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茶多酚的生產工藝及功能應用.doc

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月31日 12:16

文檔簡介

茶多酚的生產工藝及功能應用林秀玲 P102114621 生科院2010級食品科學與工程1班指導老師：曹竑【摘要】：該文綜述了天然氧化劑茶多酚的生產工藝與抗氧化作用機理，作為一種天然抗氧化劑，茶多酚在食品工業(yè)、醫(yī)療保健、日用化學品等產品方面的應用，并展望了茶多酚的應用前景。【關鍵字】：茶多酚、天然抗氧化劑、抗氧化機理、應用茶多酚(Tea Polyphenols，TP)是從茶葉中提取的純天然多酚類物質，又叫茶單寧，茶鞣質，是茶葉中多酚類物質的總稱。具有抗氧化、抗癌、抗衰老、防輻射、防腐保鮮、抑菌除臭等多種生理活性1。近年來，茶多酚在油脂、食品、醫(yī)療、保健、日用化工和農業(yè)等方面均具有廣闊的應用前景，尤其在食品貯藏保鮮中的應用與研究已有較多文獻和專利報道，與其他添加劑一起混合使用，可以延長食品貨架期。1、 TP的生產工藝無論是綠茶、紅茶(發(fā)酵茶)、烏龍茶(半發(fā)酵茶)或者速溶茶，甚至是鮮葉茶，都可以提取茶多酚當然從成本角度考慮以碎茶葉和茶末為原料比較合適茶多酚的制備提取技術主要有溶劑萃取法、離子沉淀法和樹脂吸附法大類。此外，還有超臨界萃取法、低溫純化酶提取法和鹽吸法等1.1溶劑萃取法23溶劑法是我國較早使用的一種方法，也是目前茶多酚企業(yè)采用最多的一種方法，其原理是利用茶葉中不同化合物在不同溶劑中的溶解度差異進行分離的。溶劑法提取茶多酚一般工藝流程如下表示。某工業(yè)化生產茶多酚采用溶劑法的具體步驟為：綠茶加水浸提2次，第一次加水10倍，溫度8085度，時間為1h，第二次加水5倍，溫度8085度，時間為30min，過濾合并濾液，濃縮至相對密度1.11.2。濃縮液用乙酸乙酯萃取茶多酚2次，每次萃取時間為5-10min，收集乙酸乙酯萃取液（茶多酚），乙酸乙酯萃取液上塔用水洗脫咖啡因2次，刮板濃縮（轉水相）至相對密度1.2左右，茶多酚從有機相轉入到水相，同時回收乙酸乙酯，加水蒸發(fā)去除乙酸乙酯殘留，噴霧干燥。溶劑萃取法流程：茶葉浸提過濾濃縮脫咖啡因乙酸乙酯萃取濃縮（回收乙酸乙酯）水洗轉相噴霧干燥茶多酚成品。1.2離子沉淀法45離子沉淀法主要是用鈣鹽或鋁鹽沉淀茶多酚以達到與溶液中咖啡堿、多糖及氨基酸等分離的目的。TP的實驗室制備步驟為：稱取30og中低檔綠茶末，加入36L 100C沸水攪拌浸提30mln過濾，在TP濾液中加入l517g AICI ，用lmolL NaHC0。溶液調pH至5154，靜置10min，溶液的pH無變化，即為TP沉淀完全(亦可通過取23mL上清液，加入I滴NaHCO。溶液后無黃色渾濁現(xiàn)象，判斷TP沉淀完全)再離心分離沉淀酸溶后用等體積的乙酸乙酯萃取濃縮脫溶后經真空干燥可得約315g(提取率為105 ，純度995 )的近白色粗晶態(tài)TP1.3樹脂吸附法69樹脂吸附法事利用樹脂能發(fā)生吸附作用是特性來實現(xiàn)與其他浸提物組分之間的分離，根據(jù)所采用的樹脂類型的不同可分為吸附柱分離法、離子交換柱分離法喝凝膠分離法，其中聚酰胺喝大孔樹脂是目前較為常見的柱填充劑。該法一般工藝流程如下所示。某工業(yè)化生產茶多酚采用樹脂吸附法的具體步驟為：茶多酚浸提，在7080度浸提兩次，每次30min。濃縮液加水稀釋，調PH，使色素和咖啡堿得到預分離，過濾雜質，選用吸附樹脂盡孝吸附柱層析，控制濾液流速，水洗樹脂，用80%左右乙醇作為解吸劑解吸，回收乙醇，噴霧干燥可得茶多酚。樹脂吸附法流程：茶葉熱水浸提濃縮吸附柱吸附解脫劑洗脫茶多酚洗脫液回收干燥茶多酚。1.4超臨界CO2萃取法1011超臨界萃取是一種新型分離技術，它是利用溫度和壓力略超過或靠近臨界的介于氣體和液體之間的流體作為萃取劑，從固體或液體中萃取某種高沸點喝熱敏性成分，以達到分離和提純的目的，目前該法在實驗室制備天然產物已取得很好的效果。該法工藝流程：將干茶葉放入萃取釜，加熱至50度，夾帶劑乙醇濃度為65%，萃取時間為60min，夾帶劑的量（體積ml）:茶葉量（g）為40%；打開進氣閥，啟動高壓泵，調節(jié)壓力，靜態(tài)萃取，動態(tài)萃取同時收集萃取物，對超臨界萃取出的茶湯進行簡單的減壓濃縮，去除其中的乙醇，然后進行干燥，得到茶多酚制品。2、 TP的抗氧化機理2.1 清除活性氧自由基茶多酚中的活性酚羥基可作為供氫體，與體內自由基結合，生成穩(wěn)定的自由基中間體，從而清除活性氧自由基。茶多酚復合體及其主要兒茶素單體對活性氧和自由基的清除率可達EFK%。2.2 螯合金屬離子12茶多酚的鄰位酚羥基可螯合鈣、銅、鐵等金屬離子，減少金屬離子對氧化反應的催化作用。但是，茶多酚主要是螯合過量游離鐵，不會造成缺鐵性貧血。它螯合細胞內鈣，抑制黃嘌呤氧化酶生成，起到抗氧化作用。2.3 結合氧化酶及促進抗氧化酶13在反應體系中，茶多酚能與氧化酶蛋白結合，形成一種復合物而降低該酶對氧化作用的催化活性。如綠茶茶多酚能抑制由黃嘌呤氧化酶引起的氧化應激，維持細胞的活力和形態(tài)。茶多酚也能促進和調節(jié)機體內抗氧化酶的活性。3、 TP的應用3.1在食品工業(yè)領域的應用14163.1.1用作抗氧化劑茶多酚的抗氧化作用在于兒茶素分子結構中酚性羥基特有供氫體的活性，能與脂肪酸在自動氧化過程中產生的游離基結合，中斷脂肪酸氧化的鏈鎖反應，抑制氫過氧化物的形成，達到抗氧保鮮的目的。而且茶多酚的抗氧化性能比丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯高23倍，且有效濃度低(0.02 0.05)，其氧化物及在食品中的反應生成物經毒理測定和微核實驗表明，無毒副作用，食用安全。用于油脂貯藏。動物性油脂因其自身不含天然抗氧化劑，極易自動氧化而變質，常溫下暴露在空氣中的豬油，3d后PV值就達到了100meqkq。植物性油脂雖然含有一定的天然抗氧化劑，但在常溫下保存較長時間也會因自動氧化而酸敗。油脂發(fā)生酸敗變質是由于油脂中不飽和脂肪酸甘油脂與空氣中氧氣發(fā)生自動氧化反應。在油脂中添加茶多酚，能阻止和延緩不飽和脂肪酸的自動氧化分解，使油脂的貯藏期延長。用于肉制品加工。肉類及其制品(如火腿、肉食罐頭、腌肉)在保存期間常因脂肪的自動氧化而顏色變黃，出現(xiàn)哈喇味。在肉制品加工中，可以將各種肉制品浸泡在0.05 0.2茶多酚水溶液5l0min，或噴灑在各種肉制品表面進行干燥，直到肉表面不見液滴為止。肉制品表面的蛋白質與茶多酚形成一層不透氣的硬膜，可以起到防止肉制品酸敗，抑制細菌的生成，防止腐敗變質的效果。用于焙烤食品及乳制品。對于月餅、餅干和面包等焙烤食品以及乳制品，如奶粉、奶酪和麥乳精等，常因所含油脂的自動氧化而變質，加入茶多酚不僅可保持其原有風味，防哈變和酸敗，而且能延長保鮮期。另外，茶多酚還可使高糖食品中的“酸尾”消失，使口感甘爽。用于油炸食品。油炸食品的煎炸過程中，植物油在煎炸3h后，過氧化值超標達428 ，使煎炸的食品顏色變深、發(fā)黑。油炸方便面含油在23左右，在貯存中隨著油脂氧化酸敗作用的逐漸深化，制品的香氣、風味受到嚴重影響，品質日趨下降。由于茶多酚是一種“攜帶性”比較好的抗氧化劑，對油炸食品的抗氧化效果比較好，所以在油炸食品中加入茶多酚可使氧化酸敗現(xiàn)象延緩，提高食品的貨架壽命。用于飲料。利用茶多酚不僅可以配制各種茶飲料如茶汽水、檸檬茶、菊花茶及果味茶等，而且還能抑制豆奶，汽水、果汁等飲料中維生素A和維生素c等多種維生素的破壞，從而保護飲料中的各種營養(yǎng)成分。用于水產品。在制作干魚制品時，用含茶多酚30050OmgL的水(或海水)浸漬水產品，可以防止干魚因“油燒”而引起的變黃及脂質的氧化。同時用噴涂魚體表面以代替浸漬處理，也可獲得同樣的效果。在冷凍鮮魚時，加入茶多酚制劑，也能使魚類保鮮效果更好，使魚體外觀保持鮮度，防止魚體脂肪的氧化和“油燒”，抑制鮮魚因自身氧化而引起肉質軟化和風味降低的進度，從而保持其鮮度。加入茶多酚比傳統(tǒng)的抗壞血酸鈉效果更好。3.1.2用作保鮮劑17茶多酚有較強的抗菌和抑菌性能，據(jù)國內外有關文獻報道，茶多酚對于自然界中19類群的百種細菌均有優(yōu)異的抗菌活性，顯示抗菌的廣譜性；同時還對a淀粉酶，蔗糖酶均有良好的抑制能力，所以可以作為保鮮劑減緩采摘后的水果、蔬菜的生化活動，推遲其后熟期。另外用茶多酚所制的保鮮劑也可使各色糕點、乳酸飲料和畜牧水產品深加工等不變色腐敗。3.1.3作保色劑18茶多酚具有強還原性，可以防止天然色素如胡蘿b素、葉綠素紅花黃、胭脂紅和維生素B：等色素受光氧化作用而褪色，可作為保鮮劑保持色澤鮮艷穩(wěn)定。3.1.4 作除臭劑18在肉類、糧、油作物及其制品中有時會存在異味，如大豆制品的豆腥味，魚臭成分的三甲基胺等。加入一定量的茶多酚可有效地去除這些異味。在口香糖和糖果類食品中添加茶多酚有明顯的口臭抑制效果。漱口水中加入茶多酚可消除口臭。研究表明：兒茶素對口臭的抑制作用比SCC強；四種兒茶素去口臭的順序為：ECECGEGCEGCG；兒茶素對抑制甲硫醇的產生效果比SCC要顯著得多，1mg可完全抑制甲硫醇的產生，0.1mg也可抑制56 ；咀嚼含兒茶素的口香糖后，甲硫醇的產生明顯減少，添加量小于0.5 即可，甚至只添加0.01 就很明顯。3.2 在醫(yī)療保健中的應用19213.2.1清除活性氧自由基過量的自由基會對人體的脂質，核酸，蛋白質和糖類等生命分子造成損害，可以引發(fā)癌癥、中風、肺氣腫和白內障等多種疾病茶多酚可有效地清除人體內過剩的活性氧自由基和抑制脂質過氧化提高人體抗衰老和延緩脂褐素生成的作用。試驗表明茶多酚對超氧陰離子，過氧化氫自由基的清除率達到95 以上，其作用在一定范圍內呈顯著的量效關系，對活細胞產生的氧自由基的綜合清除效果優(yōu)于經典的天然抗氧化劑維生素E與維生素C 。3.2.2 抗腫瘤作用據(jù)國內外文獻報道，茶多酚在活體外表現(xiàn)為抗突變作用，能抑制嚙齒類動物由致癌物引發(fā)的皮膚、肺、前胃、食道、十二指腸、結腸和直腸腫瘤。目前為止，茶多酚抑制腫瘤的機理主要有以下幾種：抗氧化、清除自由基。阻斷致癌物的形成和抑制機體內的代謝轉化。抑制具有促癌作用的酶的活性。提高機體免疫力。抑制腫瘤細胞DNA的生物合成。中國的煙民比例在全世界是相當高的，抽煙的量也較大，但患肺癌的比例不算太高。這與中國抽煙者的一個習慣，即“一支煙，一杯茶”有關。在抽煙的同時喝茶，茶中的茶多酚能拮抗煙中所產生的自由基。3.2.3抗動脈粥樣硬化心血管疾病是目前威脅人類的3大疾病之一，而血液中脂質含量過高又是中老年人的一種常見病。動脈粥樣硬化(AS)的發(fā)生與血漿脂質關系密切低密度脂蛋白(LDL)可致As，而高密度脂蛋白(HDL)則起拮抗作用載脂蛋白缺乏和異?？捎绊懷倪\輸和代謝，LDL的氧化修飾可使血管內皮受損，膽固醇沉積于血管壁而發(fā)生AS 。動物試驗表明茶多酚能明顯降低血清膽固醇(TC)、LDL含量及升高HDL含量，且對TC、LDL有明顯的量效關系，高茶多酚組的動脈硬化指數(shù)顯著高于對照組。茶多酚還具有明顯降低血清和心肌組織中過氧化脂質及升高紅細胞中超氧化物歧化酶(SOD)的作用。3.2.4抗齲護齒作用茶多酚能使致齲鏈球菌活力下降，還能抑制該菌對唾液覆蓋的羥磷灰石盤的附著，強烈抑制該菌葡萄糖苷基轉移酶催化的水溶性葡聚糖合成，減少齲洞數(shù)量日本學者研究證明綠茶提取物防齲效果比氟化物好。3.2.5減肥作用喂飼含0.5 兒茶素飼料的大鼠與對照大鼠相比，體內脂肪減少5 20 。蔣瀅21等報道肥胖和高血脂患者服用綠茶、荷葉、山楂和米仁為原料制得的減肥降脂保健茶后，體重平均減輕3.98kg，腹圍縮小1.66cm，血壓降低1.630.77kPa。心電圖得到改善，血漿膽固醇、甘油三脂及血漿低密度脂蛋白均有明顯降低(P0.001)，而血漿高密度脂蛋白明顯升高(P0.001)。除以上功能外，茶多酚還具有抑制皮膚的過敏反應，抑制腎小球膜細胞的增殖，改善腎功能，防治艾滋病等功能。尤其是對艾滋病與脫氧核糖核酸所產生的化學反應有相當強的阻斷作用。且阻斷力高于目前國際上通用的治療艾滋病藥物AZT2030倍。3.3 在日用化學品中的應用1922茶多酚在日用化工業(yè)的應用也有極為廣泛的發(fā)展前景。作為防曬露添加劑，茶多酚的黃烷醇類化合物在波長200300rim處有較多的吸收峰，有“紫外線過濾器”之美稱，能減少紫外線引進的皮膚黑色素形成。作為花露水添加劑具有抗菌消炎等功能，對皮炎和蚊蟲叮咬也有一定療效。茶多酚具有維生素P的作用，可降低毛細管的通透性和脆性在唇膏中，用于預防唇的干裂和干燥感，同時改善口唇的柔軟度。茶多酚還能增強酪氨酸酶的活性，能抑制酪氨酸脫羧酶的活性可用作皮膚品的調理劑和增白劑。除此之外，國外己開發(fā)利用茶多酚作為香煙解毒劑由于茶多酚具有極強的還原性和消除自由基作用，可以使煙矸和煙霧誘變，降解有害物質，且不影響香煙口味和興奮作用。4、展望茶有其鮮明的抗衰老,保健作用,“飲茶”也已成為一種潮流。從茶葉中提取的天然產物茶多酚因其對人體有益,同時具有廣泛的藥理功能,近年來受到廣泛的關注。開發(fā)出在食品、油脂、日用化工中的作用后,人們一直致力于研究它在醫(yī)藥衛(wèi)生保健方面的新作用。21世紀是生物工程的世紀,人們不斷呼吁綠色環(huán)保,特別是在促進人體健康天然藥物領域,提出了更高的要求。茶多酚恰恰可以滿足人們的這一要求。目前日本、美國、中國等都在研究茶多酚,我國是茶葉的故鄉(xiāng),茶葉資源豐富。但技術相對滯后,大多進行粗提取和粗加工,茶多酚的精加工特別是在醫(yī)藥中的應用還處于研究開發(fā)階段。相信隨著人們對茶多酚研究的不斷深入,茶多酚將日益更好地發(fā)揮它應有的作用。尤其是老茶葉、茶葉枝條、茶樹根以及茶葉生產過程中的副產品以及下腳材料等沒有多少市場價值的為可再生綠色資源,如果進行深加工為其它高附加值產品,不僅可以得到較高的利潤,而且對于資源的成分利用也有著深遠的意義。難怪1990年美國醫(yī)學基金會主席認為，“茶多酚是21世紀對人類健康產生巨大效果的化合物?！薄窘Y束語】目前茶多酚制備工藝存在最大的兩個問題：規(guī)格和殘留。提高規(guī)格并且減少殘留是茶多酚生產行業(yè)升級所必須解決的重要問題。隨著人們對茶多酚中EGCG保健功能認識的深入，提高茶多酚中EGCG的含量，提高產品規(guī)格是茶多酚提取過程中面對的另一個問題。隨著對茶多酚的研究不斷深人，茶多酚應用領域將往縱深化和廣泛化延伸，因此，如何改進茶多酚生產工藝，提高茶多酚質量和規(guī)格將是茶葉深加工領域的一個關鍵點。參考文獻1 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