茶多酚提取设备。
摘要 茶多酚是一种新型的天然抗氧化剂，在食品加工、医药、日用化工等领域具有重要的应用。茶多酚的提取和应用研究成为国内外开发“绿色工程”的热门课题之一。本文重点论述茶多酚的提取和应用。
关键词 茶多酚，提取，天然抗氧化剂，食品添加剂，茶叶化学
Extraction and application of tea polyphenol
Gong Changsheng
(Department of Chemical Engineering,Wuhan Institute of Chemical Technology,430073)
Abstract Tea polyphenol,a new natural antioxidant,has important applications in food industry,medicaments and chemical products for daily use.Its extraction and application,one of hot topics in developing green engineering at home and abroad,are discussed in detail in this article.
Key words tea polyphenol,extraction,natural antioxidant,food additives,tea chemistry
茶叶作为中华民族的传统保健饮料已有四五千年的历史。开发茶叶的新用途，开展茶叶的综合利用，尤其是利用低档茶叶或茶叶加工的下脚料来生产高附加值的精细化学品，是一个具有重要意义的研究课题。60年代初，日本科学家发现茶叶提取物中含有一种抗氧化活性成分，各国科学家相继深入研究，证明它是一类多酚化合物，即茶多酚(TP)。
茶多酚不仅是一种新型的天然抗氧化剂［1］，还具有明显的抗衰老、消除人体过剩的自由基，去脂减肥，降低血糖、血脂和胆固醇，预防心血管疾病，抑制肿瘤细胞等药理功能，在食品加工、医药、日用化工等领域具有重要的应用［2～4］。茶多酚的提取和应用受到国内外的广泛关注［5～8］，开拓了茶叶化学研究的新领域，发展以农副产物为原料的精细化学品，开发“绿色技术”，发展“绿色工程”已成为热门课题。
1 茶多酚的组成和性质
茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称。为白色无定形粉末，易溶于水，可溶于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯，不溶于氯仿。绿茶中茶多酚的含量较高，占其质量的15%～30%。茶多酚类物质大致可分为6种［8］：黄烷醇类，4-羟基黄烷醇类，花色苷类，黄酮类，黄酮醇类和酚酸类。其中以黄烷醇类(主要是儿茶素类化合物)最为重要，占茶多酚总量的60%～80%。其次是黄酮类，其它酚类物质含量比较少。
儿茶素类化合物是茶多酚的主要成分，其结构式可表示为
若R1=OH，，则为左旋-表没食子儿茶素没食子酸酯(L-EGCG)；
R1=OH，R2=H，则为左旋-表没食子儿茶素(L-EGC)；
R1=H，则为左旋-表儿茶素没食子酸酯(L-ECG)；
R1=H，R2=H，则为左旋-表儿茶素(L-EC)。
儿茶素类化合物的基本结构均为2-连(或邻)苯酚基苯并吡喃衍生物，正是这种结构中具有连或邻苯酚基，作为抗氧化剂的活性就高于一般非酚类或单酚羟基类抗氧化剂。其等摩尔浓度的抗氧化能力依次为L-EGCG＞L-EGC＞L-ECG＞L-EC。从茶叶中提取的茶多酚抗氧化剂是这些儿茶素的混合物。其抗氧化性优于丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)等。国内外学者对茶多酚进行了急性毒性、亚急性毒性和各种药理实验研究，结果表明茶多酚安全无毒。
2 茶多酚的提取方法
2.1 有机溶剂萃取法［6，9，10］
溶剂萃取法提取茶多酚的工艺流程见图1。首先将绿茶叶(或茶叶末)用热水或85%乙醇溶液浸提3次，合并滤液。滤液经真空浓缩，所得的浓缩液用氯仿萃取，脱除其中的咖啡碱和色素等，进而回收咖啡碱。水层用乙酸乙酯进行萃取，得到含有茶多酚的乙酸乙酯溶液。经真空浓缩、干燥，得到茶多酚粗品，并回收乙酸乙酯溶剂。粗茶多酚经过凝胶柱层析等精制提纯，得到茶多酚精品。该法工艺技术比较简单，对TP的提取率为10%～15%。但是有机溶剂用量多。溶剂回收设备及所消耗的能量比较大。
图1 有机溶剂萃取法提取茶多酚工艺流程
2.2 离子沉淀提取法［11～13］
离子沉淀法提取茶多酚的工艺流程如图2。将绿茶叶(或茶叶末)用热水或乙醇溶液浸提，过滤。在滤液中加入沉淀剂使TP沉淀。不同沉淀剂使TP沉淀完全的最低pH值和TP的提取率见表1［13］。过滤，滤液用于提取咖啡碱。沉淀用稀H2SO4转溶，转溶液用乙酸乙酯萃取，得到含TP的乙酸乙酯溶液。经真空浓缩干燥得到茶多酚。该法的特点是减少了有机溶剂的使用量，所得产品中茶多酚含量较高，可达95%以上［11，13］。但是工艺操作控制比较严格，废渣、废液处理量较大。
表1 不同沉淀剂的提取率和沉淀最低pH值
沉淀剂Al3+Zn2+Fe3+Mg2+Ba2+Ca2+最低pH值5.15.66.67.17.68.5提取率/%10.510.48.88.17.47.0
注：表中数据为10次结果的平均值。图2 离子沉淀提取茶多酚工艺流程
2.3 吸附分离提取法［7，14］
吸附分离法提取茶多酚的工艺流程见图3。将绿茶叶(或茶叶末)加热水浸提3次，合并提取液。茶叶提取液通过高分子吸附剂进行吸附，然后用90%乙醇溶液洗脱，使吸附剂上吸附的TP脱附于乙醇中，经减压蒸馏回收乙醇。浓缩液经真空干燥或喷雾干燥得到茶多酚。该法工艺技术简单，能耗低，但需要对TP选择性强的高吸附量的吸附剂。
此外，还有低温纯化酶提取法［7］，盐析法［15］等。
3 茶多酚的用途
3.1 在食品加工中的应用
茶多酚是一种新型的天然抗氧化剂，其抗氧化作用在于儿茶素分子结构中酚性羟基特有供氢体的活性，能与脂肪酸在自动氧化过程中产生的游离基结合，中断脂肪酸氧化的连锁反应，抑制氢过氧化物的形成，达到抗氧得鲜的目的。而且茶多酚的抗氧化性能比BHA、BHT高2～3倍，且安全无毒。一些国家正试图用茶多酚替代BHA、BHT、TBHQ等合成抗氧化剂。1991年7月我国食品添加剂标准化技术委员会批准将茶多酚正式列为食品添加剂。茶多酚可广泛应用于动植物油脂、油基食品、焙烤食品、糕点、乳制品、肉制品、水产品等作为抗氧保鲜剂。
图3 吸附分离法提取茶多酚工艺流程
3.2 在医药保健中的应用
现代医学研究认为，人体内过量的自由基是引起人体衰老、致病、致癌的重要因素之一，而茶多酚能清除人体内过剩的活性自由基，提高人体抗衰老、抗辐射、抗肿瘤的能力［3，4］。实验表明，茶多酚中儿茶素类化合物对O-2、OH自由基的清除率达到98%以上，清除速率常数在109与1014数量级，对活细胞(PMN)产生的氧自由基的综合清除效果优于维生素E和维生素C［16］。茶多酚还有去脂减肥，降低胆固醇和血糖、血脂，防止动脉粥样硬化，预防心血管疾病等多种药理功能。因此，目前国内外正研究将茶多酚制成医疗保健药品，以提高人体的抗衰老、增强免疫能力和新陈代谢作用。
3.3 在日用化学品中的作用
由于茶多酚具有明显的“三抗”(抗衰老、抗辐射、抗肿瘤)作用，消除过剩自由基、抑菌抗毒、消除异味等，而且是安全无毒的天然制成品，因此，在日用化学品尤其在保健化妆品中具有重要的应用。
此外，利用茶多酚的强还原性和消除
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茶氨酸的研究进展
摘要 茶氨酸是茶叶的特征氨基酸。大量研究表明,茶氨酸的含量不仅对茶叶的品质有很大的影响,而且具有促进大脑功能和神经的生长、抗肿瘤、降压安神等功效。本文综述了近十余年来国内外在茶氨酸的形成、积累、测定、制备及应用方面的研究进展。
关键词 茶氨酸;形成;积累;测定;制备;应用
1 引言
至今为止人们在茶叶中已发现25种氨基酸。其中茶氨酸约占氨基酸总量的50%。大多数学者认为茶氨酸是茶叶的特征氨基酸,因为到目前为止除了在茶梅、山茶、油茶、簟等四种天然植物中检测出其微量存在外,其他植物中尚未发现。茶氨酸(theanine)是1950年日本学者酒户弥二郎首次从绿茶中分离并命名的,它属酰胺类化合物,化学命名:Ｎ乙基Ｌ谷氨酰胺,结构式:ＨＯＣＯＣＨＮＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＯＮＨＣＨ2ＣＨ3。自然存在的茶氨酸均为Ｌ型,纯品为白色针状结晶,熔点217～218℃(分解),比旋光度[α]20Ｄ=0 7°,极易溶于水,水解度呈微酸性,有焦糖香及类似味精的鲜爽味,研究证明它的含量与绿茶的品质密切相关,相关系数为0 787～0 876[1]。
2 茶叶中茶氨酸研究进展
作为茶叶的特征氨基酸,茶氨酸几乎存在于茶树的所有器官和组织中。经大量研究表明,茶氨酸在茶树的根部形成,然后向新梢积聚,因而茶树新梢中茶氨酸含量最高。茶氨酸的形成是茶树储存氮的手段之一,这是因为茶氨酸被茶氨酸水解酶水解为谷氨酸和乙胺,乙胺在胺氧化酶的作用下产生氨和乙醛,氨可作为氮源供茶树的幼龄组织生长,因此茶氨酸是茶树幼芽光合作用开始前有机碳骨架合成的起始物,而且也是茶树中多酚类物质的重要前体。茶氨酸在茶树中的积累与光照、温度和合成前体密切相关。研究发现当温度为25℃,黑暗条件下,在培养基中加入盐酸乙胺能明显增加茶氨酸的积累。1992年我国学者李荣林等对茶树新梢中茶氨酸的分布情况及其在不同季节、不同品种和不同栽培条件下含量的变化作了较全面的研究[2]。他们发现,随着茶树叶片成熟度的增加,茶氨酸的含量逐渐降低,因此茶氨酸可作为茶鲜叶嫩度的化学指标之一;茶氨酸在新梢中的含量随季节的不同存在显著的差异,其在春茶新梢中的含量是在夏茶中的4倍,是在秋茶中的7倍;环境对茶氨酸含量也有较大的影响,土壤的ｐＨ值下降,不利于茶氨酸的积累,而氨态氮的存在和遮荫环境有利于茶氨酸的积累; 茶叶制作过程不同,其茶中茶氨酸的含量也有明显变化。绿茶制造过程中由于谷氨酸的转化使茶氨酸的含量呈增加趋势;黄茶、青茶、黑茶制造过程中谷氨酸的变化不明显,茶氨酸呈减少趋势;白茶制造过程中茶氨酸变化的特点是长时间的萎凋中蛋白质分解,谷氨酸增多并向茶氨酸转化,因此茶氨酸开始表现为增加趋势直至干燥才有所减少;而红茶发酵过程茶氨酸变化复杂,有增有减,总趋势是减少。虽然人们普遍认为茶氨酸可作为评价绿茶质量的重要标志之一,但对红茶茶氨酸的含量与其品质的相关性问题有着不同的看法。
K.HelenEkborgOtt等在对17种茶的茶氨酸含量进行分析时发现, 某些红茶中茶氨酸的含量并不比绿茶和乌龙茶低,有的红茶 (如中国的云南茶)中茶氨酸的含量甚至还高于某些绿茶 [3]。赵和涛等在研究茶氨酸的生化特性时测定了我国六大茶类中茶氨酸的含量[4]发现以白茶中茶氨酸的含量最高,为30079mg/100g;其次是绿茶和黄茶,在17301～1944 7mg/100g之间;红茶相对绿茶低一点,为14616mg/100g;青茶为6274mg/100g;含量最低的是黑茶,只有711mg/100g,这可能是由于其加工过程中特有的渥堆作用导致了茶氨酸大量损失。因此也有学者认为茶氨酸的含量也可作为红茶品质的重要评价因子之一。湖南农业大学的唐和平等对9个茶树品种及红山茶、白山茶进行了氨基酸组成的分析[5],并比较了其中茶氨酸含量的差异,他们发现山茶中虽有茶氨酸存在,但含量甚微;通过对不同进化层次的茶树品种进行茶氨酸含量分析,证明茶氨酸含量随茶树进化层次的提高呈积累趋势,并以山茶中也发现茶氨酸说明茶与山茶存在一定的亲缘关系,由此支持茶树应属山茶属的观点。1997年齐贵年等比较了经蒸汽杀青、锅炒杀青和滚筒杀青的扁形特种绿茶氨基酸含量的变化[6],结果表明,不同工艺杀青对氨基酸组分含量有一定的影响,其氨基酸总量和茶氨酸含量均为蒸汽杀青>锅炒杀青>滚筒杀青,并且提出可通过工艺技术对茶叶中茶氨酸和其他氨基酸的含量进行调控。同年钟俊辉等研究了不同培养条件、不同碳源和不同环境对茶愈伤组织培养及其茶氨酸的积累的影响[7],发现激素ＩＡＡ和6 ＢＡ结合作用时,以ＩＡＡ2mg/Ｌ和6 ＢＡ4mg/Ｌ时对茶氨酸积累最有利;而培养基中碳源不同,愈伤组织的增长速率及其茶氨酸的含量的差异并不显著,但当用不同浓度的蔗糖作为碳源时发现,随着蔗糖浓度的增加茶氨酸的积累呈上升趋势。与其他文献相同,他们的研究结果表明25℃、黑暗条件有利于茶氨酸的积累。
3 茶氨酸的测定与制备茶氨酸的分析方法有多种,有传统的阴离子交换树脂层析法、薄层色谱法、气相色谱法[8,9]等。近十多年来随着高效液相色谱技术的迅猛发展,分析速度、灵敏度和自动化程度的不断提高,该技术越来越广泛地应用于氨基酸分析领域。因大多数氨基酸无紫外吸收和荧光发射特性,标准折射探测仪对氨基酸检测也无足够的灵敏度,所以为提高分析检测灵敏度和分离选择特性,通常将其衍生。二十世纪八十年代中期美国Ｗａｔｅｒｓ公司率先推出了氨基酸自动分析系统及技术[10],他们采用异氰酸苯酯(ＰＩＴＣ)作为衍生试剂,柱前衍生,反相色谱分离的原理,用紫外检测进行氨基酸分析。随后,惠普公司推出了ＨＰＡｍｉｎｏＱｕａｎｔ氨基酸分析系统及技术[11],采用邻苯二甲醛(ＯＰＡ)和氯甲酸芴甲酯(ＦＭＯＣ)作为衍生试剂,既可用紫外又可用荧光进行检测。董泗建等对几种柱前衍生的氨基酸分析法的色谱条件进行了改进[12],在降低成本的基础上进一步优化了分离效果。1994年Ｗａｔｅｒｓ公司又推出了一套全新的氨基酸分析技术,他们采用6 氨基喹啉 Ｎ 羟基琥珀酰亚胺基 氨基甲酸酯(ＡＱＣ)作为衍生试剂,以乙腈和水作为流动相,梯度洗脱,紫外或荧光检测器检测,该法简称为ＡＣＣＱ ＴＡＧ法。在日本学者莽也邦夫等采用高效液相色谱法测定了茶叶中茶氨酸含量之后,我国学者郭升平对用高效液相色谱测定茶叶中茶氨酸进行了较详细的研究[13],他采用ＷａｔｅｒｓＭ344高效液相色谱仪,以ＰＩＴＣ柱前衍生,反相Ｃ18柱分离(Ｗａｔｅｒｓ的Ｐｉｃｏ ＴａｇＴＭＨＡＡ柱),柱温43℃,梯度洗脱,用Ｍ990二极管阵列检测器,在ＵＶ243ｎｍ检测。在研究中他对用乙酸乙酯提取、用80%乙醇回流3ｈ提取和经盐酸水解等前处理的方法进行了比较,发现茶氨酸不能以酸水解方式提取,否则茶氨酸会分解成谷氨酸,而使测定结果偏低。随着近年来分析技术和分析手段的不断提高,毛细管电泳技术和液质联用技术也应用到了茶氨酸检测领域。ＫｉｅｈｎｅＡ等报道了采用热喷雾液质联用仪分析茶叶中多酚类物质的方法[14],他们通过测定其准分子离子峰同时测定了茶叶中的儿茶素、黄酮醇糖甙、黄酮糖甙及咖啡因、可可碱和茶氨酸。ＡｕｃａｍｐＪＰ等则研究了用毛细管电泳仪同时进行儿茶素、茶氨酸、咖啡因及没食子酸、抗坏血酸分析的方法[15]。
目前,高纯度的茶氨酸主要通过细胞组培、化学合成、微生物发酵和离子交换树脂分离等方式获取。人们用14Ｃ示踪的方法早已证实了茶树中茶氨酸合成前体是谷氨酸和乙胺。一般认为当培养基中乙胺的浓度为25ｍＭ时,茶叶愈伤组织的茶氨酸的生物合成为最大值。1998年陈瑛等研究了多种激素对茶愈伤组织合成茶氨酸的影响[16],他们对生长素(ＩＡＡ)、萘乙酸(ＮＡＡ)、吲哚丁酸(ＩＢＡ)、2,4 二氯苯氧乙酸(2,4 Ｄ)、6 苄基腺嘌呤(6 ＢＡ)、玉米素(ＺＴ)、激动素(ＫＴ)、和三十烷醇(ＴＡ)的不同浓度、不同配比进行试验,得出了茶愈伤组织生长和茶氨酸积累的较佳培养条件。除了利用细胞组织培养茶氨酸之外,化学合成也是得到高纯度茶氨酸的有效方法[17]。采用化学合成手段制造氨基酸始于二十世纪五十年代,它具有价格低,成本低,适合工业化生产的特点。但是化学合成制造的都是ＤＬ 型消旋体,需要进行拆分才能得到Ｌ 型产品。日本学者在这方面作了大量的工作,他们采用微生物固化酶分离ＤＬ 型氨基酸取得了成功。采用微生物发酵法可直接得到Ｌ 型氨基酸,但反应时间较长,设备规模较庞大,副产物也较多,需要进一步分离精制,成本相对较高。因此建立在化学合成法和微生物发酵法基础上的酶转化法或称酶工程技术应运而生了。这种技术是应用特定酶的催化作用,使某些化合物转化成相应的Ｌ 氨基酸。ＨｉｄｅｙｕｋｉＳｕｚｕｋｉ等报道了他们把这一技术应用到茶氨酸的制备中的最新研究成果[18],他们利用从细菌中得到的谷氨酰转肽酶作催化剂,将200ｍＭ谷氨酸和1 5Ｍ乙胺在ｐＨ为10,温度为37℃的条件下,保持2小时,获得120ｍＭ茶氨酸,转化率为60%。茶氨酸作为两性物质,选择适当的ｐＨ值,用离子交换树脂分离提取也是一种有效的手段,但这方面的报道并不多见。1998年陈瑛等报道了用离子交换法提取茶氨酸的研究结果[19],他们选用国产732阳离子交换树脂,从茶愈伤组织浸提液中提取茶氨酸,并讨论了洗脱液离子强度和ｐＨ值对树脂吸附茶氨酸的影响,以及上样浓度、洗脱速度对树脂交换过程的影响。
从茶中提取药用咖啡因方法的研究进展
摘 要 阐述了近年来从茶中提取药用咖啡因方法的研究进展，包括升华法、溶剂法、吸附法和超临界CO2气提法。
关键词 茶 咖啡因 提取方法
咖啡因亦称咖啡碱，属生物碱类物质，化学名为1，3，3-三甲基-2，6-氧嘌呤，分子式为：C8H10O2N4，溶点235℃～238℃时大量升华。咖啡因味苦、无臭，易溶于乙醚、氯仿、二氯甲烷，能溶于乙醇、丙酮、醋酸乙酯，难溶于乙醚和苯，是重要的医药原料。茶叶中约含2％～4％的咖啡因，是医用咖啡因的重要来源，因此，从茶叶中提取咖啡因技术的研究一直倍受重视，咖啡因提取方法的研究已取得显著进展。
1 升华法
近年来中外学者对升华法制取天然咖啡因的方法做了大量研究和改进，并申请了专利〔1～7〕。叶春园等把茶叶末投入备有搅拌器的升华罐中，用U形加热管中的电热丝把机油加热到(130±10)℃，用油泵把热油打入升华罐的夹层中，搅拌，用真空泵抽气，保持升华罐内的真空度为50.66 kPa,处理2 h，挥发物经导管进入冷凝罐冷水冷却，保持30℃～60℃，从冷凝罐的底部取出固体冷凝物(粗咖啡因)，加少量水溶解，漂去焦油，经结晶纯化后可得纯咖啡碱，10 kg茶叶下脚料可制得180 g咖啡因，得率1.8％。陈友仁等设计了新的咖啡因提取装置，升华罐与冷凝罐直接连接，升华罐底部用远红外加热炉加热，冷却分离罐由分离罐体、收集网、环形集水槽、水冷却夹套进出水管、烟道和搅拌驱轴组成。该装置不仅可以完成从茶中提取咖啡因的加热升华，而且能直接将升华物冷却，分离出咖啡因结晶，提取时间短，产量高，纯度好。该装置提高了咖啡因的提取率，避免了污染。Ramaswamy采用静电沉淀法回收粗咖啡因，经浓缩、结晶纯化得纯咖啡因。毛小源对结晶箱进行了改进。
2 溶剂法
中外学者对溶剂法提取咖啡因进行了大量研究，并提出改进方法。Bochorishvili在茶液中先加醋酸铅和Na2HPO4，对茶叶汁进行去杂质纯化，纯化后的茶汁中再加入1％量、浓度为2％的KMnO4及浓度为30％的NaOH进一步纯化，这样可提高咖啡因的提取率〔8〕。Mitchell在茶浸提液中加入Na2CO3除茶多酚等杂质，然后用二氯甲烷萃取咖啡碱〔9〕。仓公敖等研究了从茶叶中提取咖啡碱的方法，并申请了专利，提取率为1.01％～1.68％〔10〕。石天齐也申请了咖啡因制备方法的专利，方法是：茶叶与水混合(为1∶6)煎煮20～60 min后，用滤布过滤，滤液中加入10％～30％的金属盐溶液，如：AgCl2、HgCl2、Pb(CH3COO)2、Zn(CH3COO)2等，10～20 min后送入压滤机中压滤，滤液中再加入5％～30％的碱性溶液，可以是KOH、NaOH、Ca(OH)2等，进一步除杂，除杂后的液体，经用结晶法或氯仿萃取法最后都可获纯咖啡因〔11〕。
成锦遥等申请了咖啡碱生产专利〔12〕，方法是：将茶叶放入浸提塔中加水蒸煮2 h，通过沉淀池沉淀过滤、离心分离出提取液，进入清液池，蒸发浓缩至40％～60％，并按3∶1～6∶1的比例加入氯仿或二氯甲烷，混合均匀后送入萃取塔中萃取，萃取液在0～4℃下静置30～60 min,然后蒸馏、回收溶剂，罐中粗咖啡因取出后置≤100℃下恒温60～70 min,最后放入升华罐中升华，即得纯咖啡因。Tetsuo用水-氯仿混合物直接浸泡绿茶末，有机相中的咖啡因直接用结晶法获取咖啡因，2 g茶的产量为40.7 mg〔13〕。
李沿飞等采用6 mol盐酸调节茶汁至pH值为2，煮沸3 h，离心过滤，浓缩至1/2体积，再加入10％NaOH，调节pH至12，用氯仿分2次提取，合并有机相，用1 mol/L盐酸洗涤，弃去水相，蒸干有机相(回收氯仿)，固形物置100℃～105℃烘箱中烘干即得粗咖啡碱。粗咖啡碱用10倍水溶液，过滤、蒸发、重结晶、烘干。烘干后的咖啡因中通入1/5重量的氧化镁、咖啡因，氧化镁混合物置真空箱中升华，温度控制在160℃～200℃之间，收集升华物即可得纯度为99％的天然咖啡因〔14〕。葛宜掌等〔15〕将茶末放入浸提罐中，加入4～6倍茶叶重量的含水酒精(乙醇-水=4∶6)，加热浸提30～45 min,过滤，滤渣再用2～4倍含水酒精浸提30 min,合并滤液，浓缩滤液至原体积的1/5～1/7，冷却，待植物胶、叶绿素、多酚、植物蛋白及其他脂溶性杂质沉淀完全，上清液中再加入茶叶重量25％～30％的生、熟石灰混合物(生石灰-熟石灰=2∶3)作为剩余杂质的掩蔽体，搅拌均匀后干燥脱水成粉状。将粉状物投入升华罐内，在常压或减压下升华，即可得天然咖啡因，该法可提取出茶叶中75％～85％的咖啡因，其纯度可达99.9％〔4〕。
3 吸附法
硅藻土、活性炭等均可吸附咖啡碱，日本学者用20 mL乌龙茶汁通过填充有30 g硅藻土的吸附柱，然后用150 mL二氯甲烷洗脱，可将柱中99.8％的咖啡因洗脱。活性炭常被用作咖啡碱的捕集剂使用，在使用CO2气提法脱除植物中的咖啡因时，常被用作吸附CO2中咖啡因的吸附剂〔16〕。从活性炭中回收咖啡因的方法已申请了专利，是用70％的醋酸洗脱，洗脱温度不低于100℃〔17〕。
4 超临界CO2气提法
超临界流体分离技术是近20年发展起来的分离方法，它具有对有机物溶解度大、传质速率高，操作条件温和等优点。用CO2作为超临界溶剂安全、方便。国内外已有用超临界CO2流体分离提取茶叶中的咖啡因的报道〔18～22〕，该法通常使用的压力为12～22 MPa，温度40℃～80℃，CO2中可以加或不加夹带剂，常用的夹带剂为乙醇。该法目前生产成本较高，尚难为生产厂家接受，不过，该法可通过综合提取多种成分降低成本。对于茶叶来说，可同时获得茶多酚和咖啡因二种药用原料。
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【深度】科学饮茶之健康临床研究进展
自《神农本草经》记载“神农尝百草，日遇七十二毒，得荼而解之”以来，茶的药用价值由来已久。如今，茶作为世界三大饮料之一，其对人体健康的促进效应是世界性研究热点之一。迄今为止，已有大量的体外实验和动物模型研究表明茶与其功效成分对包括癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等诸多危害人体健康的疾病具有潜在的防治功效。同时，随着研究的深入，茶叶健康功效的作用机理也被逐渐厘清。这些研究成果为茶与健康临床试验的开展提供了科学支撑，而相关临床数据是决定能否将茶叶开发为药物造福人类的最直接证据。
茶与心血管疾病
随着人口老龄化趋势进一步发展，如何提高人们生命质量已成为全球关注的热点，尤其是心脑血管疾病已成为当今人类第一杀手，因此对其防治的意义不言而喻。近年来，已有流行病学研究表明，亚洲人和欧美人相比，罹患心血管疾病的比例明显少很多，除去遗传因素外，很多学者认为这可能与亚洲人有饮茶的习惯密切相关。现已有大量的体内外模型研究表明茶与茶多酚可以通过改善血管内皮功能，调节血管张力，改善糖代谢，增加胆固醇逆向转运，抑制泡沫细胞的形成，抑制氧化应激，调节免疫和影响血小板功能(黏附，聚集)来防治高血脂症、高血压、血栓、动脉粥样硬化和冠心病等心血管疾病。目前，我国已经成功将茶多酚开发成了治疗包括高血压、动脉粥样硬化及冠心病等在内的心血管疾病的中成药(心脑健)。
高血脂症
高脂血症(hyperlipidemia)，包括血脂代谢发生紊乱；脂肪代谢或转运异常；血浆中一种或几种脂质浓度，包括血浆总胆固醇(TC)及甘油三酯(TG)水平过高或血浆高密度脂蛋白(HDL)水平过低；人体血浆中TC、TG和各种脂蛋白含量高于同龄正常值者。高脂血症是中老年人常见的疾病之一，也是心血管疾病的一个重要危险因素。
Tokumaga等在日本对13916名健康工人(8476名男性，5440名女性)进行流行病学调查发现，绿茶饮用量与血浆中TC的浓度成反比。Zheng等于2011年对相关文献全面检索之后，对符合要求的14项随机对照实验进行meta分析表明，绿茶能显着降低血清中TC和LDL-C浓度。虽然已有大量流行病学表明绿茶以及茶多酚具有降血脂作用，但仍有不一致的结论。Princen等和Choi和Kim的流行病学调查则认为饮茶对高血脂的预防并没有积极的效果。这些流行病学的不一致性可能是由于调查人群的复杂性，饮食习惯的差异，调查方法不同等所致，所以需要临床试验加以验证。
应之和采用双盲法，对治疗组及对照组，分别给予口服茶多酚胶囊100mg/粒，维生素C片剂100mg/粒，两者均1日3次，每次2粒，结果表明，口服茶多酚胶囊8周后患者血脂各参数(TC、TG、HDL-C、LDL-C)均有显著改善，对高胆固醇血症总有效率为89.7%，对高甘油三酯血症的总有效率为92.8%，并且未见明显药物不良反应。
Maron等对中国6个地区医院的240名轻度或中度高脂血症患者进行双盲、随机、安慰剂作对照的试验，以评定茶多酚对患者TC、LDL-C、HDL-C和TG水平的影响，结果显示，12周后，服用茶多酚的患者与受试前自身相比，TC和LDL-C降低，HDL-C升高，而安慰剂组无显著效应。
近期，Nagao等在日本对240名内脏脂肪型肥胖患者进行的一项为期12周的平行双盲，多中心临床试验实验发现，每日摄入富含583mg儿茶素绿茶提取物的试验组，其体内脂肪，收缩压(SBP)，LDL-C水平显著降低，表明服用这种提取物有助于减少肥胖和心血管疾病的风险。
高血压
高血压(Hypertension)是一种由多基因遗传与环境因素交互作用而产生的以动脉血压升高为特征的临床综合征。由饮食的调整带来血压的变化可对高血压和心血管疾病的患病率有显著影响。茶作为全球流行饮料，已有大量资料报道茶中主要功效成分茶多酚具有降血压，减慢心率及增加冠状动脉流量的作用。
Hodgson等设计了一项随机双盲安慰剂对照试验，证明每天饮用3杯红茶持续6个月能够显著降低人体收缩压(SBP)，舒张压(DBP)。Clement和Ernst对PubMed和Cochrane图书馆中，关于绿茶饮用习惯与化学预防和心脑血管防治方面的临床试验，进行非系统性文献回顾，认为饮用绿茶可以预防高血压，降低中风的风险。临床上，牟乃洲等用茶色素联合卡托普利治疗原发性高血压80例，并随机设卡托普利的对照组60例行对比观察,结果表明每天口服125mg茶色素(心脑健)、25mg卡托普利3次的治疗组，其治疗高血压的有效率达81%，显著高于对照组60%，而且治疗组有明显改善微循环的功效。说明茶色素联合卡托普利对原发性高血压患者有较好的疗效并能起到巩固稳定血压，改善微循环的作用。。
已有研究发现，高血压病除有血液动力学异常外，并伴随一系列血液流变学改变，而且患者往往存在明显的自由基代谢紊乱现象。所以，对高血压患者的治疗除了直接作用于血压外，还可通过调节氧自由基和血液流变学改善病情。柯永胜和徐晓华观察茶多酚对原发性高血压患者(38例)氧自由基和血液流变学的影响，并与用肠溶阿司匹林治疗的30例作对照。临床观察表明，TP能明显提高红细胞SOD活性，降低血清MDA水平，降低全血比粘度、血浆比粘度和血浆纤维蛋白原水平，其药理效应优于肠溶阿司匹林。
血栓
血栓(Thrombus)是血流在心血管系统血管内面剥落处或修补处的表面所形成的小块，由不溶性纤维蛋白、沉积的血小板、积聚的白细胞和陷入的红细胞组成。血栓形成是一种涉及许多彼此相互作用的遗传和环境因素的多因素变化的过程。
血管内皮在维持血管内平衡的过程起着十分关键的作用。其作用主要有屏障功能，接受和传递信息以调节血管收缩或扩张，分泌血管活性物质，其生成的NO对维持血管内皮功能正常有着巨大的作用，而血管内膜损害是血栓形成的主要条件。Ras等对从Medline搜索的340项与茶和血流介导的舒张功能(FMD)有关的研究进行meta分析，表明每天饮茶2-3杯能大力提高血管内皮功能。
Jochmann等对红茶和绿茶改善血管内皮功能进行了研究，结果表明绿茶或者红茶不仅使内皮细胞NO合酶的活性显著增加，而且可以引起老鼠主动脉环内皮依赖的血管舒张，同时还发现饮用绿茶或者红茶2h后可以增加健康女性体内血流介导的血管舒张(FMD)。
大量的临床流行病学及实验室研究资料表明同型半胱氨酸(Hey)是动、静脉血栓形成的独立危险因素。裴晶晶等研究发现茶多酚可逆转Hcy引起的PAI-1/t-PA比值紊乱，使比值维持正常，从而修复Hey引起的内皮细胞纤溶损伤，增强纤溶功能，防止血栓的发生。
此外，茶多酚还通过抗凝血、促纤溶作用，防止血栓形成。洪允祥等通过对54例冠心病患者15年动态观察证实茶多酚可使血浆纤维蛋白原含量显著下降，抗凝血酶Ⅲ含量升高及活性稳定，使凝血因子Ⅷ相关抗原显著减少，并明显抑制血小板的聚集，预防血栓形成的作用。
动脉粥样硬化
动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是严重危害人类健康的常见病，是以血管内皮细胞完整性破坏，巨噬细胞游移，平滑肌细胞和成纤维细胞增生，以及细胞内外脂质积聚为主的一种病理过程；是以内膜粥样斑块或纤维斑块形成为病变特征的动脉疾病。
宋小鸽等对50例心血管病患者进行临床试验发现，服用茶多酚口服液后，患者动脉硬化指数(AI)与服药前比较有明显下降，表明茶多酚有抗动脉硬化的作用。
关于AS的发病机制存在多种假说，但具体机制至今尚未有定论。近年来研究表明低密度脂蛋白发生氧化修饰成氧化型低密度脂蛋白(OX-LDL)是导致动脉粥样硬化(AS)发生的独立危险因素。因此有效地抑制LDL的氧化修饰，对防治AS具有重要的意义。有研究表明，茶多酚是LDL氧化的强抑制剂，能有效地抑制LDL的氧化修饰来预防AS。
Inami等在40名健康志愿者身上就儿茶素对血浆氧化修饰的LDL的影响进行了研究，结果发现4周后每日口服500mg儿茶素的儿茶素组，其血浆氧化修饰的LDL水平明显降低，由9.56±9.2U/mL降至7.76±7.7U/mL。
但也有不一致的结论，Davies等在患有轻度高胆固醇血症的成年人身上未发现喝红茶能改变血浆中OX-LDL水平。
冠心病
冠心病(Coronaryarterydisease，CAD)又称冠状动脉性心脏病，是由于冠状动脉粥样硬化使血管腔狭窄或阻塞导致心肌缺血缺氧引起的心脏病。
已有大量流行病学资料表明，饮茶对冠心病的发生存在保护性作用。Geleijnse等，Mukamal等，Pyshchyta等对饮茶与心肌梗死的关系进行流行病学调查，表明喝茶可显著降低心肌梗死的发病率和病死率。deKoningGans等对37514个人进行13年的调查分析证明，每天饮茶≥6杯可显著降低冠心病死亡率。Ruxton和Mason于2011年2月检索了红茶消费与冠心病关联的流行病学研究，10项列队研究，1项病例对照研究，其中8项证实了饮用红茶(每天≥3杯)可显著降低患冠心病风险。但并不是所有流行病学研究结果都一致，Sesso等和Hertog等的调查结果则表明饮茶与降低冠心病发病率之间无明确关系。
临床上，Lagiou等在希腊进行的一项病例对照研究表明一种大量存在于茶中的多酚类化合物Flavan-3-ols与冠心病的发病率呈现负相关，且每天摄入21毫克Flavan-3-ols，冠心病的患病风险就降低24%。Sano等在日本对203例行冠状动脉造影患者研究发现，每天饮用绿茶越多，患者冠状动脉显著性狭窄(左主干狭窄大于50%或者其他主要血管狭窄大于75%)的发生率越低。
在中国，焦世兰等针对冠心病的患者，采用200mg/粒的茶多酚胶囊口服，200mg/次，3次/d，对照组采用口服等量淀粉胶囊安慰剂，200mg/次，3次/d。治疗期间均常规口服硝酸异山梨醇酯10mg，3次/d，肠溶阿司匹林75mg睡前服，停用其他药物，疗程4周。结果表明，茶多酚治疗能改善患者心绞痛、呼吸困难、心慌胸闷、心悸、气短、疲乏无力等临床症状，治疗总有效率为90%明显高于对照组(53.33%)，这可能是因为茶多酚通过对冠心病OX-LDL明显的氧化抑制作用，而达到抗动脉硬化、防治冠心病症状加重的作用。
糖尿病肾病
糖尿病肾病(DN)是糖尿病长期代谢异常引起肾小球损伤的一种疾病，是糖尿病的严重并发症，也是影响糖尿病预后最重要的因素之一。
为观察从茶叶中提取研制而成的纯中药制剂茶色素胶囊对糖尿病肾病(DN)的治疗效果，采用口服降糖药或胰岛素治疗的常规组与常规治疗加用茶色素胶囊治疗的茶色素组作对比。结果表明，茶色素能使DN患者的重要症状明显改善，降低尿白蛋白、空腹血糖值和糖基化血红蛋白的含量(P＜0.05—0.01)，对血液流变性和自由基代谢指标，也有较好的改善作用，且疗效优于常规组(P＜0.05—0.01)，提示茶色素是通过其有效成份的抗炎，抗变态反应，改善血液流变性，抗氧化、清除自由基作用而发挥其临床效用的。
鉴于心血管疾病往往又是多种高危因素相互交织的结果，导致了目前此类患者需同时服用不同药物的局面，这不可避免造成不良反应发生率增加，另又造成大量的经济浪费，为此研发一种标本兼治、疗效全面、服用方便的药物已成当务之急。通过对茶中功效成分的研究，发现茶多酚、茶色素等具有明显的调理血脂、降低血压、增强血管内皮功能、降低血液黏度、抗氧化等作用。目前，我国已经成功将茶多酚开发成了治疗包括高血压、动脉粥样硬化及冠心病等在内的心血管疾病的中成药(心脑健)，并已在临床上推广应用。
茶学博士，教授，博士生导师。浙江大学茶学系副系主任，浙江大学茶叶研究所副所长，浙江大学浙西南农推中心主任，浙江省茶叶学会秘书长，浙江大学茶文化与健康研究会秘书长，国家一级评茶师，国家职业技能(评茶员/茶艺师)竞赛裁判员、高级考评员，浙江图书馆文澜讲坛客座教授。