第二节 茶色素
茶色素是一类红茶中多酚类化合物(主要为儿茶素类)氧化产物,是红茶中提取或绿茶转化的植物酚性色素,属水溶性色素,具有较强的生物活性。现代医学已发现茶色素不仅具有抗菌、抗病毒、抗心脑血管疾病等作用,对动脉粥样硬化、高脂血症、高血压、脂代谢紊乱、脑梗死、血小板凝集等疾病均有较好的预防和治疗作用,还有抗氧化、抗癌作用。其中以茶黄素(theaflavins,TFs)的药效最为显著。
茶色素以茶黄素、茶红素(thearubigins,TRs)为主要组分。茶黄素组成与结构业已基本清楚,是一类具有具苯骈酚酮结构的物质,目前已了解主要的茶黄素组成与结构有:茶黄素1a(theaflavin1a,TF1a)、茶黄素1b(theaflavin1b,TF1b)、茶黄素1c(theaflavin1c,TF1c)、茶黄素-3-没食子酸酯(theaflavin-3-gallate,TF-3-G)、茶黄素-3′-没食子酸酯(theaflavin-3′-gallate,TF-3′-G)、茶黄素-3,3′-双没食子酸酯(theaflavin-3,3′-digallate,TF-3,3′-DG)等。
茶红素是一类异质酚性色素物质,相对分子质量差异很大,极性较TFs强,其组分与结构更为复杂,至今还未能分离出单体,仅能将其层析或溶剂萃取分成若干部分(TRsⅠ和TRsⅡ)分别进行研究。茶褐素(TB)是一类分子量更大的异质酚性色素物质,其组分与结构更为复杂,目前对其了解不多。
茶色素中茶黄素(TFs)生物活性强,在红茶中含量较低,约2~20mg/g;茶色素中茶红素(TRs)的生物活性研究尚不多,其在红茶中的含量较高,约20~150mg/g,是红茶提取茶色素的主体成分;茶褐素(TB)对红茶品质起负面影响。
目前茶色素制取有三种方法,即红茶中提取,茶多酚化学氧化制取和多酚氧化酶氧化制取。
从红茶中提取主要是利用红茶副产品(红茶末、红茶灰、红茶梗等)进行提取,考虑到生产成本问题,最好选择南方大叶种红茶副产品作为提取原料,因为相对原料中茶黄素和茶红素含量较高。
红茶中提取茶色素的工艺流程:
注:TP-1主要为TFs,TP-2主要为TRsⅠ,TP-3主要为TRsⅡ,TP-4主要为TB
从红茶中提取茶色素,其产品可以根据要求不同而形成不同组分的茶色素,如①中可得到TP-1和TP-4;②中可得到TP-2、TP-3和TP-4。并由于工艺采用氯仿洗脱咖啡碱,其产品中咖啡碱含量较低,但产品中儿茶素含量较高。
此生产工艺主要设备均可借鉴茶多酚生产设备。
茶色素生产除了从红茶中提取外,还可采用茶多酚进行氧化制取。茶多酚氧化制取茶色素有两种方法,即酶促氧化和化学氧化工艺流程如下:
注:TP-4中含有TB及少量氧化剂、酸碱调节剂和蛋白质
这一生产方法是以茶多酚为原料,以多酚氧化酶或酸性氧化剂或碱性氧化剂进行氧化,形成茶色素,再进行提取、分离得到茶色素。同时,也可结合生产茶多酚工艺,以绿茶或鲜叶为原料,首先进行茶多酚提取,再进行氧化制取茶色素。
以多酚氧化酶酶促氧化制取茶色素,需要控制pH5.6、温度38℃、酶液浓度及活性单位、茶多酚浓度及供氧等参数,以保证酶促氧化处在最适条件,发挥氧化酶的最大效能;以酸性氧化剂进行化学氧化制取茶色素,需要控制pH<;4.0、室温、氧化剂浓度、茶多酚浓度等参数;以碱性氧化剂化学氧化制取茶色素,需要控制pH >;8.0、温度0℃左右、氧化剂浓度、茶多酚浓度及供氧等参数。
以中低档绿茶为原料形成制取茶色素工艺,前一段为茶多酚提取,后一段为茶色素制取。茶多酚制取可采用前述茶多酚生产工艺进行,只是在工艺中可减少干燥过程,茶多酚浓缩液可直接配制成一定浓度的茶多酚溶液进行氧化。以茶鲜叶为原料进行制取茶色素,前一段亦为茶多酚提取,后一段则为茶色素制取。从茶鲜叶制取茶多酚,需进行杀青,杀青的方式最好选择蒸汽式杀青,可以最大限度地保留茶多酚含量,以减少损失,增加茶多酚的得率;对匀浆后的匀浆最好选择离心式过滤,并进行少量纯净水洗涤茶渣2~3次,提高茶多酚得率。应用茶多酚浓缩液直接配制茶多酚溶液时,应注意茶多酚浓度,以免影响氧化的进行。
应用中低档绿茶或茶多酚或茶鲜叶为原料制取茶色素工艺中,其主要生产设备均可借鉴茶多酚生产工艺设备,但茶色素氧化反应设备则需在反应罐(或反应釜、反应器)中进行。保证反应各项条件均能满足反应要求。