將茶葉在水中浸泡一段時間,將茶多酚浸提出來。由于金屬離子會與茶多酚發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),產(chǎn)生絡(luò)合物沉淀,因此采用離心分離、溶劑萃取、酸化、減壓蒸餾、真空干燥等操作,最終能得到較高純度的茶多酚。離子沉淀法不需要使用大量有機溶劑,生產(chǎn)安全性好,生產(chǎn)成本較低。但該法在酸化等過程中調(diào)節(jié)酸堿度容易使茶多酚氧化,還會產(chǎn)生大量廢液廢渣,對環(huán)境造成污染。
樹脂對多酚類物質(zhì)具有選擇性吸附、解吸的作用。根據(jù)樹脂的類型一般分為離子交換柱分離法、吸附柱分離法和凝膠柱分離法。由于樹脂的極性、孔樹脂的比表面積等一些因素很大程度會影響茶多酚的吸附容量,所以對此要求條件較高。樹脂吸附法操作比較方便,可以避免茶多酚有效成分的浪費,但該法在操作時容易造成蛋白質(zhì)等物質(zhì)堵塞樹脂縫隙,從而導(dǎo)致樹脂失活[16-18]。
茶多酚不溶于氯仿,易溶于水、甲醇、乙醇等溶劑。根據(jù)溶解度的差異,可以采用溶劑萃取的方法將茶多酚從茶葉中分離。具體操作是:將茶葉用與之互溶的溶液浸提,進行過濾,再利用有機溶劑將其脫色、脫咖啡堿,然后用乙酸乙酯萃取濃縮,最終將茶多酚從茶葉中分離出來。溶劑萃取法所提取的茶多酚純度較高,適用于大規(guī)模生產(chǎn)。但此方法生產(chǎn)成本較高、周期長,且容易造成一定污染[19-23]。
李映等[24]對比了酶法與不加酶提取茶葉和茶葉渣中茶多酚的有效成分,發(fā)現(xiàn)酶法與不加酶相比提取率分別提高55.94%、15.46%。具體流程為:將低溫冷凍干燥處理過的茶葉用乙醇溶液提取,減壓蒸餾回收溶劑后加水溶解成水溶液,加入絮凝劑脫除色素、多糖等高分子物質(zhì),加入氯仿除去咖啡因,然后通過乙酸乙酯提取茶多酚,減壓蒸餾回收溶劑,真空干燥得到粉晶態(tài)茶多酚。該法茶多酚損失較少,提取率高,但生產(chǎn)條件較為嚴(yán)格[25]。
超臨界萃取法是一種以超臨界流體為溶劑的新型分離方法。該法通過萃取和蒸餾等操作將茶多酚提取出來。該法回收簡單,節(jié)省能源,但是為了避免茶多酚在溫度較高條件下被氧化,操作需在低溫下進行。另外,整個工藝應(yīng)處于超臨界狀態(tài)才能達到萃取分離的效果,對設(shè)備要求較高[24,26-27]。
隨著年齡增長,人的皮膚往往表現(xiàn)越來越松弛,亦會出現(xiàn)長老年斑、皺紋等,主要原因可以分為兩方面:1)人的機體內(nèi)自由基生成增多而發(fā)生沉淀;2)由于人體自由基可以和細胞內(nèi)多種物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),而清除自由基的酶一旦不足,就會導(dǎo)致蛋白質(zhì)和酶等的交聯(lián)、失活,而影響交聯(lián)的重要因素是活性氧(ROS)。ROS過量會導(dǎo)致蛋白質(zhì)受損,最終會降解皮膚的膠原蛋白以及彈性纖維[5],嚴(yán)重的話甚至?xí)l(fā)皮膚病[28]。茶多酚中含有還原性的酚羥基,供氫能力較強,可清除體內(nèi)有害自由基,防止損害生物膜,從而達到延緩皮膚衰老的作用。高彤彤等[29]發(fā)現(xiàn)綠茶提取物抗氧化性較強,能夠與自由基相互結(jié)合,阻止自由基反應(yīng),并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎栊晕镔|(zhì),具有較好清除DPPH自由基、羥基自由基及超氧陰離子的能力。肖紅艷[30]對茶多酚抗氧化功能研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加茶多酚可以增強奶山羊的血漿和乳清抗氧化能力。
茶多酚可抑制人體內(nèi)酪氨酸和過氧化酶的活性,從而抑制黑色素的合成,起到美白效果。羅曉明等[31]發(fā)現(xiàn)化妝品中添加3%茶多酚,可有效改善皮膚色素沉著,并有一定的祛斑功效。日光照射中的紫外線可引發(fā)黑色素的形成,而茶多酚則可有效吸收紫外線等,降低紫外線對皮膚的傷害,從而起到防曬的作用。張參戰(zhàn)等[32]發(fā)現(xiàn)茶多酚可減輕中長波紫外線給人體皮膚中成纖維細胞DNA帶來的損傷。龔盛昭等[33]在制備護膚霜的研究中發(fā)現(xiàn),含茶提取液的護膚霜具有深層護膚功效,透氣性良好,且具有一定防曬作用,防曬系數(shù)(SPF)約為6。舒慶玲等[34]將1%茶多酚制成霜劑、護膚霜劑,再加微量防曬劑制成霜劑,紫外線吸收峰最高,防曬效果最強。
茶多酚還具有抑制口腔齲齒變形鏈球菌及細菌的生物活性和抗附著作用[35]。時峰展[36]通過實驗發(fā)現(xiàn),茶多酚能夠有效改善牙周炎患者齦溝液中脂聯(lián)素和內(nèi)毒素水平,含茶多酚的漱液有利于牙周炎的防治。唐裕芳等[37-38]研究發(fā)現(xiàn),茶葉具有較好的除異味效果,而茶多酚是茶葉中除異味的主要物質(zhì)?;艏t等[39]研究結(jié)果表明,含有茶多酚的牙膏無論是泡沫量還是黏稠度均表現(xiàn)良好,且能夠有效祛除口腔中的異味。
茶多酚含有的多酚物質(zhì)會與蛋白質(zhì)發(fā)生復(fù)合反應(yīng)。利用該原理,將茶多酚添加到化妝品中,則會使人的皮膚產(chǎn)生收斂,收縮毛孔,使皮膚更加緊繃[40-41]。茶多酚作為一種天然產(chǎn)物其分子中含有多元醇以及酚羥基結(jié)構(gòu),具有親水性,減少皮膚中水分流失,保持皮膚水嫩。茶多酚的保濕還在于其能夠抑制酶活性,通過降低透明質(zhì)酸分解能力,從而使其達到真正生理上的深層保濕功效[41]。
茶多酚中的酚羥基對頭皮中含有的角蛋白有凝固作用,從而達到護發(fā)效果,并能改善發(fā)質(zhì)毛躁、易油膩等問題,使毛發(fā)更加順滑、有光澤。在染發(fā)劑中添加茶多酚,能夠使染發(fā)劑顏色更均勻,更持久。
茶多酚是一種來源于茶樹中的多元酚混合物,具有消炎、抗菌、緩慢皮膚衰老、除異味及吸收紫外線等功效。作為綠色天然原料或添加劑被廣泛應(yīng)用于防曬、美白、沐浴等護膚品及香水、洗滌劑、牙膏及抗氧化劑等日用化學(xué)品中。國內(nèi)外知名化妝品均研發(fā)了有富含茶多酚的潔面乳、面膜、淡斑精華、防曬霜等特色產(chǎn)品[42-43];茶多酚具有抗口腔細菌、消炎、清除異味等功效,添加到牙膏、漱口水等口腔護理產(chǎn)品中,起到有效護齒護齦、祛除異味的作用,如市售綠茶、黑茶、烏龍茶牙膏等[39];茶多酚具有除臭、抑真菌菌功效,可應(yīng)用于內(nèi)衣、鞋、襪、床上用品等紡織品中及茶紙、普洱茶紙尿褲等衛(wèi)生用品[44-47],相關(guān)產(chǎn)品不僅清香宜人,而且消毒殺菌效果非常顯著。
茶多酚作為天然提取成份具有多種功效,在日用化學(xué)品領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣,日益受到消費者的青睞。但目前對茶多酚從茶葉中的提取以及其保存等方面研究仍面臨一定問題,如茶多酚易被氧化、提取率較低等[48]。提高茶多酚的提取率,更廣泛地應(yīng)用于日用化學(xué)品等行業(yè)中,將是未來研究茶多酚的主要趨勢。