茶多酚是以茶葉(CamelliasinensisL.)為原料,經(jīng)提取而成的以兒茶素為主體的多酚類化合物食品添加劑，又名維多酚。兒茶素主要有：表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表沒食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表兒茶素(EC)、兒茶素(C)。
并非所有茶類的茶多酚含量都是一樣的。茶葉發(fā)酵程度越深，茶多酚轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)的數(shù)量就越多，茶多酚含量就會相應(yīng)減少。而綠茶未經(jīng)發(fā)酵，茶多酚含量相當豐富，有數(shù)據(jù)顯示，綠茶中茶多酚含量比同等品質(zhì)的紅茶高出144％，比同等品質(zhì)的烏龍茶高出59％左右。
除了種類，茶葉的品質(zhì)也會影響茶多酚的含量。比如制作茶葉時，茶葉越嫩，品質(zhì)就越好。因為嫩葉生長在頂端，最接近陽光，能夠充分進行光合作用，會合成較多的酚性物質(zhì)。
1 茶多酚的理化性質(zhì)
茶多酚是從茶葉中提取的一類多羥基酚類化合物的總稱,分子量在2000左右,其主要成分為兒茶素類(黃烷醇類)、黃酮類、黃酮醇類、酚酸類、縮酚酸類及聚合酚類等。茶多酚具有共同的多羥基結(jié)構(gòu),除了酚酸類外,其他幾類均含有相同的母核(2-苯基苯并吡喃前葉),母核與多羥基結(jié)合的特殊性是茶多酚抗氧化的基礎(chǔ)。
茶多酚為淡黃色至褐色略帶茶香的水溶液(或灰白色粉狀固體或結(jié)晶),茶多酚具有吸濕性,有澀味,易溶于溫水、甲醇、丙酮等,微溶于油脂,不溶于氯仿及苯等有機溶劑。耐熱性好,在160℃油脂中添加茶多酚,30miｎ后,茶多酚僅降解25%,而油脂的過氧化值(ＰＶ)幾乎不變,而未添加茶多酚的油脂的過氧化值則增大1倍。茶多酚耐酸性較好,在ｐＨ<4的環(huán)境中十分穩(wěn)定,在ｐＨ為4～7時,茶多酚在溶液中的穩(wěn)定性與外源性添加質(zhì)的ｐＨ呈反比;在ｐＨ=7.42時,磷酸鈉溶液中添加ＶＣ后,茶多酚的穩(wěn)定性可明顯增加,而添加檸檬酸鈉對增強茶多酚的穩(wěn)定性無效果;測定結(jié)果還表明,在中性和弱堿性溶液中加入ＶＣ對提高茶多酚的穩(wěn)定性特別明顯。茶多酚具有相當強的熱穩(wěn)定性,用12000Ｌｘ強度的光處理1個月,光解率為0,在100℃溫度下處理1ｈ,其活性也保持在100%。茶多酚進入人或動物消化道后,可通過小腸壁吸收進入血液循環(huán),然后與血清蛋白結(jié)合,轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的組織和器官,表現(xiàn)其生物學(xué)活性和生理功能。
2 茶多酚的安全性
用茶多酚做動物試驗在急性毒性試驗中,小鼠的ＬＤ50的置信區(qū)間為(2496±326)ｍｇ/ｋｇ,屬低毒性,且在1/20ＬＤ50的濃度內(nèi)均無蓄積毒性。在亞急性毒性試驗中,飼料中茶多酚含量為0.1%時,對小白鼠的血紅蛋白、紅細胞數(shù)、白細胞數(shù)、肝臟、胸腺、脾細胞數(shù)及器官體重均無不良影響,反而有促進作用。在一般藥理試驗中,將茶多酚注入麻醉狗的十二指腸內(nèi),給清醒的小鼠灌喂,表明治療劑量茶多酚對心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)都無不良影響。在慢性毒性試驗中,果蠅終生飼養(yǎng)和小白鼠喂養(yǎng)試驗表明,茶多酚在適宜的范圍內(nèi)添加于飼料和飲水中,對果蠅的生長發(fā)育和壽命均無影響;在精子畸形試驗中,小白鼠精子畸形率與陰性對照組比較無明顯差異,而與陽性對照組比較有著顯著性差異,因此該試驗結(jié)果為陰性。同時遺傳毒性試驗表明,Ａｍｅｓ試驗、骨髓ＰＣＥ微核試驗、骨髓細胞染色體畸變試驗和果蠅ＳＬＲＬ誘變試驗結(jié)果均為陰性。上述毒性試驗結(jié)果表明,茶多酚作為飼料添加劑是比較安全的。
3 茶多酚的生物學(xué)活性及作用機制
3.1 茶多酚的抗氧化性
茶多酚中的黃烷醇結(jié)構(gòu)內(nèi),5位和7位二羥基團和1位氧能使6位和8位碳原子產(chǎn)生強烈的親核性,同時茶多酚作為一種優(yōu)良的質(zhì)子或中子給予體,因而:
①茶多酚與金屬離子螯合,茶多酚與氧化性金屬離子,茶多酚能使之還原成還原性金屬離子,防止氧化性金屬離子與其他物質(zhì)反應(yīng)生成各種形式的自由基而危害動物體。
②茶多酚與ＤＮＡ絡(luò)合,能保護因自由基對ＤＮＡ中的堿基、核糖及氫鍵的侵害,因而避免因ＤＮＡ鏈斷裂或堿基破壞、缺失,所造成遺傳信息改變,而使生物體發(fā)生突變或產(chǎn)生的病變;以及更為嚴重的ＤＮＡ損傷因無法修復(fù),以致造成的細胞死亡,最終對動物機體的危害。
③茶多酚與蛋白質(zhì)絡(luò)合,通過茶多酚-維生素、有機酸等-生物活性酶途徑保護蛋白質(zhì)免受自由基的破壞,維持或激活酶的活性使機體的新陳代謝正常進行;其次,茶多酚通過氫鍵與蛋白質(zhì)結(jié)合并改變其構(gòu)像,甚至使其沉淀,從而使促自由基產(chǎn)生的酶的生物活性失活;再次,茶多酚通過茶多酚、ＶＣ、ＶＥ、ＶＡ等物質(zhì)調(diào)節(jié)生物活性酶的活性保護抗氧化酶如谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶、酯還原酶、谷胱甘肽-Ｓ-轉(zhuǎn)移酶等的活性抗氧化酶不被氧化劑或各種自由基所氧化,并增強其活性,從而增強抗氧化、清除自由基的能力;另外,茶多酚經(jīng)過加工處理與蛋白酶、脂肪等絡(luò)合,能顯著增強其抗氧化能力。
④茶多酚與脂類絡(luò)合,可以防止脂肪酸被氧化,尤其是不飽和脂肪酸,防止生成脂質(zhì)過氧化物,以免因脂質(zhì)過氧化物進一步分解產(chǎn)生醛類,尤其是丙二醛可與一些蛋白質(zhì)、核酸等反應(yīng),導(dǎo)致分子間的交聯(lián)聚合所生成的大分子難溶物(即脂褐素)沉積在細胞內(nèi),因而產(chǎn)生一系列疾病。
⑤茶多酚與維生素絡(luò)合,可以避免維生素被氧化而遭破壞,并且還能與還原性維生素如ＶＣ等協(xié)作加強其抗氧化作用,另外,茶多酚是維生素Ｃ的載體能促進維生素Ｃ、維生素Ｅ的吸收并提高其在肝臟、脾臟、腸道、腦部、血液等組織器官中的積累,降低其分解代謝和尿中的排泄率。茶多酚中兒茶素的結(jié)構(gòu)中具有鄰苯酚基,其抗氧化、清除自由基的能力高于一般非自由酚性或單酚羥基類抗氧化劑,也高于人工合成的抗氧化劑ＢＨＡ、ＢＨＴ等,是維生素Ｅ的18倍,維生素Ｃ的3～10倍。茶多酚的這種抗氧化、清除自由基的功能,使茶多酚具有抗因自由基引起的各種不良癥狀或疾病,如抗應(yīng)激、抗疲勞、抗衰老、抗動脈硬化、抗腫瘤、抗癌癥、防治糖尿病、白內(nèi)障以及保色、保鮮和提高畜禽產(chǎn)品質(zhì)量等。
3.2 茶多酚對細菌的作用
茶多酚作為一種廣譜、高效、低毒的抗菌藥已被許多國家的學(xué)者公認,它對于自然界中19類約100種細菌均有良好的抗菌活性,甚至對耐熱的肉毒桿菌等、引起食物中毒的腸炎孤菌屬等都有很強的抗菌性。茶多酚抗菌主要通過以下途徑:①在黃烷醇的結(jié)構(gòu)中,5位和7位二羥基團和1位氧能使6位和8位碳原子產(chǎn)生強烈的親核性,可結(jié)合菌體蛋白質(zhì)、糖類等大分子,從而特異性結(jié)合病菌;②茶多酚通過氫鍵與蛋白質(zhì)結(jié)合并改變其構(gòu)像,從而抑制菌體蛋白酶的活性,從而達到滅菌效果;③兒茶素在有氧的情況下通過自身氧化反應(yīng)產(chǎn)生具有殺菌功能的超氧陰離子和過氧化氫,直接殺死病菌,或通過激活動物大腸內(nèi)的過氧化物酶-硫氰酸鹽反應(yīng)系統(tǒng),使乳酸過氧化物酶與過氧化氫結(jié)合,然后將硫氰酸鹽氧化成氧化性中間產(chǎn)物,抑制葡萄球菌等病菌的生長繁殖;④茶多酚可以通過增強機體免疫力來抵抗病菌的入侵;⑤茶多酚通過嵌入ＤＮＡ或ＤＮＡ-ＲＮＡ雜交雙鏈中抑制ＤＮＡ復(fù)制與轉(zhuǎn)錄,或者抑制生物活性酶而抑制細菌支持物的產(chǎn)生最終達到滅菌的功效;⑥茶多酚作為質(zhì)子供體可以降低胃腸道內(nèi)ｐＨ,從而抑制包括很多革蘭氏陽性菌等對酸敏感的病原菌。茶多酚還起化學(xué)益生素的作用,對有害菌的增殖起抑制作用的同時能促進有益菌菌群的生長,對有益菌菌群的促進作用能間接地抑制病菌的菌群的增長,因而茶多酚能平衡腸道微生物生態(tài)環(huán)境,改善微生物結(jié)構(gòu)。
3.3 茶多酚抗病毒
茶多酚抗病毒主要通過三條途徑:①茶多酚中黃烷類的結(jié)構(gòu)中,5位和7位二羥基團和1位氧能使6位和8位碳原子產(chǎn)生強烈的親核性,可結(jié)合病毒及其抗體;②茶多酚刺激機體產(chǎn)生自由基,自由基破壞病毒的細胞膜的脂質(zhì)層,使病毒發(fā)生形態(tài)學(xué)的變化,直接殺死病毒;③茶多酚中兒茶素衍生物對病毒逆轉(zhuǎn)錄酶及其ＤＮＡ、ＲＮＡ聚合酶及反轉(zhuǎn)錄酶,從而在在遺傳上抑制病毒數(shù)量的增多;④茶多酚通過與病毒內(nèi)活性酶結(jié)合并抑制其活性從而抑制病毒毒素的分泌;⑤茶多酚能增強機體免疫力抑制病毒的浸染;⑥茶多酚與病毒的血細胞凝集素相結(jié)合,抑制病毒在機體細胞上吸附,因而阻斷病毒的侵染力。
3.4 茶多酚解毒茶
多酚解毒主要通過以下途徑:①茶多酚中,5位和7位二羥基團和1位氧能使6位和8位碳原子產(chǎn)生強烈的親核性,可絡(luò)合重金屬離子沉淀或還原,茶多酚還可抑制重金屬參與的膜蛋白巰基構(gòu)想變化,來消除因重金屬所造成的不良生理反應(yīng),從而具有重金屬解毒的作用;②茶多酚還可破壞一些的外源性生物酶,尤其對蛋白質(zhì)酶活性具有很強的破壞性,就是蛇毒液中的活性酶也有很強的抑制性和解毒性;③茶多酚中黃烷類的特殊結(jié)構(gòu)也能絡(luò)合細菌、病毒分泌的毒性物質(zhì)并與它發(fā)生生化反應(yīng)而使之失去毒性。④茶多酚還可以通過抑制或消除細菌、病毒來抑制或消除毒性物質(zhì)的產(chǎn)生從而達到解毒作用。
3.5 茶多酚抗過敏
茶多酚抗過敏主要通過以下途徑:①茶多酚抑制化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的過敏反映。②組胺是過敏的誘導(dǎo)因子之一,茶多酚抑制組胺的釋放。③茶多酚促進腎上腺垂體的活動而有消炎作用。④茶多酚抑制透明質(zhì)酸酶的活性,透明質(zhì)酸酶是過敏的誘導(dǎo)因子之一。
3.6 茶多酚能調(diào)節(jié)脂肪代謝起的不良影響,因而茶多酚有“紫外線過濾器”的美稱。在原子彈轟炸日本廣島后,凡有飲茶習(xí)慣的日本人存活率較高,放射性病癥狀輕。在隨后的動物實驗也證實茶葉的抗輻射作用,并且其主要的功能物質(zhì)是茶多酚。因此日本人習(xí)慣稱:“茶葉是原子時代飲料,宣傳茶葉可以把你從輻射中拯救出來”。3.8 茶多酚除臭在黃烷醇的結(jié)構(gòu)中,5位和7位二羥基團和1位氧能使6位和8位碳原子產(chǎn)生強烈的親核性,能與發(fā)臭化合物如:含硫化合物、含氮化合物、酸及醇類物質(zhì)結(jié)合直接除臭或經(jīng)過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后達到除臭效果;另外,茶多酚還能通過抗菌及抑制其分泌臭物質(zhì)來達到消臭作用。
3.9 提高免疫功能
茶多酚能促進淋巴細胞的轉(zhuǎn)化和增殖、影響細胞因子的分泌,茶多酚能抑制磷酸二酯酶活性,抑制細胞內(nèi)環(huán)腺苷酸的水解,使細胞內(nèi)ＣＡＭＰ水平提高,ＣＡＭＰ對細胞增殖有雙向調(diào)節(jié)功能,這提示茶多酚可增加淋巴細胞內(nèi)ＣＡＭＰ,促進幼齡免疫力低下的動物和免疫力缺陷動物的淋巴細胞分化、發(fā)育、成熟;茶多酚可頡頏環(huán)磷酰胺造成的免疫抑制,提高淋巴細胞刺激指數(shù)和產(chǎn)生增效劑-白介素-2(ＩＬ-2)的水平,ＩＬ-2水平提高又可以支持淋巴細胞持續(xù)增長、增多,并促進淋巴細胞產(chǎn)生淋巴細胞毒素、γ干擾素、誘導(dǎo)細胞毒素Ｔ等,從而調(diào)節(jié)機體免疫功能。茶多酚提高抗體的產(chǎn)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為明顯;同時,當人體中血清中原來的Ｉｇ含量較低時,茶多酚增效顯著,當原來含量較高時,茶多酚可維持其高水平。另外,茶多酚還具有促生長作用茶多酚具有維生素ＰＰ的作用,能顯著促進胃腸道的蠕動,進而促進食物消化;能降低胃腸道ｐＨ,因而可以激活胃蛋白酶,促進蛋白質(zhì)的消化、吸收;茶多酚具有益生素的作用,能改善胃腸道微生物環(huán)境,促進有益菌如乳酸菌、雙岐桿菌等的生長,這些有益菌可在腸內(nèi)合成維生素Ｂ族和Ｋ族以及蛋白質(zhì),增加血液中鈣、鎂的含量,改善動物對礦物質(zhì)的吸收,甚至產(chǎn)生某些未知生長因子,加強動物體營養(yǎng)代謝,促進動物生長;茶多酚作用于肌細胞的β-受體,從而激活細胞膜上ＣＡＭＰ酶的活性,使細胞中ＣＡＭＰ濃度提高,ＣＡＭＰ含量的提高可激活蛋白激酶,蛋白激酶又茶多酚調(diào)節(jié)脂肪代謝主要通過以下途徑:①茶多酚能增強激素敏感性脂肪酶的活性,該酶是脂肪分解的限速酶,脂肪組織的甘油脂在它的作用下釋放出游離脂肪酸和甘油二酯,促進脂肪酸進入線粒體氧化分解,從而促使甘油三酯水解速率加快,加速脂肪的動員;②茶多酚可抑制胰脂酶活性,從而使脂肪吸收受阻;③茶多酚具有維生素ＰＰ的作用,能促進胃腸道蠕動,從而加速了食物中脂肪排出體外;④茶多酚通過增強肝脂酶的活性,血液中的肝脂酶能水解甘油三酯并且是其限速酶;而肝細胞上的肝脂酶與細胞膜上的硫酸乙酰肝素多糖結(jié)合,在脂蛋白與肝細胞之間起橋梁作用,有利于肝細胞攝取血液中脂質(zhì);⑤茶多酚可上調(diào)肝細胞低密度脂蛋白受體的表白,有利于清除肝臟中低密度脂蛋白,有利于降低血漿中總膽固醇水平;⑥茶多酚抑制膽固醇氧化,使酸敗物質(zhì)生成量減少,抑制脂質(zhì)在血管壁上沉淀,從而改善了血液流變性和微血管功能;阻止不飽和脂肪酸氧化,從而減少血清總膽固醇含量及保持脂質(zhì)在動脈壁的進入和移出正常動態(tài)平衡。
3.7 茶多酚抗輻射
茶多酚的黃烷醇類化合物在波長200～300ｎｍ處有較多的吸收峰,因而茶多酚能吸收大量的紫外線和核輻射;另外,茶多酚清除因紫外線照射和核輻射而產(chǎn)生的自由基,能減輕或消除因紫外線照射引起的不良影響,因而茶多酚有“紫外線過濾器”的美稱。在原子彈轟炸日本廣島后,凡有飲茶習(xí)慣的日本人存活率較高,放射性病癥狀輕。在隨后的動物實驗也證實茶葉的抗輻射作用,并且其主要的功能物質(zhì)是茶多酚。因此日本人習(xí)慣稱:“茶葉是原子時代飲料,宣傳茶葉可以把你從輻射中拯救出來”。
3.8 茶多酚除臭
在黃烷醇的結(jié)構(gòu)中,5位和7位二羥基團和1位氧能使6位和8位碳原子產(chǎn)生強烈的親核性,能與發(fā)臭化合物如:含硫化合物、含氮化合物、酸及醇類物質(zhì)結(jié)合直接除臭或經(jīng)過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后達到除臭效果;另外,茶多酚還能通過抗菌及抑制其分泌臭物質(zhì)來達到消臭作用。
3.9 提高免疫功能
茶多酚能促進淋巴細胞的轉(zhuǎn)化和增殖、影響細胞因子的分泌,茶多酚能抑制磷酸二酯酶活性,抑制細胞內(nèi)環(huán)腺苷酸的水解,使細胞內(nèi)ＣＡＭＰ水平提高,ＣＡＭＰ對細胞增殖有雙向調(diào)節(jié)功能,這提示茶多酚可增加淋巴細胞內(nèi)ＣＡＭＰ,促進幼齡免疫力低下的動物和免疫力缺陷動物的淋巴細胞分化、發(fā)育、成熟;茶多酚可頡頏環(huán)磷酰胺造成的免疫抑制,提高淋巴細胞刺激指數(shù)和產(chǎn)生增效劑-白介素-2(ＩＬ-2)的水平,ＩＬ-2水平提高又可以支持淋巴細胞持續(xù)增長、增多,并促進淋巴細胞產(chǎn)生淋巴細胞毒素、γ干擾素、誘導(dǎo)細胞毒素Ｔ等,從而調(diào)節(jié)機體免疫功能。茶多酚提高抗體的產(chǎn)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為明顯;同時,當人體中血清中原來的Ｉｇ含量較低時,茶多酚增效顯著,當原來含量較高時,茶多酚可維持其高水平。另外,茶多酚還具有促生長作用茶多酚具有維生素ＰＰ的作用,能顯著促進胃腸道的蠕動,進而促進食物消化;能降低胃腸道ｐＨ,因而可以激活胃蛋白酶,促進蛋白質(zhì)的消化、吸收;茶多酚具有益生素的作用,能改善胃腸道微生物環(huán)境,促進有益菌如乳酸菌、雙岐桿菌等的生長,這些有益菌可在腸內(nèi)合成維生素Ｂ族和Ｋ族以及蛋白質(zhì),增加血液中鈣、鎂的含量,改善動物對礦物質(zhì)的吸收,甚至產(chǎn)生某些未知生長因子,加強動物體營養(yǎng)代謝,促進動物生長;茶多酚作用于肌細胞的β-受體,從而激活細胞膜上ＣＡＭＰ酶的活性,使細胞中ＣＡＭＰ濃度提高,ＣＡＭＰ含量的提高可激活蛋白激酶,蛋白激酶又可降低肌肉中組織蛋白酶的活性,加強肌肉細胞中核苷酸活性等,從而促進了蛋白質(zhì)沉積。
4 茶多酚的展望
目前我們在畜、禽產(chǎn)品生產(chǎn)上還存在著很大的不足如:肉質(zhì)粗糙;脂肪、膽固醇含量過高;畜禽產(chǎn)品耐貯藏性差;藥品殘留過高、畜禽產(chǎn)品帶病原菌微生物嚴重等一系列問題,所有的這一切都讓人們惶惶不安,而在經(jīng)歷了盛行歐美的瘋牛病、口蹄疫,給中國帶來災(zāi)難性后果的非典型性肺炎,席卷整個東南亞的禽流感后,人們更是感受到了生存的危機,對健康食品的乞盼達到空前絕后的程度。而科學(xué)家、企業(yè)家和經(jīng)營管理者為了順應(yīng)社會的進步,竭力提高食品的質(zhì)量、衛(wèi)生和安全標準,使得諸如“綠色食品”和“有機食品”等帶有科技標記的新名詞及產(chǎn)品相繼問世,并立即產(chǎn)生出顯著的社會效益和生態(tài)效益。茶多酚其特殊功能正是在人們對健康食品熱切的呼喚中而倍受重視,作為純天然綠色飼料添加劑其獨特的清除自由基、抗氧化性能,廣譜而良好的抗菌、抗病毒、解毒效果,為優(yōu)質(zhì)、安全的畜產(chǎn)品研究與開發(fā)展示了廣闊的前景。我國是世界上最大的的產(chǎn)茶葉國之一,其茶葉量大而質(zhì)優(yōu);2003年11月15—16日,中國茶葉流通協(xié)會在海南年會上透露,我國今年產(chǎn)茶量超過76萬ｔ,在加工后的副產(chǎn)品如茶灰、粗老茶等中仍有超過6%以上的茶多酚,可見其開發(fā)前景極其廣闊;而且,國內(nèi)許多廠家正在積極研發(fā)出茶多酚等等,所有這些都為茶多酚作為價廉質(zhì)優(yōu)的純天然綠色添加劑作好鋪墊。
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