Contents ...
udn網路城邦
茶葉中的化學成分~多元酚類物質
2014/05/08 21:57
瀏覽13,507
迴響0
推薦0
引用1

1、茶多酚(Tea polyphenol):

茶多酚是茶葉中三十多種多元酚類物質Polyphenols的總稱,茶多酚又稱茶鞣,因其大部分能溶於水,所以又稱為水溶性鞣質。包括兒茶素、類黃酮類、花青素…等組成。

類黃酮類是普遍分佈於植物中的一類植物二級代謝物。根據其分子結構及雜環吡喃環的構象可將其分為6類:黃酮、黃烷酮、異黃酮、黃酮醇、黃烷醇和花色素苷。茶中的類黃酮類主要是黃烷醇和黃酮醇。

茶多酚的含量占乾物質總量的2035%。而在茶多酚總量中兒茶素類既黃烷醇類占多酚類化合物7080%之間,它是決定茶葉色、香、味的重要成分,它亦是形成不同茶類的主要物質,具有強烈的收斂性,苦澀味較重。它亦是決定茶葉陳化物質的主要成份,茶多酚極易自動氧化,引起茶葉由綠變黃的外形色澤,乾茶變枯黃、湯色變褐,甚至紅變,滋味遲鈍,失去茶葉正常風味。其氧化聚合產物茶黃素(theaflavins)、茶紅素(thearubigins)等,對紅茶湯色的紅豔度和滋味有決定性作用。 

◎兒茶素類:兒茶素(catechins)再加一個類,表示有很多種,目前分兩種型,游離型兒茶素(帶苦)、脂型兒茶素(帶苦澀),又稱茶單寧(非單寧酸)約占茶葉乾重的2030%,茶湯中最多的物質占50﹪以上。茶菁中兒茶素類總含量約在1426%之間,影響茶菁中兒茶素類成分含量的因素主要有︰品種、季節(採摘時期)、生長部位(採摘法)、栽培管理(如遮蔭)和氣候等。

製茶和焙茶過程都很重要,茶葉發酵時變黃、變紅,並影響脂肪酸使茶產生香氣對茶的味與香氣都有很重要的關係。

茶業改良場自民國60年起不斷就兒茶素類進行一系列的試驗,所得結果摘述如下︰

1)、適製紅茶的品種兒茶素類含量較高,適製綠茶及包種茶者兒茶素類較低。

2)、在一年四季中以夏茶的兒茶素類總含量最高、次為春茶、秋茶、以冬茶為最低,因此春茶適製綠茶,夏茶適製紅茶。

3)、生長部位的比較,含量順序為一心一葉〉第二葉〉第三葉〉第四葉〉上梗〉下梗。

4)、茶芽發育期中用黑網遮蓋513天,可使茶芽中兒茶素類成分的含量降低。

5)、製造方法對成茶的兒茶素類總含量有很大的影響。一般來說,發酵程度愈深,成茶的兒茶素類總含量愈低,茶改場曾依據測得的兒茶素類總含量,推論各種茶類的發酵程度,假設條形包種茶的兒茶素類含量只有茶菁含量的8085%。換言之,可能有1520%的兒茶素類在萎凋攪拌(進行發酵)的過程中因氧化而轉變,因此訂其發酵程度為1520%,依此訂出椪風烏龍茶的發酵程度為5055%,紅茶為8085%,這是認定茶葉發酵程度的科學標準。

根據台大實驗林研究報告 Jour. Exp. For Nat. Taiwan Univ. 174): 231237 2003研究論文〈製程與採收季節對茶葉抽出物抗氧化活性之影響〉實驗得知:

比較甲醇萃取所得青心大冇茶葉抽出物的萃取率,得知不論製造過程或是採收季節對於萃取率皆無影響。至於茶葉的抗氧化活性,試驗結果顯示製造過程確實會對茶葉的抗氧化活性產生影響,加工越多的茶葉,其酚類化合物的含量越高,故使其抗氧化能力越強。對於不同採收季節所製造的茶葉,春茶雖為品茶評等第一,但若以HPLC定量、清除DPPH自由基能力的強弱以及總酚類含量高低的綜合比較下,春茶的抗氧化效果最差,因為其所含的兒茶素量較少,雖然少了兒茶素所帶來的苦澀,也少了兒茶素的抗氧化功效,又春茶所含的咖啡因含量最高;而冬茶的抗氧化活性最強,且在一般的茶葉評等之下,冬茶是僅次於春茶的好茶,若以抗氧化活性及咖啡因含量少為考量,冬茶是個很好的選擇,不失茶葉的甘醇美味並兼顧抗氧化的健康功效。

兒茶素類因氧化而減少,不僅使茶湯的苦澀味減輕,其氧化後生成的茶黃素和茶紅素,更構成了包種茶、烏龍茶和紅茶等的水色。茶黃素和茶紅素的生成,也使得茶湯的PH值因發酵程度的加深而降低。

兒茶素屬黃烷-3-醇類的衍生物。白色晶體,易溶於水,含水乙醇和含水甲醇。分為酯型和非酯型兩類。最早從茶中分離得到。在茶樹體內,發現的兒茶素主要有:

-)表兒茶素〔(-epicatechin EC〕、

±)沒食子兒茶素〔(±- gallic acid GC 〕、

--表沒食子兒茶素〔(--epigallocatechin EGC〕、

±- 兒茶素〔(±- C 〕、

--表沒食子兒茶素沒食子酸酯〔(--epigallocatechin gallate EGCG〕、

-)表兒茶素沒食子酸酯〔(-epicatechin gallate ECG〕。

 

兒茶素的組成

構成成分

茶兒茶素 %

+)-沒子時兒茶素(GC

(-)-沒子食兒茶素(EGC

(-)-兒茶素(EC

(-)-沒子食兒茶素培酸酯(EGCG

(-)-兒茶素沒食子酸酯(ECG

1.4

17.6

5.8

53.9

12.5

合計

91.2

來源:陳安江所著〈兒茶素類可能的利用方式與對人體的應用及紅茶對健康是否有正面或負面的影響之研究〉

 

有關兒茶素類生理功效的研究,主要著重在EGCG。根據國內外發表的研究報告,證實兒茶素類和其氧化聚合物具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗細胞突變作用、強化微血管活性、增加體內維生素攝取量、降低血液中膽固醇和低密度脂蛋白含量、防護輻射傷害、抑制血壓上升和抗過敏等多種生理功效。

 

Lin et al1996)發現個別兒茶多元酚含量以EGCG最為特別,在各品種中都以嫩葉>老葉>莖;總兒茶素在嫩葉、老葉及莖中含量的比例為5.62.91;而咖啡因在三個部分的比例為7.94.61。 

 

Lin et al2003b)分析不同發酵程度的茶葉比較兒茶素及咖啡因含量之變化,在不同發酵程度的茶葉其咖啡因含量變化為:紅茶(紅茶咖啡因變化最大)>烏龍茶>綠茶>茶菁,但在總兒茶素及EGCG含量是以綠茶>烏龍茶>茶菁>紅茶。Lin et al.2003a)將台茶8號、台茶12號及野生山茶製成綠茶、烏龍茶及紅茶,分別與茶菁比較總兒茶素之含量,發現總兒茶素含量綠茶為126.13 mg/g>烏龍茶之99.16 mg/g>茶菁之36.72 mg/g>紅茶之6.03 mg/gChen et al.2003)亦指出,烏龍茶比茶菁含有較高之兒茶素及茶胺酸,並且發現在萎凋過程中茶菁兒茶素EGCEGCG含量顯著上升,而咖啡因含量則無明顯變化。… (隨實驗、採摘地區、季節所得數據會有變化)。

 

茶多酚和兒茶素隨著海拔高度的提高而減少。

 

兒茶素無色,在茶葉製造過程中,與氧發生作用(氧化作用),顔色才逐漸加深,兒茶素氧化得越徹底,顔色越深。

 

顔色的變化:無色→黃色→黃紅色→紅色→紅褐色→黑褐色。

 

兒茶素會溶於熱水(不溶於冷水),因此,喝茶,不管是那種茶,都能吸收到兒茶素;兒茶素不只是來自喝茶,若自茶葉中萃取出來利用,效果更直接、更有發展價值。

 

黃酮醇類

 

茶葉中主要黃酮醇包括槲皮素、四羥基黃酮和楊梅黃酮,約占茶水溶性提取物的23%。黃酮醇主要以糖苷而不是非糖基化的形態(糖苷配基)存在。槲皮素、四羥基黃酮和楊梅黃酮在新鮮茶根、綠茶和紅茶中至少有14種糖苷存在。糖分子包括葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖和果糖。糖苷有單糖苷、二糖苷和三糖苷。由於黃酮醇糖苷配基幾乎不溶于水,因此其在茶飲料中幾乎不存在。茶中黃酮和黃酮配基的含量有差異,這可能主要是應用了不同的茶樣品及不同的分析方法。例如,在不同時間,不同溫度,用不同溶劑提取不同茶樣品,提取率不同。

 

茶多酚的提取工藝 

 

從茶葉中製備茶多酚的方法主要分四類:溶劑提取法、離子沈澱法和柱分離製備法及超臨界流體萃取技術。

 

溶劑提取法是用極性溶劑從茶葉中浸取,然後把浸取液進行「液~液」萃取分離,最後濃縮並得到產品。目前工業化生產茶多酚主要採用此法。產品收率為5%10%,產品的純度約為80%~98%,咖啡因4%7%。所用有機溶劑如:丙酮、乙醚、甲醇、己烷以及三氯甲烷等。此方法使用多種有機溶劑,生產成本高,有些有毒物質的有機浴劑使產品和操作不盡安全,且易造成環境污染。

 

離子沈澱法是利用金屬能夠沈澱茶多酚,而使其與咖啡因分離,如銅鹽、鉛鹽或三氯化鋁。該方法使用了對人體有毒的重金屬作沈澱劑,其產品為食品和醫藥工業所不能接受。

 

柱分離製備法有凝膠柱,吸附柱和離子交換柱。近來更注重提高純度的研究,為此以層析柱分離的研究較多,此項技術的關鍵是柱填充料和淋洗;採用柱分離製備法茶多酚萃得率在4%8%之間,純度可達98.1%,如用凝膠柱分離可高度脫離咖啡鹼因,其殘留量僅為0.1%。但柱填充料如吸附型樹脂,親脂凝膠等非常昂貴,且淋洗時要用多種,大量有機溶劑,顯然對工業化生產茶多酚是不合適的。

 

超臨界流體萃取的原理和特點,提出採用超臨界二氧化碳萃取技術,再結合傳統工藝來生產高純度的茶多酚,這樣既可生產出高質量的茶多酚,又可解決傳統工藝的一些弊端。

 

將超臨界以CO2萃取技術與傳統提取、濃縮、萃取技術相結合,得到了製備高純度茶多酚新工藝,其優點如下:

1)、有機溶制用量減少、安全性好、污染少;

2)、得率高;

3)、殘留溶劑可被徹底除去;

 

綜合成本低等,此工藝既提高了茶多酚的純度、得率,使其含量>90%,咖啡因含量<2%,溶劑殘留為零,又符合工業化生產對原料,使用的溶劑,製作路線,生產過程的安全性,產品的顔色、產率、純度諸方面的要求,以利於在醫藥工業,食品中更有效地應用。

 

由於茶多酚的醫藥和保健價值,茶多酚已成為醫藥、食品界開發的熱點,目前除了茶多酚片劑、膠囊劑等外,作為抗氧化劑和食品添加劑在糧油食品、方便食品、水產品、肉製品、配製品、調味品、糖果、飲料等多類食品中均有廣泛的應用。因此,有較大的市場需求。

◎台灣茶訊編輯

 

發表迴響

會員登入