茶多酚是以茶叶(CamelliasinensisL.)为原料,经提取而成的以儿茶素为主体的多酚类化合物食品添加剂，又名维多酚。儿茶素主要有：表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表儿茶素(EC)、儿茶素(C)。
并非所有茶类的茶多酚含量都是一样的。茶叶发酵程度越深，茶多酚转化为其他物质的数量就越多，茶多酚含量就会相应减少。而绿茶未经发酵，茶多酚含量相当丰富，有数据显示，绿茶中茶多酚含量比同等品质的红茶高出144％，比同等品质的乌龙茶高出59％左右。
除了种类，茶叶的品质也会影响茶多酚的含量。比如制作茶叶时，茶叶越嫩，品质就越好。因为嫩叶生长在顶端，最接近阳光，能够充分进行光合作用，会合成较多的酚性物质。
1 茶多酚的理化性质
茶多酚是从茶叶中提取的一类多羟基酚类化合物的总称,分子量在2000左右,其主要成分为儿茶素类(黄烷醇类)、黄酮类、黄酮醇类、酚酸类、缩酚酸类及聚合酚类等。茶多酚具有共同的多羟基结构,除了酚酸类外,其他几类均含有相同的母核(2-苯基苯并吡喃前叶),母核与多羟基结合的特殊性是茶多酚抗氧化的基础。
茶多酚为淡黄色至褐色略带茶香的水溶液(或灰白色粉状固体或结晶),茶多酚具有吸湿性,有涩味,易溶于温水、甲醇、丙酮等,微溶于油脂,不溶于氯仿及苯等有机溶剂。耐热性好,在160℃油脂中添加茶多酚,30miｎ后,茶多酚仅降解25%,而油脂的过氧化值(ＰＶ)几乎不变,而未添加茶多酚的油脂的过氧化值则增大1倍。茶多酚耐酸性较好,在ｐＨ<4的环境中十分稳定,在ｐＨ为4～7时,茶多酚在溶液中的稳定性与外源性添加质的ｐＨ呈反比;在ｐＨ=7.42时,磷酸钠溶液中添加ＶＣ后,茶多酚的稳定性可明显增加,而添加柠檬酸钠对增强茶多酚的稳定性无效果;测定结果还表明,在中性和弱碱性溶液中加入ＶＣ对提高茶多酚的稳定性特别明显。茶多酚具有相当强的热稳定性,用12000Ｌｘ强度的光处理1个月,光解率为0,在100℃温度下处理1ｈ,其活性也保持在100%。茶多酚进入人或动物消化道后,可通过小肠壁吸收进入血液循环,然后与血清蛋白结合,转移到相应的组织和器官,表现其生物学活性和生理功能。
2 茶多酚的安全性
用茶多酚做动物试验在急性毒性试验中,小鼠的ＬＤ50的置信区间为(2496±326)ｍｇ/ｋｇ,属低毒性,且在1/20ＬＤ50的浓度内均无蓄积毒性。在亚急性毒性试验中,饲料中茶多酚含量为0.1%时,对小白鼠的血红蛋白、红细胞数、白细胞数、肝脏、胸腺、脾细胞数及器官体重均无不良影响,反而有促进作用。在一般药理试验中,将茶多酚注入麻醉狗的十二指肠内,给清醒的小鼠灌喂,表明治疗剂量茶多酚对心血管系统、呼吸系统、消化系统和神经系统都无不良影响。在慢性毒性试验中,果蝇终生饲养和小白鼠喂养试验表明,茶多酚在适宜的范围内添加于饲料和饮水中,对果蝇的生长发育和寿命均无影响;在精子畸形试验中,小白鼠精子畸形率与阴性对照组比较无明显差异,而与阳性对照组比较有着显著性差异,因此该试验结果为阴性。同时遗传毒性试验表明,Ａｍｅｓ试验、骨髓ＰＣＥ微核试验、骨髓细胞染色体畸变试验和果蝇ＳＬＲＬ诱变试验结果均为阴性。上述毒性试验结果表明,茶多酚作为饲料添加剂是比较安全的。
3 茶多酚的生物学活性及作用机制
3.1 茶多酚的抗氧化性
茶多酚中的黄烷醇结构内,5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性,同时茶多酚作为一种优良的质子或中子给予体,因而:
①茶多酚与金属离子螯合,茶多酚与氧化性金属离子,茶多酚能使之还原成还原性金属离子,防止氧化性金属离子与其他物质反应生成各种形式的自由基而危害动物体。
②茶多酚与ＤＮＡ络合,能保护因自由基对ＤＮＡ中的碱基、核糖及氢键的侵害,因而避免因ＤＮＡ链断裂或碱基破坏、缺失,所造成遗传信息改变,而使生物体发生突变或产生的病变;以及更为严重的ＤＮＡ损伤因无法修复,以致造成的细胞死亡,最终对动物机体的危害。
③茶多酚与蛋白质络合,通过茶多酚-维生素、有机酸等-生物活性酶途径保护蛋白质免受自由基的破坏,维持或激活酶的活性使机体的新陈代谢正常进行;其次,茶多酚通过氢键与蛋白质结合并改变其构像,甚至使其沉淀,从而使促自由基产生的酶的生物活性失活;再次,茶多酚通过茶多酚、ＶＣ、ＶＥ、ＶＡ等物质调节生物活性酶的活性保护抗氧化酶如谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、酯还原酶、谷胱甘肽-Ｓ-转移酶等的活性抗氧化酶不被氧化剂或各种自由基所氧化,并增强其活性,从而增强抗氧化、清除自由基的能力;另外,茶多酚经过加工处理与蛋白酶、脂肪等络合,能显著增强其抗氧化能力。
④茶多酚与脂类络合,可以防止脂肪酸被氧化,尤其是不饱和脂肪酸,防止生成脂质过氧化物,以免因脂质过氧化物进一步分解产生醛类,尤其是丙二醛可与一些蛋白质、核酸等反应,导致分子间的交联聚合所生成的大分子难溶物(即脂褐素)沉积在细胞内,因而产生一系列疾病。
⑤茶多酚与维生素络合,可以避免维生素被氧化而遭破坏,并且还能与还原性维生素如ＶＣ等协作加强其抗氧化作用,另外,茶多酚是维生素Ｃ的载体能促进维生素Ｃ、维生素Ｅ的吸收并提高其在肝脏、脾脏、肠道、脑部、血液等组织器官中的积累,降低其分解代谢和尿中的排泄率。茶多酚中儿茶素的结构中具有邻苯酚基,其抗氧化、清除自由基的能力高于一般非自由酚性或单酚羟基类抗氧化剂,也高于人工合成的抗氧化剂ＢＨＡ、ＢＨＴ等,是维生素Ｅ的18倍,维生素Ｃ的3～10倍。茶多酚的这种抗氧化、清除自由基的功能,使茶多酚具有抗因自由基引起的各种不良症状或疾病,如抗应激、抗疲劳、抗衰老、抗动脉硬化、抗肿瘤、抗癌症、防治糖尿病、白内障以及保色、保鲜和提高畜禽产品质量等。
3.2 茶多酚对细菌的作用
茶多酚作为一种广谱、高效、低毒的抗菌药已被许多国家的学者公认,它对于自然界中19类约100种细菌均有良好的抗菌活性,甚至对耐热的肉毒杆菌等、引起食物中毒的肠炎孤菌属等都有很强的抗菌性。茶多酚抗菌主要通过以下途径:①在黄烷醇的结构中,5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性,可结合菌体蛋白质、糖类等大分子,从而特异性结合病菌;②茶多酚通过氢键与蛋白质结合并改变其构像,从而抑制菌体蛋白酶的活性,从而达到灭菌效果;③儿茶素在有氧的情况下通过自身氧化反应产生具有杀菌功能的超氧阴离子和过氧化氢,直接杀死病菌,或通过激活动物大肠内的过氧化物酶-硫氰酸盐反应系统,使乳酸过氧化物酶与过氧化氢结合,然后将硫氰酸盐氧化成氧化性中间产物,抑制葡萄球菌等病菌的生长繁殖;④茶多酚可以通过增强机体免疫力来抵抗病菌的入侵;⑤茶多酚通过嵌入ＤＮＡ或ＤＮＡ-ＲＮＡ杂交双链中抑制ＤＮＡ复制与转录,或者抑制生物活性酶而抑制细菌支持物的产生最终达到灭菌的功效;⑥茶多酚作为质子供体可以降低胃肠道内ｐＨ,从而抑制包括很多革兰氏阳性菌等对酸敏感的病原菌。茶多酚还起化学益生素的作用,对有害菌的增殖起抑制作用的同时能促进有益菌菌群的生长,对有益菌菌群的促进作用能间接地抑制病菌的菌群的增长,因而茶多酚能平衡肠道微生物生态环境,改善微生物结构。
3.3 茶多酚抗病毒
茶多酚抗病毒主要通过三条途径:①茶多酚中黄烷类的结构中,5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性,可结合病毒及其抗体;②茶多酚刺激机体产生自由基,自由基破坏病毒的细胞膜的脂质层,使病毒发生形态学的变化,直接杀死病毒;③茶多酚中儿茶素衍生物对病毒逆转录酶及其ＤＮＡ、ＲＮＡ聚合酶及反转录酶,从而在在遗传上抑制病毒数量的增多;④茶多酚通过与病毒内活性酶结合并抑制其活性从而抑制病毒毒素的分泌;⑤茶多酚能增强机体免疫力抑制病毒的浸染;⑥茶多酚与病毒的血细胞凝集素相结合,抑制病毒在机体细胞上吸附,因而阻断病毒的侵染力。
3.4 茶多酚解毒茶
多酚解毒主要通过以下途径:①茶多酚中,5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性,可络合重金属离子沉淀或还原,茶多酚还可抑制重金属参与的膜蛋白巯基构想变化,来消除因重金属所造成的不良生理反应,从而具有重金属解毒的作用;②茶多酚还可破坏一些的外源性生物酶,尤其对蛋白质酶活性具有很强的破坏性,就是蛇毒液中的活性酶也有很强的抑制性和解毒性;③茶多酚中黄烷类的特殊结构也能络合细菌、病毒分泌的毒性物质并与它发生生化反应而使之失去毒性。④茶多酚还可以通过抑制或消除细菌、病毒来抑制或消除毒性物质的产生从而达到解毒作用。
3.5 茶多酚抗过敏
茶多酚抗过敏主要通过以下途径:①茶多酚抑制化学物质诱导的过敏反映。②组胺是过敏的诱导因子之一,茶多酚抑制组胺的释放。③茶多酚促进肾上腺垂体的活动而有消炎作用。④茶多酚抑制透明质酸酶的活性,透明质酸酶是过敏的诱导因子之一。
3.6 茶多酚能调节脂肪代谢起的不良影响,因而茶多酚有“紫外线过滤器”的美称。在原子弹轰炸日本广岛后,凡有饮茶习惯的日本人存活率较高,放射性病症状轻。在随后的动物实验也证实茶叶的抗辐射作用,并且其主要的功能物质是茶多酚。因此日本人习惯称:“茶叶是原子时代饮料,宣传茶叶可以把你从辐射中拯救出来”。3.8 茶多酚除臭在黄烷醇的结构中,5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性,能与发臭化合物如:含硫化合物、含氮化合物、酸及醇类物质结合直接除臭或经过发生化学反应后达到除臭效果;另外,茶多酚还能通过抗菌及抑制其分泌臭物质来达到消臭作用。
3.9 提高免疫功能
茶多酚能促进淋巴细胞的转化和增殖、影响细胞因子的分泌,茶多酚能抑制磷酸二酯酶活性,抑制细胞内环腺苷酸的水解,使细胞内ＣＡＭＰ水平提高,ＣＡＭＰ对细胞增殖有双向调节功能,这提示茶多酚可增加淋巴细胞内ＣＡＭＰ,促进幼龄免疫力低下的动物和免疫力缺陷动物的淋巴细胞分化、发育、成熟;茶多酚可颉颃环磷酰胺造成的免疫抑制,提高淋巴细胞刺激指数和产生增效剂-白介素-2(ＩＬ-2)的水平,ＩＬ-2水平提高又可以支持淋巴细胞持续增长、增多,并促进淋巴细胞产生淋巴细胞毒素、γ干扰素、诱导细胞毒素Ｔ等,从而调节机体免疫功能。茶多酚提高抗体的产生水平,它可以提高血清中ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ等免疫球蛋白的含量,尤以ＩｇＭ,ＩｇＡ为明显;同时,当人体中血清中原来的Ｉｇ含量较低时,茶多酚增效显著,当原来含量较高时,茶多酚可维持其高水平。另外,茶多酚还具有促生长作用茶多酚具有维生素ＰＰ的作用,能显著促进胃肠道的蠕动,进而促进食物消化;能降低胃肠道ｐＨ,因而可以激活胃蛋白酶,促进蛋白质的消化、吸收;茶多酚具有益生素的作用,能改善胃肠道微生物环境,促进有益菌如乳酸菌、双岐杆菌等的生长,这些有益菌可在肠内合成维生素Ｂ族和Ｋ族以及蛋白质,增加血液中钙、镁的含量,改善动物对矿物质的吸收,甚至产生某些未知生长因子,加强动物体营养代谢,促进动物生长;茶多酚作用于肌细胞的β-受体,从而激活细胞膜上ＣＡＭＰ酶的活性,使细胞中ＣＡＭＰ浓度提高,ＣＡＭＰ含量的提高可激活蛋白激酶,蛋白激酶又茶多酚调节脂肪代谢主要通过以下途径:①茶多酚能增强激素敏感性脂肪酶的活性,该酶是脂肪分解的限速酶,脂肪组织的甘油脂在它的作用下释放出游离脂肪酸和甘油二酯,促进脂肪酸进入线粒体氧化分解,从而促使甘油三酯水解速率加快,加速脂肪的动员;②茶多酚可抑制胰脂酶活性,从而使脂肪吸收受阻;③茶多酚具有维生素ＰＰ的作用,能促进胃肠道蠕动,从而加速了食物中脂肪排出体外;④茶多酚通过增强肝脂酶的活性,血液中的肝脂酶能水解甘油三酯并且是其限速酶;而肝细胞上的肝脂酶与细胞膜上的硫酸乙酰肝素多糖结合,在脂蛋白与肝细胞之间起桥梁作用,有利于肝细胞摄取血液中脂质;⑤茶多酚可上调肝细胞低密度脂蛋白受体的表白,有利于清除肝脏中低密度脂蛋白,有利于降低血浆中总胆固醇水平;⑥茶多酚抑制胆固醇氧化,使酸败物质生成量减少,抑制脂质在血管壁上沉淀,从而改善了血液流变性和微血管功能;阻止不饱和脂肪酸氧化,从而减少血清总胆固醇含量及保持脂质在动脉壁的进入和移出正常动态平衡。
3.7 茶多酚抗辐射
茶多酚的黄烷醇类化合物在波长200～300ｎｍ处有较多的吸收峰,因而茶多酚能吸收大量的紫外线和核辐射;另外,茶多酚清除因紫外线照射和核辐射而产生的自由基,能减轻或消除因紫外线照射引起的不良影响,因而茶多酚有“紫外线过滤器”的美称。在原子弹轰炸日本广岛后,凡有饮茶习惯的日本人存活率较高,放射性病症状轻。在随后的动物实验也证实茶叶的抗辐射作用,并且其主要的功能物质是茶多酚。因此日本人习惯称:“茶叶是原子时代饮料,宣传茶叶可以把你从辐射中拯救出来”。
3.8 茶多酚除臭
在黄烷醇的结构中,5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性,能与发臭化合物如:含硫化合物、含氮化合物、酸及醇类物质结合直接除臭或经过发生化学反应后达到除臭效果;另外,茶多酚还能通过抗菌及抑制其分泌臭物质来达到消臭作用。
3.9 提高免疫功能
茶多酚能促进淋巴细胞的转化和增殖、影响细胞因子的分泌,茶多酚能抑制磷酸二酯酶活性,抑制细胞内环腺苷酸的水解,使细胞内ＣＡＭＰ水平提高,ＣＡＭＰ对细胞增殖有双向调节功能,这提示茶多酚可增加淋巴细胞内ＣＡＭＰ,促进幼龄免疫力低下的动物和免疫力缺陷动物的淋巴细胞分化、发育、成熟;茶多酚可颉颃环磷酰胺造成的免疫抑制,提高淋巴细胞刺激指数和产生增效剂-白介素-2(ＩＬ-2)的水平,ＩＬ-2水平提高又可以支持淋巴细胞持续增长、增多,并促进淋巴细胞产生淋巴细胞毒素、γ干扰素、诱导细胞毒素Ｔ等,从而调节机体免疫功能。茶多酚提高抗体的产生水平,它可以提高血清中ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ等免疫球蛋白的含量,尤以ＩｇＭ,ＩｇＡ为明显;同时,当人体中血清中原来的Ｉｇ含量较低时,茶多酚增效显著,当原来含量较高时,茶多酚可维持其高水平。另外,茶多酚还具有促生长作用茶多酚具有维生素ＰＰ的作用,能显著促进胃肠道的蠕动,进而促进食物消化;能降低胃肠道ｐＨ,因而可以激活胃蛋白酶,促进蛋白质的消化、吸收;茶多酚具有益生素的作用,能改善胃肠道微生物环境,促进有益菌如乳酸菌、双岐杆菌等的生长,这些有益菌可在肠内合成维生素Ｂ族和Ｋ族以及蛋白质,增加血液中钙、镁的含量,改善动物对矿物质的吸收,甚至产生某些未知生长因子,加强动物体营养代谢,促进动物生长;茶多酚作用于肌细胞的β-受体,从而激活细胞膜上ＣＡＭＰ酶的活性,使细胞中ＣＡＭＰ浓度提高,ＣＡＭＰ含量的提高可激活蛋白激酶,蛋白激酶又可降低肌肉中组织蛋白酶的活性,加强肌肉细胞中核苷酸活性等,从而促进了蛋白质沉积。
4 茶多酚的展望
目前我们在畜、禽产品生产上还存在着很大的不足如:肉质粗糙;脂肪、胆固醇含量过高;畜禽产品耐贮藏性差;药品残留过高、畜禽产品带病原菌微生物严重等一系列问题,所有的这一切都让人们惶惶不安,而在经历了盛行欧美的疯牛病、口蹄疫,给中国带来灾难性后果的非典型性肺炎,席卷整个东南亚的禽流感后,人们更是感受到了生存的危机,对健康食品的乞盼达到空前绝后的程度。而科学家、企业家和经营管理者为了顺应社会的进步,竭力提高食品的质量、卫生和安全标准,使得诸如“绿色食品”和“有机食品”等带有科技标记的新名词及产品相继问世,并立即产生出显著的社会效益和生态效益。茶多酚其特殊功能正是在人们对健康食品热切的呼唤中而倍受重视,作为纯天然绿色饲料添加剂其独特的清除自由基、抗氧化性能,广谱而良好的抗菌、抗病毒、解毒效果,为优质、安全的畜产品研究与开发展示了广阔的前景。我国是世界上最大的的产茶叶国之一,其茶叶量大而质优;2003年11月15—16日,中国茶叶流通协会在海南年会上透露,我国今年产茶量超过76万ｔ,在加工后的副产品如茶灰、粗老茶等中仍有超过6%以上的茶多酚,可见其开发前景极其广阔;而且,国内许多厂家正在积极研发出茶多酚等等,所有这些都为茶多酚作为价廉质优的纯天然绿色添加剂作好铺垫。
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