茶副产物的综合开发利用研究进展

陈晓维，余元善*，邹波，胡腾根，方广平，黄通余

1. 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业农村部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室（广州 510610）；2. 东源县仙湖山农业发展有限公司（河源 517583）；3. 河源市吉龙翔生物科技有限公司（河源 517149）

茶叶属于天然健康的饮品，在中国具有悠久的饮茶历史，饮茶被认为有助于健康。我国作为世界产茶大国，茶叶产量是世界第一，截至2019年已出口至128个国家和地区，茶叶总产量也呈现稳步增长态势[1]。随着食品加工技术的不断进步，茶鲜叶被加工成各种液态茶饮料、高品质茶叶等进入市场，但随之每年产生成千上万吨的低档茶、茶下脚料、茶末、茶梗等茶副产物被填埋和丢弃，这是一种资源上的浪费，更会对环境造成一定的污染。合理利用茶副产物，不仅能获得经济效益，还能够推动茶叶工业的资源循环发展[2]。

茶叶深加工主要是指以茶叶生产过程中的茶鲜叶、茶叶、茶叶籽、修剪叶，以及由其加工而来的半成品、成品或副产品为原料，通过集成应用生物化学工程、分离纯化工程、食品工程、制剂工程等领域的先进技术及加工工艺，实现茶叶有效成分或功能组分的分离制备，并将其应用到人类健康、动物保健、植物保护、日用化工等领域的过程[3]。文章主要综述综合开发利用低档茶、茶末、茶梗等茶副产物，经过精深加工后应用于食品、饮料、饲料、日用化工等多个领域的研究进展，旨在为进一步开发茶副产物的高价值利用提供一定科学参考。

1 在饮料中的利用

随着我国经济的发展及生活水平逐步提高，人们对低档茶的需求随之减少，我国低档茶占茶叶总产量的20%左右，大部分积压库存，难以销售，最后被丢弃。低档茶深加工是有效解决低档茶出路、提升茶叶附加值、拓展茶叶应用领域的重要途径[4]。利用低档茶进行深加工，研究开发利用的产品主要如下。

1.1 速溶茶

根据生产原料的不同，可将速溶茶分为速溶红茶、速溶绿茶、速溶乌龙茶、速溶白茶、速溶花茶、速溶黑茶、速溶调配茶等。速溶茶可速溶于水，不留余渣，能基本保持茶叶原有的色、香、味等品质，并且兼具卫生、方便等特点，深受国内外消费的青眯[5]。近年来，人们更加注重饮食的安全性和保健性，传统的速溶茶提取工艺主要采用单罐、多罐浸提法、热水浸提和逆流浸提，提取效率较低且天然活性成分流失较多，限制了其在药品、保健品、化妆品等领域的应用，速溶茶产业发展面临机遇与挑战，“功能性”是其进一步发展趋势[6]。速溶茶的新型提取技术主要有微波辅助浸提、超声波辅助浸提、酶法辅助浸提，已经取得初步进展。农绍庄等[7]研究发现用微波萃取生产速溶茶可有效地保护茶浸提液中有益功能成分，且提取时间短、得率高；Xia等[8]研究超声波浸提对茶汤功能成分和感官品质的影响，结果表明茶多酚、氨基酸、咖啡碱等主要功能成分及芳香物质的浸出量明显高于常规浸提，而且能够抑制蛋白质和果胶物质的浸出；王家健等[9]以绿茶为原料，通过酶法辅助浸提技术，研究纤维素酶和果胶酶双酶组合对速溶绿茶提取率及品质的影响，结果表明，酶法提取速溶茶中游离氨基酸、咖啡碱和茶多酚提取率均高于沸水浸提，与日常泡茶相近。

1.2 液体茶饮料

液体茶饮料是指用水浸泡茶叶（茶粉），经一系列工艺制成的茶汤或在茶汤中加入水、糖液、酸味剂、食用香精、果汁、乳制品或植（谷）物抽提液等调配加工而成的饮品[10]。依据生产原料，可将液体茶饮料分为纯茶饮料、果汁茶饮料、碳酸茶饮料、奶茶饮料、复合茶饮料等。液体茶饮料具有茶叶的独特风味，含有一定量的茶多酚等功能成分，受到广大消费者的欢迎，据相关数据显示，茶饮料已成为我国第三大饮料类，仅次于碳酸饮料和纯净水，市场规模占饮料整体规模的近20%[11]。但液体茶饮料中含有大量的糖液、食品添加剂，同时茶饮料种类单一，限制了茶饮料的进一步发展，在未来中国茶叶饮品市场上，方便、快捷、无糖、天然、健康成为茶饮料的必然趋势。

2 在食品中的利用

2.1 茶餐类食品

茶餐类食品是指以茶为原料，搭配其他食材或添加剂，通过加工、烹饪的方式制成的主食或菜肴[12]。茶主食是以常见传统主食为基础，辅以不同方式增加茶成分，如茶粥、茶面条、茶饺子等。茶叶与烹饪结合，能够起到解腻去腥、调味增香的作用。此外，茶叶中含有咖啡碱、氨基酸、维生素、茶多酚等功能成分，通过添加各类茶叶及其制品制成的茶肴，可增加食欲，对某些疾病有一定的疗效[13]。由此开发出来的茶餐类食品种类众多，如龙井虾仁、樟茶鸭、茶叶蛋、茶豆腐、绿茶沙拉、茶汁鱼片等。

2.2 休闲茶食品

休闲茶食品是指在膨化食品、坚果、蜜饯、肉制品等休闲食品中添加茶叶成分的食品。休闲茶食品带有茶香，且具有茶独特清新的风味，与同类型的传统产品相比，在口感、滋味、感官品质上更胜一筹。伴随着经济发展、消费观念升级以及“健康中国”发展战略的提出与实施，营养与健康成为消费市场的新关键词，休闲食品的健康营养化是其发展的必然趋势。茶叶中的营养素和功能成分具有降血脂、降血压、缓解疲劳等保健功效，配料中添加茶叶成分的休闲食品满足消费者追求营养健康的需求[12]。如红、绿茶末制成茶粉作为食品添加剂，制作风味独特的茶末面包、茶末巧克力、茶末烤红薯、绿茶口香糖等色香味俱全的茶末休闲食品。

2.3 功能性茶食品及功能性成分

功能性食品又称保健品，是一类具有调节机体功能，但不以治疗为目的的食品。常见的功能性食品主要形式有保健茶及茶提取物胶囊、含片。保健茶一般在普通茶饮品的基础上进行营养强化，提高营养素或功能性物质的含量，从而达到保健功能。利用茶叶生产中的茶下脚料、茶末、茶梗及积压的低档茶，提取茶叶中的功能性成分，如茶多酚、咖啡碱、茶氨酸、茶多糖、茶色素等，提取的功能性成分进行浓缩后，可被单独制成方便食用的胶囊或含片，也可作为成分之一被应用于各类保健品中。

2.3.1 茶多酚

茶叶副产物中含有15%～20%的茶多酚，茶多酚又名茶鞣质、茶单宁，是茶叶中多酚类物质的总称，具有抗氧化、抗辐射、降胆固醇、抗肥胖、抑菌消炎、防止心血管疾病、防癌抗癌等多种功能。现有的茶多酚提取方法主要分为化学提取法、物理提取法、生物工程提取法和协同提取法四类。其中，化学提取法又分为溶剂萃取法、金属离子沉淀法，物理提取法主要包括膜分离法、超临界流体萃取法、树脂吸附分离法、超声波辅助浸提法、微波辅助提取法和色谱法。Lee等[14]研究发现，茶多酚制剂能提高茶多酚在人体内的生物利用度。陈继英[15]研制出能在体外持续释放12 h的茶多酚缓释片，并对影响因素进行探索，指出高湿度对缓释片的外观和释放度有明显影响。威海科力斯生物工程有限公司生产的茶多酚软胶囊，采用先进技术增加茶多酚的稳定性，深受高血压、高血脂、高血糖、高胆固醇、糖尿病患者的喜爱[16]。

2.3.2 咖啡碱

咖啡碱是刺激中枢神经系统的重要药物，也是一种利尿剂，具有兴奋中枢神经系统、助消化、利尿、醒酒、促进血液循环、增强心血管壁弹性、松弛平滑肌、强心、解热镇痛等作用[17]。20%～25%咖啡碱被用于工业，其余大部分用于医药和食品，由于合成咖啡碱的毒副作用，给天然咖啡碱的开发利用带来无限商机。茶叶中的生物碱以咖啡碱为主，一般含量为2%～5%，在茶副产物中含量为2.4%～2.8%，是天然咖啡碱的主要原料来源。咖啡碱的提取方法主要有溶剂法、升华法、吸附法、微波辅助萃取法、超临界二氧化碳萃取法、高压电厂法和生物酶提取法。咖啡碱可显著改善食品、饮料的口感，同时提高人的精神活力，作为一种天然的添加剂，被应用于食品、饮料的生产中[18]。从茶副产物中提取的咖啡碱在医药上多用作兴奋剂、强心剂、利尿剂和麻醉剂，也被广泛用于临床上的镇痛、止血领域。

2.3.3 茶多糖

茶多糖是茶叶中一类非常重要的生物活性大分子，主要以糖缀合物的形式存在，即与各种不同的单糖聚合后，又与蛋白质、糖醛酸等结合形成的复合物质[19]。茶多糖具有降血糖、降血脂、防治糖尿病、抗血凝、抗血栓、免疫调节、减肥、调节肠道菌群等作用，研究者努力探索茶多糖的提取方法，已取得很大进展，提取茶多糖的方法有水提醇沉法、酸碱提取法、酶解法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法和超临界流体萃取法。从茶叶籽粕、粗老绿茶等茶副产物中提取出茶多糖，制成的茶多糖含片、茶多糖泡腾片、复方硒茶多糖、茶多糖胶囊等初级茶多糖保健产品进入市场，拓宽茶多糖的医疗、保健方面的应用，减少茶副产物的浪费，提高我国茶副产物的综合利用技术。

2.3.4 茶氨酸

茶氨酸是茶叶中特有的一种非蛋白游离氨基酸，是茶叶含量最多的游离氨基酸，一般占茶叶干重的1%～5%，是构成茶叶自然品质的主要成分。茶氨酸具有显著提高机体免疫力、抵御病毒侵袭、抗焦虑、抗抑郁、镇静等作用，又被称为21世纪“新天然镇静剂”，此外茶氨酸还具有增强记忆力、延缓衰老、改善女性经前综合症、增强肝脏排毒功能、抗癌、抗疲劳等功能[20]。国际茶叶市场上，我国是出口大国，在目前低档茶滞销、茶副产物积压丢弃的情况下进行茶氨酸的提取和应用研究，将有助于改善我国茶叶资源的综合利用，缓解环境的压力。因此可利用低档茶、茶末、茶梗等茶副产物提取茶氨酸，将提取制备具有功能特性的茶氨酸综合开发缓解疲劳保健品、增强免疫保健品、改善睡眠保健品、治疗抑郁症药、有效改善儿童多动症保健品、更年期综合征及用于预防和治疗阿尔茨海默病等[21]，拓宽茶氨酸在功能食品领域的应用。

2.3.5 茶色素

茶色素一般是指以儿茶素为主的多酚类化合物经氧化、缩合而生成的水溶性色素的混合物，主要包括茶黄素类、茶红素类和茶褐素类。茶色素是一种天然的着色剂，目前已广泛应用于面包、蛋糕、饼干、果冻、果酱、口香糖、饮料等产品中。茶色素还具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、调节血糖血脂等保健功能，从低档茶和茶副产物中提炼天然茶色素作为制药原料，已被用于癌症、心血管病、糖尿病、龋齿、消化系统疾病的预防和治疗。如江西绿色集团生产的茶色素胶囊投放市场，是一种较好的抗心脑血管疾病药物[22]。

3 在日化中的利用

茶叶除了广泛应用于饮料、食品、保健品、医药外，还应用于日用品。茶日化产品是指利用茶鲜叶、成品茶，或是茶园、茶厂的副产物、下脚料为原料，利用相应的加工技术制成日用产品并运用在生活中。茶日化产品按照用途划分为洗漱用品、家居用品、厨卫用品、装饰用品、化妆用品等。

在洗漱用品方面，茶多酚可以使蛋白质变性且具有很强的吸附能力，具有抗菌消炎和除臭功能。将从低档茶、茶末、茶梗等茶副产物中提取的茶多酚作为一种添加剂应用到牙膏产品中，具有防龋齿作用。霍红等[23]报道在牙膏中添加茶多酚能够有效祛除口腔中的蒜味等异味，且在口感、泡沫量、安全性等方面表现良好。

在家庭生活中，茶叶被加工成床上用品，比如将茶梗、茶末等茶叶副产品作为枕芯制成茶枕，枕芯茶叶散发出清新的香味，能够调节中枢神经，改善睡眠质量，受到广大消费者的喜爱。王艳丽等[24]利用茶叶的可吸附异味特性开发出的茶枕对甲醛具有良好的吸附作用，并且能够净化室内空气。茶籽是茶叶的一种主要茶副产物，从茶籽中提取茶皂素是一种性能良好的天然表面活性剂。卢向阳等[25]在洗涤剂配方中加入茶皂素，并与市售洗涤剂进行对比，结果发现复配型茶皂素洗涤剂泡沫稳定性较好，去污能力强，具有良好的洗涤效果。

此外，茶副产物还应用于化妆品领域，主要是利用低档茶、茶末、茶梗、茶下脚料等提取的茶多酚、茶皂素、茶叶籽油等活性成分，添加在人们日常使用的洗面奶、防晒霜、护肤品等中[26-29]。

4 在畜牧业中的利用

我国茶叶资源丰富，茶叶生产与消费量均居世界第一，随之产生的茶副产物量也巨大，每年都有数十万吨的茶副产物产生。茶副产物不仅来源广泛，价格低廉，且与茶叶营养成分相差无几。所以低档茶在畜牧业中应用具有很大的市场潜力，如王志耕等[30]用市场购买的低档绿茶经沸水冲泡后的茶汤饲喂14日龄的肉仔鸡，结果表明，饮用茶汤组肉仔鸡胸肉的滴水损失率减少37%，肉仔鸡腹脂的碘价和酸度值分别低于对照组8.7%和20.5%。低档茶制成的饲料不仅可以改善畜禽产品品质，还能增强畜禽抵抗疾病的能力、提高畜禽生产性能、减少畜禽粪便对环境的污染。

除了将低档茶应用于动物饲料中，还可利用茶末、茶梗、茶下脚料等茶副产物提取的活性成分，如茶多酚、茶多糖、茶皂素等作为添加剂添加到饲料中，其中关于茶多酚应用于动物饲料中的研究最多、最深入，茶多糖、茶皂素的研究报道相对较少。将茶多酚添加到畜禽饲料中不仅能够提高和改善畜禽的生长性能，还能促进畜禽肠道健康、改善肉类品质。如：李明元等[31]研究表明：添加0.1%茶多酚复合添加剂在猪饲料中可以显著提高猪的日增重；刘宝德等[32]在生蛋鸡日粮中添加不同浓度的茶多酚，结果表明，茶多酚能提高生蛋鸡生产性能和鸡蛋品质，尤其在生蛋鸡日粮中添加600 mg/kg茶多酚后，产蛋率显著提高（P＜0.05），料蛋比降低（P＜0.05）。

将提取的茶副产物中的活性成分如茶多酚、茶多糖等作为畜禽饲料添加剂的应用潜力巨大，是对茶副产品资源的充分综合利用。茶副产品作为绿色添加剂用于动物生产上，无残留、无毒副作用，符合大众的消费心理和环保意识，但对于不同畜禽其最佳使用剂量有待研究。可以肯定，随着各项研究的深入，茶副产物在畜牧饲料中的应用前景将会十分广阔。

5 结语与展望

茶副产物的综合利用一直是茶产业关注的重要研究方向。茶副产物的应用主要有天然产物如茶多酚、咖啡碱、茶多糖、茶色素等活性成分的提取和速溶茶的提取，每年用于提取的原料有数万吨。其次，茶副产物还用于饮用和袋泡茶产品的开发。此外，通过利用茶下脚料、茶末和茶梗等茶副产物提取茶多酚、茶皂素等天然活性成分还能应用于洗面奶、手工皂和防晒霜等日化产品上。动物饲料、吸附剂、菌类的培养基、临床医药等方面还处于研究阶段，相应的产品较少，应用前景好。

综上所述，我国对茶加工下脚料的开发利用还停留在相对浅显的层面，主要应用于天然产物提取、速溶茶提取和袋泡茶等行业。而茶加工过程中产生的下脚料有很大的研究价值与意义，例如在临床和医药行业的应用，因而利用低档茶、茶末、茶梗等茶副产物开发的产品成本不高，且茶叶茶副产品中含有和茶叶相似的化学组成，能有效降低产品的生产成本，既有益于人类健康，又能充分利用茶叶资源，还能保护环境。相信随着生物与科学技术的发展，茶副产物将能够被充分地开发与利用。