大叶种茶功能成分研究及提取开发现状

杨方慧　杨毅坚　张艳梅　仝佳音　何青元

摘要阐述了茶叶中主要成分的医药保健功能和大叶种茶的一些特殊性质，回顾了这些功能成分在食品、医药、日化、建材、养殖等行业的广泛应用，概括了茶叶功能成分的提取、分离、纯化、干燥等工艺过程，为今后大叶种茶功能成分的开发利用提供基础。

关键词 大叶种茶；功能成分；特异成分；提取开发

中图分类号 TS272.5 文献标识码 A 文章编号0517-6611（2018）11-0010-04

云南是世界茶树的原产地。茶产业是云南省传统优势特色农业，也是云南省经济增长的重要产业，但是茶叶市场出现部分茶叶滞销、积压等现象，这在一定程度上制约了云茶产业的健康发展。因此，对茶叶的特异性功能成分的提取利用，把大量的低档茶、茶下脚料和茶叶废弃物进行深加工，开发新的茶制品，充分利用茶叶資源，寻求茶叶经济新的增长点和开辟茶叶新用途都成了云南茶学界的重要议题。

云南大叶种茶是世界上最原始的茶树品种，茶叶中的有机化合物内含成分丰富，且含量远高于中小叶种，如云南大叶种茶中茶多酚含量一般为30.00%-33.00%（小叶种绿茶原料的茶多酚含量是22.38%），咖啡碱的含量约为4.00%～5.00%（福建小叶种茶咖啡碱的含量为2.99%），儿茶素含量为241.11mg/g（福建茶系和宜兴小叶种茶系中分别为212.138、213.123mg/g）。目前，对大叶种茶功能成分的研究以及开发利用较集中于茶多酚、咖啡碱等。因此，云南大叶种茶在功能成分提取开发利用方面具有很大的潜力。

1茶多酚

1.1含量 茶多酚类亦称茶单宁、茶鞣质，主要由黄烷醇类（儿茶素类）、花色素类（花白素和花青素类）、花黄素类（黄酮及黄酮醇类）酚酸及缩酚酸类组成，是一类存在于茶叶中的多元酚混合物。云南大叶种茶茶鲜叶中多酚类的含量为18%～36%（干重），其中黄烷醇类在茶叶中的含量为12%～24%（干重）。无论是群体种还是无性系品种茶多酚含量均较一般小叶种茶树高，如勐海大叶茶35.4%，大黑茶31.2%，云抗14号34.8%，云抗10号37.6%，长叶白毫31.7%。

1.2功效 茶多酚具有较高的药用价值，其中儿茶素中的酯型儿茶素是茶叶抗癌的重要组分，可抑制癌细胞生长，诱导癌细胞分化和凋亡，有很强的抗癌作用，并有抗辐射、抗突变、抑制病毒等功效。因其极强的抗氧化、抗菌作用，可用于防治心脑血管及癌症，并于1991年就被作为一种天然抗氧化剂列入国家食品标准，因此制取抗氧化能力强的抗氧化剂可选用儿茶素含量高的云南大叶茶系。普洱的大叶种茶茶叶含儿茶素总量达198.64mg/g，EGCG达112.75mg/g，优于中小叶种。

1.3提取方法 目前，国内外有关茶多酚提取方法有溶剂浸提法、金属离子沉淀法、树脂吸附分离法、超临界流体萃取法、超声波浸提法及微波浸提法等，提取率达70%～77%；儿茶素的分离制备方法主要有柱层析法、高速逆流色谱和制备性高效液相色谱等，提取率为80%～90%。提取主要设备是浸提釜、压滤机、干燥机，投资均不太高。

1.4开发利用现状 目前，日本已具有以茶多酚为原料生产的“抗高胆固醇血症剂”专利，而在我国利用茶多酚来合成的药物较少、成本较高。云南省农业科学院茶叶研究所具有较成熟提取茶多酚技术的整套工艺，同时对普洱茶的叶组配方、发酵技术以及生产工艺不断进行创新，逐步摸索并确定了产品的成分构成和技术、质量标准。茶多酚还可用来代替目前广泛使用的化学保鲜剂，在日常生活及食品中已制成了普洱茶牙膏等，其护理保健功效显著。在云南普洱，天士力集团推出了饮品领域“全新品类”——帝泊洱普洱茶珍，帝泊洱通过有效的提取和分离，科学地保留并富集了普洱茶中茶多酚等有益成分，其卓越功效相继通过了欧盟和韩国、日本等多国权威机构认证。

2生物碱

2.1含量 茶叶中的生物碱包括咖啡碱、茶碱等，其中茶叶中咖啡碱含量为2%～5%，是10余种含氮化合物中含量最高的一类，咖啡碱在嫩叶中含量比在老叶中高。云南大叶种茶系一般含咖啡碱4.00%～5.00%，且茶叶中咖啡碱的含量高达3.98%～5.25%。

2.2功效 小剂量咖啡碱具有兴奋、提神的功效，在一定浓度范围内能舒张肾血管，增强肾脏中的血流量，增加肾小球的滤过率，达到利尿的作用。咖啡碱还有分解脂肪的作用，这也是喝茶可以防止肥胖的原因。此外，咖啡碱具有强化血管和强心、松弛平滑肌、消除支气管和胆管痉挛、控制下视丘的体温中枢、调节体温、降低胆固醇和防止动脉粥样硬化的作用。美国新泽西大学的研究证实，相对茶多酚而言，咖啡碱对人体防癌抗癌有协同作用。茶碱功能与咖啡碱相似，但是兴奋中枢神经系统较咖啡碱弱，强化血管和强心作用、利尿作用、松弛平滑肌作用比咖啡碱强。可可碱的功能与咖啡碱和茶碱相似，兴奋中枢神经的作用比前两者都弱，强心作用比茶碱弱但比咖啡碱强，利尿作用比前两者都差，但持久性强。

2.3提取方法 咖啡因的提取方法有很多，其中超声波萃取由于快速、价廉、高效等优点，在天然植物和药物活性成分的提取中得到了广泛的应用。在超声提取的基础上，对茶叶进行煮沸处理比浸泡处理更有利于咖啡因的溶出，可以在很大程度上提高咖啡因的提取率。

2.4开发利用 一方面，作为食品添加剂，咖啡碱不仅主要用于可乐型饮料和含咖啡因的饮料，而且可制成具有独特风味和有效营养成分的茶制品，以及配制复方乙酰水杨酸和氨非咖片等的主要原料。另一方面，咖啡因不仅可以广泛应用于医药工业，还可以用于复印纸、摄影、绘图、油漆等工业，是化工、建材的重要原料。

3茶氨酸

3.1含量 茶氨酸是茶树的特征性氨基酸且含量最高，茶叶中鉴定出26种氨基酸（6种非蛋白氨基酸），占茶叶干重的2%～5%。白茶和绿茶中茶氨酸含量较高，其中白茶茶氨酸含量平均可达茶叶干重的3%以上，普洱茶中茶氨酸含量极低，因为随着茶叶发酵程度的增加，茶氨酸含量降低。另外还有一些必需氨基酸，包括苏氨酸、缬氨酸以及赖氨酸等，其含量为0～0.3mg/g。云南大叶种茶氨基酸含量一般为2.00%～4.00%，茶氨酸含量为0.77%～1.81%，酚氨比值一般为15～20。

3.2功效 茶叶中已发现人体必需的游离氨基酸20多种，具有缓和咖啡碱引起中枢神经过度兴奋的作用，所以人们在饮茶时会感到心旷神怡。茶氨酸是谷氨酸的衍生物，有许多生理功能，彭彬等研究证明茶氨酸具有显著抗抑郁作用。此外，茶氨酸还可预防及抑制肿瘤生长、降血压、增强免疫力、拮抗由咖啡因引起的麻痹等。因此，通过饮茶摄取的多种氨基酸，有利于维持人体内正常的氮素平衡。

3.3提取方法 茶树幼嫩组织或成品茶叶中都含有较丰富的茶氨酸，茶氨酸提取精制工艺分为5个部分：转化液预处理工艺、离子交换提取工艺、洗脱液浓缩工艺、结晶工艺和冻干工艺。经制备得到的茶氨酸产品纯度较高（约99%），且提取率达95%以上，茶氨酸结晶收率为75%以上，故整个茶氨酸提取精制过程中茶氨酸收率在71%以上，提取精制效率較高。研究员采用絮凝、超滤、吸附、阳离子交换、重结晶工序从工业茶多酚萃余液中可得到纯度超过90%的茶氨酸产品，得率为0.8%。

3.4开发利用 茶氨酸作为食品添加剂广泛应用于饮料、糖果和冰激凌等的加工中。此外，作为饮用水的净水剂、化妆品的保湿剂广泛应用于日常生活中。中国农业科学院茶叶研究所在国内已率先开展了茶氨酸改善睡眠作用的研究，并开发出产品茶氨酸片。

4γ-氨基丁酸

4.1含量 γ-氨基丁酸，简称为GABA，也称氨酪酸，是一种四碳非蛋白质所组成的天然氨基酸，具有一定的药理作用，以自由态广泛存在于植物、动物及微生物中。使用普通方法加工的茶叶γ-氨基丁酸的含量为0.002～0.206mg/g。黄亚辉等通过对茶叶加工过程中酶活性的调控，成功研制出γ-氨基丁酸茶的生产技术，研制的γ-氨基丁酸茶中γ-氨基丁酸含量可达2.10～3.16mg/g。科研人员研究了茶鲜叶真空厌氧与好气交替处理技术及优质γ-氨基丁酸绿茶和红茶的加工工艺，γ-氨基丁酸含量绿茶为2.50～6.62mg/g，红茶为2.00～4.13mg/g，研制产品无“青臭味”0引。云南大叶茶种鲜叶经处理后制成绿茶，其γ-氨基丁酸含量是标准的1.2倍以上，符合γ-氨基丁酸绿茶的标准。

4.2功效 GABA具有诸多生理功能。早期已有研究表明，富含GABA的茶叶能使血压降低。黄亚辉等将加工制成的GABA绿茶对老年人进行了临床降压实验，结果表明GABA茶比普通绿茶组的临床降压效果明显，且几乎无副作用。另有研究表明GABA对情绪波动、焦虑及压力缓解有重要作用，Wu等研究发现GABA毛叶茶具有明显的催眠效果。GABA茶还能改善和治疗糖尿病、抗癌、调节激素分泌、改善脂质代谢、抗惊厥、镇痛和改善记忆等多种药理作用。

4.3提取分离 γ-氨基丁酸的提取分离采用常规方法，即国标法（GB/T18246--2000），包括酸水解法、2.70%乙醇回流提取法、50℃下搅拌抽提法、活性炭和树脂吸附法。

4.4开发利用 γ-氨基丁酸越来越广泛地被用于医药、保健食品及农业等行业。因其在一般的茶树中含量极低，提取制备较困难，所以终端产品较少。中国农业科学院茶叶研究所已开发出具有良好保健作用的新型食品γ-氨基丁酸茶。以大叶种云抗10号为样品，建立了GABA普洱生茶加工工艺，对制成的普洱生茶内含成分进行测定表明，GABA功能成分和香气成分丰富，滋味醇正回甘，并研究探索了接种产生GABA的酵母发酵GABA普洱熟茶。

5色素

5.1含量 茶色素是从茶叶中提取的以儿茶素为主的多酚类化合物，是经氧化、聚合而生成水溶性色素混合物，含有多酚类化合物、糖类等多种组分。根据颜色，茶色素可分为茶黄素类（TFs）、茶红素类（TRs）、茶褐素类（TBs）3种。普洱茶中茶色素r11Fs、TRs和TBs含量（占干物质的质量分数）分别为0.30%、2.19%、12.02%。普洱茶中三者含量的高低与其独特的后发酵过程密切相关，其中TBs远远高于TRs和TFs。茶树新品种“紫娟”新梢中最为突出的成分是花青素，含量达29.14mg/g，是植物的主要呈色物质。研究结果表明，红紫色芽叶中花青素含量最高可达6.62mg/mL，是同等级绿色芽叶的5～8倍，紫娟茶中花青素含量是同等级红紫色芽叶的3～5倍。

5.2功效 茶色素具有较强的抗氧化能力和清除自由基功能，不仅是良好的天然药物原料，也是天然的食用色素，安全、无毒，而且具有一定的营养和药理作用。对茶色素生物活性的大量研究表明，茶色素具有明显改善成年中度高血压及预防心脑血管疾病、防癌抗癌、防紫外线照射、抗菌抗病毒等多种药理功能。其中，花青素对高血脂、高血糖有一定的疗效，能增强人体机能、改善肥胖、增进视力等特殊的保健功能。此外，研究还发现花青素和儿茶素2种成分在抗氧化活性方面有一定的协同效应。

5.3提取方法 近年来，国内外学者采用体外酶促模拟发酵法或有机合成法进行茶色素形成与制取研究，已取得一定进展。根据理化性质和组成，茶色素提取制备方法主要有溶剂浸提法和体外氧化制备法。为了充分利用我国丰富的特色茶树品种资源、提高茶叶资源利用的综合价值，对“紫娟”茶中花青素进行正交试验分析，得出“紫娟”茶中花青素最佳的醇提工艺条件为70%乙醇溶剂、回流提取30min、回流温度80℃、料液比1：10。

5.4开发利用 2007年，在第三届中国品牌影响力高峰论坛年会中，茶色素胶囊荣获“中国心脑血管用药最具影响力品牌”。杨新河茶色素胶囊不仅能防治疾病、益寿强身，且久用无毒副作用，因此可广泛用于人群的医疗保健。中国农业科学院茶叶研究所率先开发出以高活性茶黄素为主要功能成分的新型食品茶黄素片，并对产品有效成分的稳定性、毒理、功能等进行了分析和评价，结果完全符合相关标准。普洱茶茶色素的药理作用机理并不清楚，新的功效有待挖掘，应用领域需要拓展。特别是“紫娟”作为我国紫色茶树种质资源的典型代表，具有很高的开发利用价值。

6碳水化合物

6.1含量 碳水化合物就是通常所说的糖类，可分为单糖、双糖和多糖类。茶叶中的碳水化合物多为多糖类，茶叶多糖占1.0%～3.5%，并且随原料的老嫩、茶树品种、采摘季节及加工工艺的不同含量有所差异，一般老叶比嫩叶含量高。能在沸水中溶出的多糖仅占茶叶水溶物的4%～5%，因此通常认为茶是低热能低糖饮料。

6.2功效 近20年来，国内外各种多糖类药物不断进入临床，用于多种疾病治疗。目前在临床上使用的多糖类药物已有近30种，主要集中在抗肿瘤、抗感染、抗风湿、抗消化道溃疡和增进免疫功能等方面。中国和日本民间均有用粗老茶治疗糖尿病的传统，茶叶愈粗老治糖尿病的效果愈好。日本学者清水岑夫等研究发现，茶叶治疗糖尿病的主要药理成分是茶多糖。日本医药部门临床试验表明，糖尿病患者服用茶多糖3个疗程，可使體内血糖下降40%左右，其药理作用可与灵芝、人参等提取的降血糖物质相媲美。

6.3提取方法 茶多糖的提取方法主要有酸提法、碱提法、水提法、微波辅助提取法、酶提法和超声波提取法等。其中，酸提法和碱提法对提取条件要求较高，用稀酸提取时间宜短，温度不宜过高；用稀碱提取应在氮气中进行，以防止多糖降解。

6.4开发利用 将茶叶用热水提取多糖、咖啡碱、茶多酚等水溶性成分，经真空低温浓缩、复配、熬糖，成型制成茶糖果，可预防龋齿，还可以抗脱钙、口臭，预防口腔感染。利用茶多糖的抗辐射和调节人体免疫功能的特性可以开发成抗辐射饮料、口香糖以及各种保健食品。将多糖加入茶、咖啡、啤酒等食品中制成风味独特的功能食品，或者作为食品添加剂加入饮料、糕点、口服液中，这些都是目前比较有开发前景的项目。

7芳香类物质

7.1含量 茶叶中的芳香类物质亦称“挥发性香气物质”，是由性质不同、含量差异悬殊的多种物质组成的混合物，主要的香气物质约有60种。虽然芳香类物质在茶叶中的绝对含量很少，一般只占干物质质量的0.01%～0.05%，但却是决定茶叶品质的重要因子之一。基础研究表明，茶叶中的香气物质有一部分是呈游离态的芳香性挥发物，但绝大部分是以键合态的香气前体形式存在。键合态香气前体多以糖苷类为主，目前已从茶叶中鉴定出20多种糖苷类香气前体，主要是以芳樟醇及其氧化物、香叶醇、橙花醇和水杨酸甲酯等为配基的糖苷，其中芳樟醇、苯乙醇、苯甲醇等萜烯醇类化合物是具有典型花香和果香的物质。

7.2功效 茶叶芳香类物质中，萜烯类有杀菌、消炎、祛痰作用，可治疗支气管炎；酚类有杀菌、兴奋中枢神经和镇痛的作用，对皮肤还有刺激和麻醉的作用；醇类有杀菌的作用；醛类和酸类均有抑杀霉菌和细菌，以及祛痰的功能，后者还有溶解角质的作用；酯类可消炎镇痛、治疗痛风，并促进糖代谢。

7.3提取方法 现阶段，促使茶叶糖苷类键合态香气物质释放游离态香气物质的常用方法主要有酸解法或酶解法。芳香类物质的提取方法主要有减压蒸馏法、同时蒸馏一萃取法、顶空分析法、超临界萃取法、柱吸附法（SPME固相微萃取法、柱吸附-溶剂洗脱法）。茶叶中香气成分含量较低、组成复杂、易挥发、不稳定，在提取过程中容易发生氧化、聚合、缩合、基团转移等反应。因此，合理选择茶叶香气提取方法对茶叶香气的定性和定量分析十分重要。

7.4开发利用 芳香物质中具有清香和新茶香的主要成分为正已醇、异戊醇、反式青叶醇等物质，均可提取出作为饮料、糕点等食品的天然香料成分。其中有香甜玫瑰香气的香叶醇、似柠檬油及薰衣草香的芳樟醇和有特殊气味的正辛醇均具有较高的抗菌活性，可防止食品变质，这些都可以作为开发新型食品的添加剂。

8茶皂素

8.1含量 茶皂素是一类较复杂的甙类衍生物（又称茶皂甙），属于三萜皂甙中的齐墩果烷型，由配基和糖体2部分组成。茶皂素有茶叶皂素、茶籽皂素之分，种类较多，理化性质略有差异，主要分布于茶叶、茶籽、茶树根等部位。各部位含量水平相差很大，其中茶籽中含量最多。有研究表明茶果果皮、种壳和种仁的皂素含量分别为9.3%、10.0%和13.4%。大叶茶树的种子与根都含有皂苷类，但在茶树的叶中鲜有皂苷类成分的报道。Mm-akami等在大叶茶鲜叶中发现一种皂苷类化合物，命名为阿萨姆皂苷J。之后Koba-yashi等报道在大叶茶中发现3种皂苷类成分，即异茶皂苷B1-B3。

8.2功效 茶叶皂甙的生物活性是多方面的，茶皂素具有降低胆固醇、溶血、抗菌、表面活性剂等作用，还具有其他表面活性剂所没有的抗渗、消炎、镇痛、止咳、抗癌等药理功能。茶皂素有较强的表面活性和特殊的生物活性，包括乳化、分散、润滑、去污、发泡、稳泡等多种表面活性，以及鱼毒、抗渗、消炎、抑制酒精吸收、灭螺等生物活性。

8.3茶叶皂甙提取工艺 茶叶皂甙提取工艺为茶叶→粉碎→水提取→过滤→正丁醇萃取→减压浓缩（并回收正丁醇）→真空干燥→溶于97%甲醇→环乙烷萃取→甲醇层→减压浓缩（并回收甲醇）→真空干燥→溶于水→过葡聚糖凝胶柱→15%甲醇洗脱→减压浓缩（并回收甲醇）→真空干燥→茶叶皂甙。

8.4开发利用 茶叶皂甙可应用于建材、日化、农业、医药等行业。用于建材方面的石蜡乳化剂、发泡剂，可大大提高纤维板的防水能力，用于加气混凝土可以提高产品质量；用于日用化工方面的洗发剂、沐浴露、清洗剂，食品行业的啤酒发泡——稳泡剂，农业上的农药、生长激素、植物发根活化剂，均可有效提高产品的效果；用于养殖业方面的清池剂、饲料添加剂可起到杀死杂鱼类、保护幼虾、促进畜禽生长的作用。另外，还可用作抗巩膜剂、抗肿瘤剂、青霉素添加剂、狂犬菌苗稀释剂、生产药用刺囊酸等。

9小结

综上所述，与全国其他茶树资源相比，云南大叶种茶不仅内含物质丰富，而且含量相对较高，对其功能成分及提取开发利用研究已经具有较好的基础。若能组建高标准的茶叶深加工企业，使其成为科技型、高效型、创汇型的产业龙头，将进一步提升云茶产品的科技含量，促进云茶产业转型升级，这对于增加茶农经济收入、改善云茶产业结构、促进云茶产业健康发展和云南农村经济进一步发展具有十分重要的意义。