儿茶素

儿茶素

 一、化学结构与理化性质

儿茶素（catechin），是多羟基黄烷-3-醇类的总称，约为茶叶中多酚类总量的60%～80%。它们的基本结构至少包括A、B、C共3个环核，酯化后还有D环，是2-苯基苯并吡喃的衍生物。目前研究较多的儿茶素单体主要有7种，包括儿茶素（catechin，C）、表儿茶素（epicatechin, EC）、没食子儿茶素（gallocatechin，GC）,表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC），表儿茶素没食子酸酯（epicatechin-3-gallate，ECG）、没食子儿茶素没食子酸酯（gallocatechin-3-gallate，GCG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（epi-gallocatechin-3-gallate，EGCG）^[1]。

（+）-儿茶素[（+）-catechin, （+）-C],异名儿茶酸,儿茶精。分子式为C₁₅H₁₄O₆,分子量为290.3，CAS号为154-23-4。

（-）-表儿茶素[（-）-epicatechin, （-）-EC]的分子式为C₁₅H₁₄O₆，分子量为 290.3, CAS 号为 490-46-0。

儿茶素的化学结构 

表儿茶素的化学结构

（+）-儿茶素的水合物为白色针状结晶（水-醋酸），易溶于水、含水乙醇和含水甲醇，熔点93～96℃,无 水物熔点176℃, IC50＞1000μmol/L。（-）-表儿茶素常温下为淡黄色粉末，熔点242℃，λmax28Onm^[2]。儿茶素在水溶液受热时C2位发生几何异构化，儿茶素可转换为表儿茶素。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  儿茶素是茶树次生代谢的重要成分，广泛存在于儿茶[Acada catechus （L.） Willd.]的心材，茶（C. sinensis Kuntze.）,山茶（Camellia japonica L.）和银杏（Ginkgo biloba L.）的叶，以及沙枣[Elaeagnus angustifolia L.）的茎皮和枝等中^[3]。儿茶素作为茶叶中的主要活性成分，占绿茶干物质的12%～24%,占茶多酚（TP）总量的60%～80%。

生产制备方法  儿茶素的主要提取制备方法有萃取法（溶剂萃取法和超临界流体萃取法^[4]）、沉淀法（重金 属沉淀法和钙盐沉淀法等）、膜分离法和层析法（吸附树脂法、凝胶柱层析法^[5]和高速逆流色谱制备法）等。

三、分析方法

GB  GB/T 8313-2008高效液相色谱法茶叶中茶多酚和儿茶素含量的检测方法。

GB/T  21727-2008高效液相色谱法固态速溶儿茶素类含量的检测方法。

AOAC  尚未査到有效资料。

其他 ISO 14502-2:2005采用高效液相色谱法（HPLC）。文献报道的分析方法有近红外光谱分析法、反相高效液相色谱法（RP-HPLC）、毛细管电泳（CE）、气相色谱法（GC）、纸色谱法（PC）等。

四、生理功能及作用

抗氧化作用  儿茶素在B环和C环上的酸性羟基具有很强的供氢能力，能中断自动氧化成氢过氧化物的连锁反应，从而阻断氧化过程，从而防止过量自由基对细胞的损伤。儿茶素能降低血浆MDA的含量，增加红细胞SOD的活性，抑制二甲基肼诱发的脂质过氧化作用及抑制二甲基肼的致癌作用。表儿茶素可以抑制由过氧化硝化物诱导的亚硝基化和氧化作用。研究表明，表儿茶素、儿茶素及其低聚物原花青素类可通过限制氧化剂到达双分子层膜和加速脂质在非水溶膜基质中的氧化来降低细胞膜的被氧化修饰，从而起到抗氧化作用^[7]。

抑制肿瘤作用  儿茶素可以抑制多种致癌物诱导的突变和染色体损伤，具有很强的捕获自由基和抑制自由基对细胞损伤作用的能力。茶多酚能阻断体内亚硝酸盐的合成，在一定程度上有辅助抑制肿瘤形成、直接杀伤癌细胞及提高带癌细胞机体的免疫功能。绿茶中的儿茶素类化合物能降低大肠癌小鼠血液脂质过氧化作用。与抗癌药阿霉素（ADM）, 5-氟尿嘧啶（5-Fu）和阿糖胞苷（AraC）联合应用，可增强它们对人体BEL-7402及SMMC-7721肝癌细胞的生长的抑制作用。还可提高Ehrilch腹水癌移植瘤和M5076卵巢肉瘤对ADM的敏感性^[8]。现已知，儿茶素类化合物对肺癌、结肠癌、前列腺癌和白血病等多种癌症均有抑制作用。

抗血小板凝集作用  儿茶素对ADP，AA和胶原诱导家兔的体外血小板聚集有抑制作用，且随着剂量的增加，这种抑制作用逐渐增强。以200mg/d和400mg/d的剂量给大鼠灌胃，连续14天，对ADP诱导的血小板聚集作用亦有一定抑制作用，并呈剂量-效应关系。在血栓形成试验中，儿茶素一定程度上抑制了大鼠血栓的形成。

对肝的保护作用  试验发现含80%表儿茶素及其低聚物的可可豆提取物对酒精诱导的高脂大鼠早期肝损伤有保护作用，其可使由酒精诱导的丙氨酸转氨酶的浓度由（110±16）IU/L降低到（60±6）IU/L^[9]。儿茶素能恢 复CCl4引起的A/G倒置现象，增加解毒酶GST活性而 促进肝解毒功能。如每日以50mg/kg腹腔注射，可降低乙醇中毒小鼠肝线粒体膜脂质的流动性，增加肝线粒体还原型谷胱甘肽的含量，减少Ca2+的摄取和脂质过氧化物的生成，从而对肝组织细胞起到一定的保护作用。另外，对于人类急性病毒性肝炎，儿茶素可降低血清胆红素，缩短黄疽期。

对心血管系统的作用  试验表明，儿茶素对心血管病的防治作用主要表现在降血脂、降血压、保护心肌、抑制脂质过氧化和血栓的形成等方面。儿茶素能降低脂蛋白脂肪酶的活性，促进肾上腺素诱导的脂肪分解酶活性来实现调脂作用，大量的动物试验和临床研究已证实，茶儿茶素能降低血清TC、TG, LDI-C和apoBl00, 升高HDL-C和apoA1。茶多酚类物质具有优先络合血管紧张素I转换酶（ACE）的金属辅基Zn2+的能力，从而改变ACE酶的活性，达到降低血压的目的。儿茶素能降低小鼠脑、肺、肾及肌肉等毛细血管的通透性和脆性，而增强其对外伤的抵抗性，可用于防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。日本与荷兰的流行病学调查结果表明，长年日饮绿茶3～4杯者的心肌梗死发生率会明显降低。在日本，每天饮用10杯（1 500ml）绿茶与每天饮用3杯（450ml）绿茶的人群相比，冠心病的死亡率降低58%^[10]。

其他  儿茶素具有一定的抗菌作用，可抑制多种口腔致病微生物，特别是对导致龋齿的龋齿链球菌有一定的抑制作用，可降低龋齿的发生率。儿茶素可通过抑制葡萄糖的吸收和（或）降低碳水化合物的水解来降低血糖含量。表儿茶素不仅可抑制胆碱脂酶，还是雄性小鼠的一种抗生育药。儿茶素类化合物还具有保护中枢神经的作用，对阿尔茨海默病、帕金森病和中风等神经系统疾病有预防作用。饮茶能明显提高老年妇女脊椎和髋骨中矿物质的密度，从而降低骨质疏松的发生。儿茶素能与重金属离子络合，故可作为吸附剂除去水中的多种重金属元素，如将环境中水体污染“五毒”之一的Cr6+还原为无毒的Cr2+。

五、安全性研究

人群资料  Ullmann等[11]用随机、双盲、安慰剂对照试验对60例健康志愿者进行了表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）的耐受性、血药浓度及安全性研究。研究表明：一次口服EGCG 1 600mg对人体不会造成伤害，可以耐受。服用EGCG后1.3～2.2h在人体内血药浓度达到最大值，随后是降低和消散期，半衰期（t1/2）在1.9～4.6h。对健康个体进行长期口服大量EGCG （每日800mg）的试验研究表明：4周后，受试者所述不适（胃部不适、恶心、腹痛、头痛等）与安慰剂对照组无差异，800mg组血浆AUC值（area under the concentration-time curve from Oh to infinity）增加60%。表明健康个体每日饮用绿茶8～16杯（其中EGCG含量约为8OOmg）是安全的，且大量饮茶能显著提高EGCG在人体血浆中的浓度。

代谢情况 （+）-儿茶素在大鼠的主要代谢途径是形成3’-O-甲基化的儿茶素，并继续形成其葡萄糖醛酸苷共价结合物。志愿受试者口服（+）-儿茶素，从尿液中鉴定出主要代谢产物为（+）-儿茶素-3'-O-甲醚葡萄糖醛酸苷共价结合物^[12]。

急性毒性  对高纯度茶多酚（TP≥95%）的测定结果显示，昆明种小鼠经灌胃LD50=1.45g/kg，SD大鼠经灌胃LD50=2.14g/kg，小鼠腹腔注射茶多酚的LD50为0.133g/kg。按国内通用的毒性分级系统表明茶多酚属低毒级^[13]。

遗传毒性  Ames试验、小鼠骨髓多染红细胞（PCE）微核率检测和骨髓细胞染色体畸变试验表明，在1/20的LD5。浓度内，茶多酚均无不良影响。

亚慢性毒性  大鼠30d喂养试验结果表明茶多酚对动物未产生明显毒性作用，未观察到有害作用剂量（NOAEL）为3.4g/kg^[14]。小鼠每日口服TP剂量达750mg～2 250mg/kg，连续饮服6星期，对小鼠的血象、体重、内脏器官及重要免疫器官（胸腺和脾）的细胞增殖等均无不良影响，TP对供试小鼠无生理毒害作用^[13]。

慢性毒性与致癌性  家犬的长期毒性试验研究发现，茶儿茶素26mg/kg、125mg/kg, 600mg/kg对杂种犬 连续口服180天，用药期间无动物死亡，也无动物出现 严重毒性反应。试验结果表明，茶儿茶素口服对家犬的 NOAEL为125mg/kg，茶儿茶素口服对家犬的慢性毒性 剂量为600mg/kg，毒性靶器官为肝、肾。大鼠长期毒 性试验发现，茶儿茶素口服高剂量（1400mg/kg）可轻度抑制大鼠体重的增长，P

生殖与发育毒性  小鼠精子畸形试验和果蝇生育力试验结果表明，茶儿茶素无生殖发育毒性。研究表明，一定浓度（<20μmol/L）的表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）能显著提高体外培养的小鼠卵母细胞的成熟率、受精率和胚胎发育率，但当添加量达到25μmol/L时却表现出降低小鼠卵母细胞内GSH浓度、抑制胚胎发育的效应。

其他  家兔眼刺激试验和豚鼠皮肤刺激试验结果均 表明，茶儿茶素均属“无刺激性”，豚鼠皮肤过敏性试验结果表明，茶儿茶素属于“弱致敏物”[13]。

六、常见使用方法与调査/推荐摄入量

1、常见使用方法

（1）食品  茶叶是一种传统的药食同源的天然保健饮料，在我国已有五千多年的应用历史。它也是多酚类化合物的主要来源，其主要酚类儿茶素类约占茶叶萃取物干重的25%。以儿茶素为主体的茶多酚是绿茶当中最为重要的有效成分，是决定茶叶及茶叶饮料品质优劣的关键因子之一。以儿茶素为主体的茶多酚是国家批准使用的食品天然抗氧化剂，儿茶素对食品中的色素和维生素有保护作用，使食品在较长时间内保持原有色泽与营养水平，已用于糕点、油脂、香肠等食品中。与柠檬酸、苹果酸、酒石酸有较好的协同作用，能有效防止食品、食用油类的腐败，并能消除异味，也可作为防腐剂。

（2）保健食品  以儿茶素为主体的茶多酚已广泛用作保健食品的功效成分，用于生产调节血脂、提高免疫力、减肥、美容、抗衰老、调节血糖、保肝、防龋护齿等功能的食品。国内保健食品对茶多酚临床成人推荐用量为每日0.6g/kg，4周为1个疗程。

（3）其他

药品：茶多酚已被批准为临床研究的新药。因儿茶素能与多种重金属离子络合，故茶叶制剂对铅作业工人的职业性中毒与铅吸收有较好的预防和治疗作用。

护肤品：在日化产品上作为特殊功能的保质剂和护肤剂。

2、调查/推荐摄入量

（1）调査摄入量  日本人每天饮1～2杯绿茶，有些地区达到10杯，估计相当于每天摄入儿茶素1 000～1500mg。美国1994-19%年的绿茶平均消费量，20岁以上的男性和女性分别有12.8%和19.2%,摄入总儿茶素每天为 504～674mg。

（2）推荐摄入量  未查见相关文献资料。

七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  茶多酚作为食品添加剂-抗氧化剂，可用于多种加工食品中。

美国  美国：儿茶素1994年前为NDL，目前应用于补充剂。

欧盟  未查见相关文献资料。

澳/新  未査见相关文献资料。

其他  JECFA已将以儿茶素为主体的茶多酚列为安全物质。

八、注意事项和禁忌

不适宜人群  孕妇及乳母每日不宜摄入2杯以上绿茶。

禁忌  未査见相关文献资料。

与药物相互作用  未査见相关文献资料。

其他  由于儿茶素的主要食物来源茶叶中含有一定量的氟，氟的适宜摄入量为1.5mg/d，若长期过量摄入氟，会引起氟中毒，故饮茶不宜过量。

九、小结

儿茶素类是多羟基黄烷-3-醇类的总称，广泛存在于茶、山茶中，其主要提取制备方法为萃取法，对其含量的分析主要为HPLC。具有抗氧化、抗肿瘤、抗血小板凝集等功能，安全性高，可广泛应用于食品、保健食品、药品等。我国已将茶多酚作为食品添加剂-抗氧化剂。美国批准儿茶素应用膳食补充剂。JECFA也认为儿茶素为主体的茶多酚为为安全物质。

资料来自：杨月欣，李宁. 营养功能成分应用指南.北京：北京大学医学出版社，2011.