茶黃素性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
茶黃素是紅茶中的重要品質(zhì)成分和功能成分，具有降血脂、降血壓、抗氧化、抗輻 射、抗菌、抗癌等多種生物活性和藥理功效，被譽(yù)為“茶葉中的軟黃金”，紅茶中茶黃素含量 僅為0.5%-2.0%。
茶黃素是多酚物質(zhì)氧化形成的一類能溶于乙酸乙酯的、具有苯駢卓酚酮的化合物的總稱。茶黃素有12種組分，其中茶黃素(TF)，茶黃素-3-沒(méi)食子酸酯(TFMG)，茶黃素-3，3’-雙沒(méi)食子酸酯(TFdiG)和茶黃素-3’-沒(méi)食子酸酯(TFM’G)是4種最主要的茶黃素(化學(xué)結(jié)構(gòu)見上圖)。茶黃素的提純物呈橙黃色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)237～240℃，易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇和乙酸乙酯，難溶于乙醚.不溶于三氯甲烷和苯。茶黃素溶液呈鮮明的橙黃色，水溶液呈弱酸性，pH約5.7。顏色不受茶湯提取液的pH影響，但在堿性溶液中有自動(dòng)氧化的傾向，且隨pH的增加而加強(qiáng)。
紅茶中黃烷醇類的氧化物，以茶黃素和茶紅素類最為重要。茶黃素是在茶葉中氧化酶的作用下，由兒茶素類偶聯(lián)氧化形成的，結(jié)構(gòu)中存在苯并草酚酮環(huán)核。L-EGC與L-EC進(jìn)行酶促氧化(或與鐵氰化鉀的作用)能得到茶黃素。而L-EC與L-EGCG或ECG與EGC能形成茶黃素單沒(méi)食子酸酯，L-ECG與L-EGCG形成茶黃素雙沒(méi)食子酸酯。在B環(huán)中具有連位羥基的兒茶素(如EGC與EGCG)，容易形成二苯基型二聚物(如雙黃烷醇)，若B環(huán)具鄰位羥基和連位羥基的兒茶素共存時(shí)，則兩個(gè)B環(huán)就會(huì)氧化成稠環(huán)而形成二羥苯并草酚酮骨架。
圖1為紅茶中的茶黃素類化合物結(jié)構(gòu)式
茶黃素(TF)在紅茶茶湯中含量為0.3%～1.8%干物，有的可高達(dá)2%左右。它是金黃色結(jié)晶狀粉末，易溶于熱水、醋酸乙酯、正丁醇、異丁基甲酮等，水溶液呈橙黃色；其發(fā)生團(tuán)是該類化合物分子中的苯駢草酚酮基。它是紅茶茶湯中重要色素，呈弱酸性，具有很強(qiáng)的收斂性，是紅茶茶湯滋味鮮爽度和湯色明亮度的重要影響物質(zhì)。
茶黃素能抑制人鼻咽癌CNE2細(xì)胞增殖,并誘導(dǎo)其凋亡,其作用呈時(shí)間及濃度依賴性,其作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和凋亡基因的表達(dá)有關(guān)。
茶黃素可降低高尿酸血癥小鼠血清尿酸。其降低血清尿酸作用與抑制黃嘌呤氧化酶活性、調(diào)節(jié)相關(guān)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體mRNA與蛋白表達(dá)水平相關(guān)。
茶黃素能夠增強(qiáng)宮頸癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性,其機(jī)制可能與增加凋亡相關(guān)蛋白Cleaved Caspase 3、Cleaved Caspase 9、PARP表達(dá)及抑制NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白p-IκBα、p-NF-κB和p-Akt表達(dá)有關(guān)。
茶黃素可通過(guò)增強(qiáng)軟骨細(xì)胞合成因子活性、減弱分解因子活性并抑制細(xì)胞炎癥反應(yīng),有效延緩大鼠軟骨細(xì)胞炎性退變進(jìn)程,對(duì)炎癥軟骨細(xì)胞有一定的保護(hù)作用。
茶紅素是多酚類偶聯(lián)氧化形成茶黃素后進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，分子差異大的異源性物質(zhì)，分子質(zhì)量為700～40000u，甚至更大些，具有棕褐色，是形成紅茶湯色的主要物質(zhì)，紅茶中含量8.25%～15.6%。成品紅茶中，茶黃素和茶紅素比例以1：10～12為好，如果茶紅素的含量太高，茶湯便顯得深暗。茶紅素是混合物，還沒(méi)有分離出純質(zhì)。在茶湯中茶紅素以鉀鹽和鈣鹽存在。
茶紅素(TR)是紅茶茶湯紅濃度的主要成分，具有澀味和刺激性，但均比茶黃素弱得多。TR易溶于水，部分能從水中轉(zhuǎn)溶入乙酸乙酯或異丁基甲酮中。用80%的含水乙醇萃取分離TR時(shí)，發(fā)現(xiàn)有氮的存在，經(jīng)酸降解后獲得14種氨基酸。從紅茶水浸出中分離的TR，在不同的水解條件下產(chǎn)生花色素等，或黃烷醇和黃烷醇沒(méi)食子酸酯，或沒(méi)食子酸。TR是評(píng)定紅茶品質(zhì)的化學(xué)指標(biāo)之一。
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研究紅茶在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的茶葉成分的化學(xué)變化。由鮮葉制成紅茶既有酶的催化作用，也有熱化學(xué)反應(yīng)的作用。
圖2為紅茶萎凋過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)變化過(guò)程圖。
一般情況下，萎凋溫度高，化學(xué)變化加速，物質(zhì)消耗大。萎凋時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也造成同樣后果。時(shí)間過(guò)短，物質(zhì)轉(zhuǎn)化不充分，滋味往往淡而有青味。萎凋葉含水量達(dá)65～70%左右，有利于茶黃素的形成。
揉捻開始，發(fā)酵過(guò)程的化學(xué)變化也就隨之發(fā)生。圍繞兒茶素類的酶促氧化聚合伴隨著其他一系列的物質(zhì)轉(zhuǎn)化。萎凋葉經(jīng)過(guò)揉捻，原生質(zhì)中的多酚氧化酶和液泡中茶多酚被揉和在一起，兒茶素等茶多酚開始迅速氧化。1957年羅勃茨首次從紅茶中分離出茶黃素，并提出它是由(一)-EGC和(一)-EGCG衍生聚合而成；1964年潼野等研究了茶黃素，提出了茶黃素的結(jié)構(gòu)；1972年桑德森研究了用多酚氧化酶制劑使茶葉中主要兒茶素類氧化聚合的反應(yīng)和產(chǎn)物，提出了11種茶黃素的形成途徑， 隨后證實(shí)沒(méi)食子酸也參與形成茶黃素。根據(jù)1973年科里爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可將紅茶制造中形成的茶黃素歸納為9種。1981年桑德森進(jìn)而提出了從兒茶素類氧化聚合形成茶黃素、茶紅素可能的途徑。
1962年羅勃茨最早提出了關(guān)于茶黃素偶聯(lián)氧化成茶紅素的可能途徑和茶紅素的可能結(jié)構(gòu)。
1969年布朗及若干化學(xué)家的研究認(rèn)為，茶紅素并非是單一的化合物，也并非是由茶黃素繼續(xù)氧化的單一途徑所形成，而是由茶多酚的氧化物以及某些氨基酸、糖、蛋白質(zhì)參與聚合的多種結(jié)構(gòu)形成的產(chǎn)物。1969年卡桑根據(jù)茶湯中茶紅素的溶解特性，將其中一部分可溶于正丁醇呈紅色的物質(zhì)稱為茶紅素(相當(dāng)于SI茶紅素)， 一部分不溶于正丁醇的褐色物質(zhì)稱為高聚合物(相當(dāng)于SII茶紅素)，并提出了測(cè)定茶黃素、茶紅素和高聚合物的方法。
稱取100g茶葉碎末，加入1000ml去離子水（90℃）浸提30min，取出浸提液；再加入 500ml去離子水（90℃）浸提30min；合并浸提液，經(jīng)300目濾布抽濾、0.05um陶瓷膜處理，得茶 黃素微濾液。
將茶黃素微濾液由重相入口泵入兩級(jí)串聯(lián)離心萃取機(jī)，同時(shí)泵入1/2茶黃素微濾 液料液體積的乙酸乙酯溶液，兩臺(tái)串聯(lián)的離心萃取機(jī)轉(zhuǎn)速均為3000rpm，收集輕相出口液 （即酯相溶液），經(jīng)40℃低溫真空濃縮、噴霧干燥處理得到茶黃素提取物，其中茶黃素純度為 21.35%。
測(cè)定茶葉在發(fā)酵過(guò)程中由兒茶素氧化形成并反映紅茶特征色素的組成的橘黃色色素成分。它的含量與紅碎茶的湯色、滋味鮮爽度有密切關(guān)系，與紅碎茶品質(zhì)相關(guān)系數(shù)為0.875。按茶黃素的化學(xué)分析方法分離所得的茶黃素溶液，用1cm比色杯，在規(guī)定波長(zhǎng)測(cè)定E值，計(jì)算茶黃素的百分含量。
圖3為紅碎茶的分離程序。
茶黃素除具有色、味屬性以外，還具有較多的生理活性。如茶黃素對(duì)緊張肽Ⅰ轉(zhuǎn)化酶有抑制作用，能使高血壓患者血壓下降，100～300mg/kg濃度時(shí)對(duì)肉毒芽孢桿菌的萌發(fā)和增殖有抑制作用，可抑制人唾液中的α-淀粉酶活性。
化學(xué)性質(zhì)
來(lái)源于茶葉發(fā)酵的產(chǎn)物
用途
用于含量測(cè)定/鑒定/藥理實(shí)驗(yàn)等。
藥理藥效:具有調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防心血管疾病的功效
茶黃素
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