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行业领域

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需求背景

茶红素(Thearubigins, TRs)是红茶中一类复杂的红褐色酚性化合物，是茶色素的主体组分，它主要由儿茶素类氧化缩聚而成，主体成分为儿茶素类的氧化聚合体。茶红素类的分子量主要分布在700～40000之间，差异极大，它既包括有儿茶素酶促氧化聚合、缩合反应产物，也有儿茶素氧化产物与多糖、蛋白质、核酸和原花青素等产生非酶促反应的产物。

茶红素是红茶加工过程中儿茶素的氧化产物中形成积累最多的一类物质，其含量占红茶干重的6%~15%。茶红素类为棕红色，能溶于水，水溶液呈酸性，深红色，刺激性较弱，是构成红茶汤色的主体物质，对茶汤滋味与汤色浓度起极重要的作用，且参与红茶“冷后浑”的形成。此外，它还能与碱性蛋白质结合生成沉淀物存在于叶底，从而参与红茶叶底色泽的形成。通常认为茶红素含量太高有损品质，使滋味淡薄，汤色变暗，而含量太低，茶汤红浓不够。Roberts认为，茶红素含量与茶黄素含量中，过高的茶红素或较低的茶黄素/茶红素比率会导致茶汤深暗、鲜爽度降低。茶红素/茶黄素的比率与红茶品质密切相关，比值过高时，茶汤色暗且滋味强度不足，比值过低时，亮度好，刺激性强，但汤色红浓度不够。

Roberts根据双向纸层析法将茶红素分为SⅠ和SⅡ两大类型，并指出SⅡ型是极性大呈褐色的物质。Brown等根据Roberts法分别用乙酸乙酯、正丁醇、酸性正丁醇对茶汤进行萃取并去杂后，制备了五种茶红素，即溶于乙酸乙酯的为TR-1，溶于正丁醇的TR-2(甲醇乙醚不溶)和TR-3(丙酮不溶)，溶于酸性正丁醇的TR-4(甲醇与乙醚不溶)和TR-5(丙酮与乙醚不溶)。Krishnan等在Brown等方法的基础上用索氏提取器进行固液萃取从红茶中分离纯化出五个茶红素部分，五个部分均不含儿茶素、茶黄素和咖啡碱。Cotteu ***. 等用葡聚糖凝胶LH-20柱层析将茶红素分离为全溶于、部分溶于和不溶于乙酸乙酯的3个部分。Ozawa T.用一种新型凝胶Toyopearl HW-40F柱层析分离红茶茶汤中酚型组分得到可溶于乙酸乙酯茶红素、可溶于正丁醇茶红素、不溶于正丁醇可透析性茶红素和非透析性褐色高聚合物。Ozawa T.等对溶于正丁醇的酸性、中性TRs进行甲基化、脱没食子化和酸碱化学降解，发现茶红素是一类儿茶素异质聚合物，在儿茶素的4、8或6、2’和6位相结合，且B环和B环以及4和8或6位相结合。萧伟祥等采用改进的反相HPLC方法分析，使色素物质呈现一个带若干分离峰的凸宽带，难以获得纯化合物。徐向前等采用离子交换柱色谱从乙酸乙酯不溶的茶红素组分中分离出一个在HPLC上呈一单分离峰的分部。Degenhardt A.等结合XAD-7树脂和高速逆流色谱对茶红素进行了分离。尽管人们采用纸色谱、纤维素吸附色谱、凝胶色谱和高速逆流色谱，均未能使茶红素组分完全分离开来。由于茶红素类的异质性，其结构、组成及性质都不甚清晰，分离纯化存在较大的难度，至今还未能分离纯化出单体，只能通过各种分离手段将其分成若干分部来进行组分研究。因此，茶红素类的化学结构、组成及其性质一直是国内外近50年来努力探索而未能获得准确答案的科学难题。

茶褐素(Theabrownine, TB)为一类水溶性非透析性高聚合度的褐色物质，也是一类组成与结构十分复杂的化合物。它的主要组分是多糖、蛋白质、核酸和多酚类物质，由茶黄素和茶红素进一步氧化聚合而成。茶褐素呈深褐色，溶于水，不溶于乙酸乙酯和正丁醇，其含量一般占红茶干物质的4-9%。它是造成红茶茶汤发暗、无收敛性的重要因素，其含量与红茶品质呈高度负相关(γ=***)。红茶加工中长时过重的萎凋、长时高温缺氧发酵，是茶褐素积累的重要原因。红茶贮存过程中，茶黄素和茶红素会进一步氧化聚合形成茶褐素。由于茶褐素是在茶红素的基础上进一步氧化聚合形成的、化学结构与组成更为复杂的高度聚合色素物质，显然，要探明其结构与组成的化学实质比茶红素的研究难度更大。

需解决的主要技术难题

国内外有关茶红素与茶褐素的化学本质研究绝大多数集中在儿茶素类高度酶促氧化的红茶类。然而，在微生物后发酵起重要作用的黑茶（如普洱茶、茯砖茶、青砖茶、六堡茶、康砖茶等）以及儿茶素类部分酶促氧化的乌龙茶中，是否也有茶红素和茶褐素的形成与积累，如果有，它们之间的差异是什么？这也是学术界一直争论未决的重要科学问题。

期望实现的主要技术目标

茶红素、茶褐素在红茶和黑茶中占可溶物和干物质的比重相当高，且远远高于与红茶品质呈正相关的茶黄素。然而，由于茶红素和茶褐素的结构化学、理化性质研究一直没有取得实质性突破，人们对茶红素和茶褐素在茶叶品质与风味形成中的真实作用尚不明晰，它们的生理功能、生物学活性及其对人类健康的作用效果与作用机制研究也难以深入。随着现代分离纯化技术和化学结构分析手段的不断发展，茶红素和茶褐素的结构与组成必将越来越明晰，它们与茶叶品质的关系及对人类健康的作用也将得到准确的、科学的诠释。这一科学难题的破解，必将有效推进红茶、黑茶乃至乌龙茶产业的快速健康发展及消费群体的快速拓展。

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