茶多酚在日化产品中的应用

2021-09-10王蔚陈琳王伟伟张建勇江和源

中国茶叶 2021年1期

关键词：茶多酚

王蔚陈琳王伟伟张建勇江和源

摘要：近年来，茶多酚在洗漱用品、护肤品、纺织品等领域的应用日益广泛，茶叶深加工产品的开发与应用促进了茶产业的转型升级。文章介绍了茶多酚在日化产品中的应用、相关功效，在应用时存在的问题和解决办法，为茶叶深加工产品的开发提供参考。

关键词：茶多酚;茶日化产品;茶叶深加工

Application of Tea Polyphenols in

Daily Chemical Products

WANG Wei1，2， CHEN Lin1，2， WANG Weiwei1， ZHANG Jianyong1， JIANG Heyuan1*

1. Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Tea Plants Biology and Resources

Utilization of Agriculture Ministry/Key Laboratory of Tea Processing Engineering of Zhejiang Province， Hangzhou 310008， China;

2. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081， China

Abstract： In recent years， tea polyphenols are widely used in the fields of toiletries， skin care products， textiles andso on. The development and application of tea deep processing products promote the transformation and upgradation of tea industry. This paper introduced the application of tea polyphenols in daily chemical products， efficacy of teapolyphenols， problems and countermeasures in the application， which could provide a reference for the developmentof tea deep processing products.

Keywords：  tea polyphenols， tea daily chemical products， tea deep processing

日化產品是指日用化学品，包括洗发水、沐浴露、护肤品、洗衣粉、洗手液等。近年来，消费市场对环境保护、产品安全性和产品品质要求日益提高，绿色环保成为日化行业转型升级的主旋律。通过新型原料的研发来缓解成本压力，以纯天然植物为主要成分或选用易生物降解、无公害、无污染的材质生产日化产品成为相关研究人员努力的方向。

茶日化产品是指利用茶鲜叶、成品茶，或是茶园、茶厂的副产品、下脚料等为原料，利用相应的加工技术制成日用产品，提供给人们在日常生活中使用[1]。近20 年来，茶的综合利用方向发生明显转变，基于茶树有效物质的提取分离、功能研究及其产业化已经有较好的基础，本世纪的研究重点更多在于如何应用茶叶有效成分并将其转化为能被人们普遍接受的产品[2]。茶多酚是一类存在于茶树中的多元酚混合物，具有明显的抗辐射、抗衰老、清除过剩自由基、抑菌、抗病毒、消除异味等作用。国内外学者对茶多酚的急性毒性、亚急性毒性、亚慢性毒性、污染物致突变性检测（Ames试验）、抗突变与抗癌变试验、微核试验等毒理学内容进行了研究，结果表明，茶多酚是一种毒性很低、无副作用、安全性好的天然添加剂，符合食品添加剂的毒理学和安全性评价的要求[3]。

目前，以茶多酚为原料研制而成的日化产品有洗面奶、爽肤水、乳液、面霜、沐浴液、洗发水、牙膏、口香糖、除臭剂等。茶多酚在日化行业的生产已初具规模，国内外已有一些厂家对其进行工业化生产应用。

一、洗漱用品

洗漱用品包括牙膏、香皂、洗发水等，它们在日常生活中必不可少，主要用于个人的清洁卫生，保持身体健康，维持良好的仪容仪表。

1. 口腔用品

近年来，茶牙膏和漱口水在口腔护理领域中的应用呈稳步增长趋势，已占领了一定的市场份额，深受特定消费群体的喜爱。基于茶多酚的杀菌、消炎、除异味等功效，在常规药物牙膏或者漱口水中添加茶多酚，能有效健龈护齿、杀菌洁齿、消炎镇痛、祛除口腔异味[4]。目前已经申请专利的牙膏有绿茶牙膏、黑茶牙膏、乌龙茶牙膏等。

（1）茶多酚对口腔微生物的抑制作用

茶多酚对近百种细菌有抑制作用，其抑菌能力与浓度呈正相关[5]。茶多酚对细菌的最小抑制浓度（MIC）一般仅为每千克数百毫克，对食品中常见的几种微生物（如金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌和志贺氏痢疾杆菌等）的测试结果表明，其MIC均未超过1 000 mg/kg，对众多肠道致病菌的MIC大多为400～500 mg/kg，这表明茶多酚对细菌具有广谱抑制作用和较强的抑制能力[6]。

（2）防止龋齿产生

牙体硬组织在细菌等多因素影响下会发生缓慢的进行性破坏，从而形成龋齿。茶多酚能抑制变形链球菌、远缘链球菌等致龋菌的生长[7]。茶多酚还能抑制唾液覆盖的羟磷灰石的附着，抑制葡糖苷基转移酶催化的水溶性葡聚糖合成，减少龋洞数目[8]。此外，卟啉单胞菌、梭杆菌、放线杆菌等致病菌会引发牙周炎，茶多酚对这3种致病菌的MIC分别为1.250、0.625、2.500 mg/mL，说明茶多酚能通过抑制这些致病菌的活性来改善牙周炎症状[9]。

（3）促进牙齿再矿化

牙釉质位于牙冠表面，保护牙齿内部的牙本质和牙髓组织，一旦牙釉质受机械磨擦而破损或者被酸蚀，使牙本质小管暴露，牙齿就会很敏感，容易龋坏。因此，牙齿的再矿化能够有效减轻牙齿的敏感症状，并预防早期龋病。Yu 等[10]试验证明茶提取物能有效促进牙齿再矿化，封堵暴露牙小管，并有效抵抗牙齿日常的机械磨擦和酸蚀作用。

（4）祛除口腔异味

茶多酚是一种安全无毒的除臭剂，可除包括口臭、酒臭、烟臭、腥腐臭等多种臭味，不仅除臭时间长，而且除臭率高达90%以上[11]。有研究表明，85%～90%的口臭源自口腔。口腔异味的产生主要是由于口腔中厌氧、致臭细菌的大量繁殖[12]。茶多酚可以抑制口腔致臭菌的活性，减少致臭菌数目。茶多酚还具有较强的蛋白质沉淀能力，能减少口腔中的内源性致臭底物，并吸附、吸收、溶解臭气物质，达到除臭的目的。在生理性口臭中，最常见的是食用大蒜后引起的短暂口臭。蒜体受损时，无色无味的蒜氨酸与蒜酶接触发生一系列反应，生成具有强烈辛辣味的蒜素，随后进一步分解产生小分子含硫化合物，便产生大蒜臭味。儿茶素具有极强的亲和性和凝固性，可使大蒜素不能以游离的状态存在[4]。霍红等[4]采用茶多酚及其他原料设计出祛蒜味茶牙膏，能有效祛除口腔异味而且持续时间长，在口感、泡沫量、黏稠度、安全性等方面表现良好，有较好的推廣应用价值。

2. 洁肤用品

生活中我们每日清洁次数最多的部位就是手和脸，因此，使用具有深层清洁、抑菌消炎、补水保湿等功能的洁肤用品就显得尤为重要。

刁春华[13]研究了茶多酚的抑菌特性及较佳抑菌浓度，结果表明茶多酚质量浓度为5 mg/mL 时显示出抑菌功效，随着茶多酚浓度的提高，对大肠杆菌的抑制效果不断增强。该试验中制备的新型茶叶活性成分抑菌洗手液，泡沫稳定性高于其余2种市售洗手液。含茶抑菌洗手液对大肠杆菌有较好的抑菌性，其抑菌效力大于市售普通洗手液和市售抑菌洗手液。唐李晨[14]将8%左右的抹茶与油脂、橄榄油、活泉水等混合，制备出pH值6.0～6.5的抹茶手工肥皂，具有深层清洁、舒缓抗敏、控油祛痘、抑菌消炎、补水保湿等功能，适用于各种肌肤。蜂蜜绿茶洗面奶不仅能有效清除面部多余油脂及污物，温和清爽，还能防止过敏、补充肌肤水分、抗氧化、抗衰老，使皮肤光滑细腻、弹力净白。

3. 洗发护发用品

茶多酚对头发、头皮中的蛋白质、角蛋白等具有极强的亲和性与凝固性，常被应用于护发美发产品中[15]。绿茶洗发水和黑茶洗发水能有效解决头屑问题，长期保持头皮干爽，使秀发洁净而具有光泽，这些产品已经申请了专利。

二、护肤品

2000 年以后，含茶护肤品呈井喷式出现，成为市场的重要类别[8]。茶多酚的抗氧化功能，可为皮肤提供光保护、保湿、减少黑色素生成等功效，都与目前市场上护肤品主打的卖点相契合。一些国内外知名品牌产品，如水芝澳绿茶抗氧化面霜、伊丽莎白·雅顿绿茶蜂蜜身体乳、悦诗风吟绿茶精萃平衡水乳套装、资生堂绿茶男士须后水等，都含有茶多酚。

1. 日常护肤品

对护肤品而言，补水保湿是基础要求，抗氧化、美白淡斑、抗过敏、消炎等是加分项。随着大气层中臭氧层的破坏，人们每天接触到的紫外辐射更强。而电脑、手机等电子产品的流行，让人们接触到越来越多的蓝光。加上熬夜刷屏、通宵加班等不规律的生活作息，使得肌肤自我修护力下降，进而产生各种各样的皮肤问题。因此，消费者，尤其是女性群体，对高保湿、淡纹、淡斑的护肤品需求越来越强烈。

近年来，不少研究证明茶多酚具有较强的抗氧化、保湿、美白、防辐射等功效，因此充分利用茶梗、茶末中的茶多酚，将其提取物添加到护肤品中，无疑具有广阔的应用前景。事实上，已有不少国内外护肤品将茶多酚添加到产品中。

茶多酚是一种天然抗氧化剂，其抗氧化活性强于维生素E和维生素C等[16]。首先，茶多酚可以直接抑制或清除自由基。茶多酚的化学结构中具有连（邻）苯酚基，苯环上的π电子与氧原子中尚不成对的电子发生共轭效应后，含酚基的茶多酚具有了活泼的羟基氢，能够直接和自由基结合，生成稳定性较高的含邻苯二酚结构的自由基，减少活性氧对机体的损害[17]。其次，茶多酚能够调节抗氧化防御系统，抑制氧化酶系，抑制肿瘤细胞中NADPH-细胞色素还原酶及细胞色素P450活化系统的活性，茶多酚对这些氧化酶的抑制作用可预防病理条件下自由基的暴发性发生[18]。此外，茶多酚可以保护体内的抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、谷胱甘肽过氧化酶等）并激活其活性[18]。例如，茶多酚能增加超氧化物歧化酶（SOD）的活性，从而抑制细胞膜中脂质过氧化，降低丙二醛（MDA）含量[19]。自由基脂质过氧化产物MDA可以交联胶原蛋白，形成水不溶性大分子，使皮肤出现皱纹、变硬、失去弹性[20]。因此茶多酚便具有防皱，维持皮肤弹性的作用。再次，茶多酚能够络合铜、铁、钙等10多种金属离子。茶多酚对铜的弱络合性，可保证在一定浓度范围，不影响以铜离子为中心的SOD活性，因此，茶多酚既能抗氧化又能保护SOD活性，间接地提高抗氧化能力[18]。茶多酚可以络合过量的游离铁而减轻自由基损伤[21]，还可与细胞内钙离子发生络合作用，抑制黄嘌呤氧化酶的生成，从而起到抗氧化作用[22]。

茶多酚具有较强的保湿功效。保水是维持皮肤健康的重要途径，缺水会导致皮肤干燥，甚至形成皱纹。茶多酚含有大量的羟基，是一种良好的保湿剂。此外，透明质酸是一种常用的保湿剂，皮肤中的透明质酸酶会降解透明质酸，使皮肤硬化而形成皱纹。

茶多酚可以抑制透明质酸酶的活性从而起到保湿的功效[2]。有研究证明，含有茶多酚的唇膏可以预防嘴唇的干燥、干裂，改善嘴唇的柔软度、油滑度[23]。此外，左小博等[24]以抹茶复合其他成分配制得到的抹茶凝胶面膜，分散性好，加水搅拌后呈绿色糊状，抹茶香味明显，感官品质较好。

2. 功能护肤品

一些护肤品具有防晒、美白、祛痘、去死皮等特殊功效，比如防晒霜、淡斑精华、祛痘膏、角质磨砂膏等。

角朊细胞是表皮的主要组成细胞，0.1～1.0 g/L 的茶多酚可以促进皮肤角朊细胞有丝分裂和生长，减少细胞凋亡发生[2]。符移才等[25]研究表明茶多酚可以较明显地抑制长波紫外线（UVA）引起的角朊细胞膜通透性增强、胞浆酶LDH释放增加、MDA水平升高以及谷胱甘肽过氧化酶水平降低，茶多酚可提高经UVA照射的细胞的存活率，促进该细胞增殖。

茶多酚能够吸收200～330 nm的紫外线，从而减少日光紫外线辐射对皮肤造成的伤害，同时茶多酚能够清除紫外线诱导的自由基，从而保护黑色素细胞的正常功能，抑制黑色素的形成。茶多酚还能抑制脂质氧化，减轻色素沉着。舒庆龄等[26]在试验中发现，加入茶多酚的防晒霜防晒作用更强。在防晒霜中加入茶多酚，可以削弱紫外线对皮肤的辐射伤害，修复损伤的肌肤细胞，降低患皮肤癌的风险，减轻过敏性反应，增加抗氧化酶的活性，抑制体内酪氨酸酶和过氧化酶活性[27]。罗晓明等[28]试验表明，3%茶多酚添加物可改善皮肤色素沉着，对黄褐斑的抑制率达40%，且可以有效改善化妆品的使用性能。曾满红等[29]用紫外线模拟日光照射建立小鼠皮肤光老化模型，给小鼠以茶多酚灌胃及外涂治疗，结束后测定其皮肤中MDA含量、SOD活性、皮肤中成纤维细胞数目和羟脯氨酸含量，结果显示，茶多酚可明显提高光老化小鼠皮肤中SOD活性以及成纤维细胞数目和羟脯氨酸含量，并使皮肤MDA含量降低。以上结果证明，茶多酚具有延缓皮肤光老化作用。

3. 其他化妆品

茶叶色素色彩艳丽，着色效果好，稳定性极佳[30]。茶多酚中的茶黄素、茶红素、茶褐素，不仅是天然食品着色剂，还具有消炎解毒、降脂降压等药理作用，可作为功效型化妆品原料在口红、腮红、眼影中使用。此外，茶多酚具有的补水保湿、美白、抗氧化等功效，可以作为化妆品中的调理剂和增白剂，添加到粉底及遮瑕、修容等产品中。

三、纺织品

1. 染料

通过茶渣修饰磁性纳米四氧化三铁（Fe3O4MNPs）形成的Fe3O4-茶复合物和茶多酚修饰Fe3O4MNPs形成的Fe3O4@GTP NPs，不但使纳米粒子之间的团聚效果大大减弱，还使结合之后的物质更加均匀稳定，达到更好的吸附效果。

亚甲基蓝是一种染料，Fe3O4-茶复合物、Fe3O4@ GTP NPs可以与亚甲基蓝紧密结合，从而不易被洗脱。

虽然Fe3O4-茶复合物、Fe3O4@ GTP NPs的重复利用效率有限，但说明两种吸附材料作为吸附剂，与亚甲基蓝的结合较为稳定，不容易造成二次污染。

2. 抗菌纤维

茶纤维呈现天然米棕色，有淡淡茶香，对皮肤无刺激，可起到抑菌抗氧化等作用[31]。茶叶纤维织物因其生产中结合了茶叶内的活性物质而获得了抗菌除臭、改善人体微循环等功能，且不含任何化学性有害物质[32-33]。

3. 纺织品后整理

服装用纺织品后整理主要包括抗紫外线整理、抗皱整理、拒水拒油污整理、阻燃整理、抗静电整理、抗起毛起球整理等。

涤纶在家纺面料、汽车内饰和防护服领域应用广泛，但是很容易被脂肪性油污沾染，从而滋生细菌，诱发各种皮肤疾病。此外，织物上的人体分泌物、污物在细菌的作用下会释放出不愉悦的臭味，影响服装穿着舒适感。基于此，研发抗菌、消臭织物整理材料能避免纺织品产生细菌，提高其舒适性[34-35]。茶多酚具有抗菌和消臭功能，将茶多酚应用于纺织品整理中，可以生产出具有抗菌、消臭、紫外防护等性能的织物，配合媒染剂使用不仅可提高得色量，而且功能整理效果比纯茶多酚处理更为优异[36-38]。李慧玲等[36]研究表明经Cu（Ⅱ）对茶多酚络合改性，可以提高茶多酚对氨气和硫化氢气体的消除率，提高茶多酚对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率，从而改善茶多酚的抗菌、消臭性能。戴悦等[39]研究发现茶多酚溶液为碱性时，整理后织物的抑菌和消臭率较高。对茶多酚整理后的织物进行CuSO4后媒处理，织物的抑菌率和消臭率均大幅提升，可以赋予织物良好的抗菌消臭性能，且具有较好的耐水洗性。

4. 衣服与鞋袜

除了抑制口腔细菌，茶多酚对皮肤病真菌也有较强的抑制作用。在棉织物（内衣、鞋子、袜子等）中添加茶多酚类化合物可以杀灭其中的皮肤病真菌，同时消除异味[2]。如在添加茶多酚的袜子中，白色念珠菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等各类微生物的检出量均小于10，且水洗10次后抑菌率仍高达99.99%，具有较强的抗菌效果[40]。

四、居家用品

1. 空气清新剂

干燥后的茶叶疏松多孔，具有很强的物理吸附作用，可以用来清除异味和有害气体。汪兴平等[41]用气相色谱法研究儿茶素消除三甲胺、硫化氢、吲哚气味的机理，试验结果显示，消臭效果的强弱为：L-EGCG >L-EGC > L-ECG > L-EC，随着时间的延长消臭率逐渐升高，消臭后儿茶素吸光值降低，纸上层析出现新斑点，认为儿茶素具有化学消臭作用，没食子酰基可能增強消臭能力。利用茶叶废料生产的吸附材料具有较高的堆积密度，单位体积下的吸附容量大，可以长时间吸附毒害气体及异味，吸附效果好[11]。王艳丽等[42]研究了不同季节的崂山茶叶制成的茶枕在密闭空间内对甲醛的吸附性能，结果表明崂山茶枕能有效地吸附甲醛。随着温度的升高，茶枕的吸附能力逐渐上升，达到最高点后有下降的趋势。18～42 ℃吸附率为91 %～98 %，最佳吸附温度段为32～37 ℃。不同季节的鲜叶制成的茶枕，其吸附效果也有差异。相对于春茶枕，秋茶枕由于叶间更为疏松，因此具有更好的吸附效果。将茶多酚过滤网应用于汽车和空调，可以帮助吸收异味及污染物。此外，含茶口罩可过滤空气杂质，减轻雾霾对人体和动物呼吸道的伤害[2]。

2. 床上用品

聚氨酯泡沫材料具有较好的抗震、缓冲性能，适用于制作坐垫、床垫等。聚氨酯还具有良好的吸音、隔热性，广泛用于汽车内的装饰材料以及空调、冰箱、吸尘器、寝具、地毯等与人们工作和生活密切相关的环境、电器和家具中。研发具有抗菌、除臭等保健功能的聚氨酯泡沫塑料正成为一个热点。在聚氨酯泡沫中加入儿茶素作为抗菌、除臭的添加剂是可行的。将茶多酚加入聚氨酯泡沫，由于儿茶素可以参与化学反应，可使抗菌、除臭的效用时间延长。经水或稀醋酸洗涤后，含茶聚氨酯泡沫的抗菌、除臭能力可以恢复。

新陈代谢旺盛，头部出汗较多的人在睡觉时容易把枕头弄湿，导致枕头容易沾染灰尘、滋生细菌，严重时可能会诱发支气管哮喘症或者感染皮肤病，利用茶叶的强吸附性、抑菌性制成的茶枕可以较好地解决这个问题[43]。

3. 卫生用品

目前使用茶多酚研制的卫生用品主要有茶纸、普洱茶纸尿裤等。市面上推出的各种茶纸巾销量较高，不仅清香宜人，且具有除臭、抑菌等功效，获得了许多消费者的认可。纸尿裤中增设填充了普洱茶消毒杀菌层，保障成品纸尿裤在后期的使用过程中具有消毒杀菌的效果，可以优化宝宝的止尿环境。

五、厨卫用品

洗涤剂作为厨房常备物品，除了要安全、健康、易清洗，还要有较强的去污、除异味能力。茶多酚是天然消臭剂，能有效吸附及消除大豆制品的豆腥味、海鲜的鱼腥味以及肉类制品的甲硫醇等多种食物异味。

鱼死后，存在于鱼皮黏液及血液内的δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛、哌啶类化合物以及氧化三甲胺，在微生物和酶的作用下降解生成二甲胺和三甲胺等，这些物质是构成腥味的主要成分[44]。儿茶素中苯环上的羟基，能与二甲胺、三甲胺结合，消除或减弱鱼腥味[45]。蒋丽莉等[46]研究表明，随着茶多酚添加量的增加，洗涤剂除腥效果大体呈现出线性增强;当洗涤剂中茶多酚含量达到0.34%时除腥效果达到最佳，之后随茶多酚含量增加，其除腥效果基本不再改变。按0.34%比例添加茶多酚的洗涤剂，在洗涤过程中，浸泡在40 ℃以下，除腥效果均较好，在30 ℃左右除腥效果最佳。温度超过40 ℃后，除腥效果下降。在一定时间内，含茶多酚的洗涤剂其洗涤和除腥效果比较稳定，并不会随时间的延长而下降。

六、总结与展望

随着人们生活水平的日益提高和快捷、营养、健康消费理念的倡导，为含茶多酚的功能性日化产品的研发和产业化发展创造了难得的机遇，茶多酚在日化领域的应用越来越普遍，多款洗漱用品、护肤品、厨卫用品等产品中都可以见到茶多酚原料。茶多酚的功效是人们选择含茶多酚日化产品的主要因素。

茶多酚应用于日化产品中，能显著提高茶农和茶企的经济效益，减少茶叶资源浪费，促进茶叶深加工的转型升级，推动产业发展，是一个具有重要意义和光明前景的发展方向。基于此，有必要以人们的需求为导向，跨学科、跨领域，开展节能、高效、绿色提制装备和技术的协同攻关，增加并深入茶多酚在日化领域的功效及机理方面的研究，提高茶多酚在产品中的稳定性，充分发挥茶多酚等资源的优势与潜力，提高茶产业附加值。

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